1、物理化学生活现象解释过热液体的形成过热液体:是指液体的温度超过其沸腾温度而没有沸腾的情况,此时假设参加可以 引起液体沸腾的多孔物质或金属,可导致液体爆沸,假设液体温度高过其沸腾温度 过多，可能导致爆炸。用微波炉加热用不会引起沸腾的玻璃容器盛装的水会出 现过热液体。形成原因：液体沸腾时，液体内部有大量的气泡形成，使汽液分界面大大增加， 于是整个液体剧烈汽化。在一般情况下，液体中容有空气。以这些既有的空气 泡作核而形成的气泡具有足够大的半径，接近于分界面为平面的情形，只要气 泡中的蒸汽压等于液体的压强，即发生沸腾。如果液体中没有现存的空气泡作 核，最初气泡的形成，其半径必然极小，泡内饱和蒸气压必然
2、远小于外压力， 因此在外压力压迫之下，小气泡难于形成，致使液体不易沸腾，从而成为过热 液体。当到达正常沸点的温度，即饱和蒸汽压 P 等于液体的压强 p,力学平衡条 件要求气泡内的蒸汽压强大于液体的压强，而相变平衡条件又要求气泡内的蒸 汽压强小于液体的压强。因此在正常沸点的温度，不能同时满足力学平衡条件 和相变平衡条件。除非液体的温度高于正常的沸点，使相应的饱和蒸汽压大于 液体压强。故此，形成了过热液体。高压锅的工作原理为了节约时间，人们已经习惯用高压锅来煮饭菜。其实它并非是现代生活中的创造， 早在 300 多年前，法国物理学家帕平就用它做过“大餐。一次，帕平在做实验时，由于不小心，被从加热容器
3、中喷出来的蒸汽烫伤了手，伤 势十分严重。帕平就向波意耳请教这次的蒸汽格外热的原因。波意耳的解释是，在 高压下水的沸点升高，所以它的蒸汽特别烫。实验中水是在密闭容器里加热的，沸 腾后的水蒸气使容器上方的空气密度加大，从而使气压升高。反之，在低压情况下， 沸点降低的水蒸气就不烫手了。受到启发之后的帕平设计并且制作了一个密闭的容器，然后把容器内的水加热，容 器里的压力随着水温的升高越来越大，因而水的沸点也升高，食物也就熟得快了。他从此得出结论，气压的上下与水的沸点温度成正比。帕平制造了第一只高压锅， 然后，他用高压锅做了牛肉等各种食物，举办了一个名为“加压大餐的宴会，大 家吃过以后都啧啧称奇。就这样
4、，高压锅开始走入千家万户因为水的沸点受气压影响，气压越高，沸点越高。在高山、高原上，气压不到 1 个大气压，不到 100水就能沸腾。在气压大于 1 个大气压时，水就要在高于 100时才会沸腾。人们现在常用的高压锅就是利用这个原理设计的。高压锅把 水相当紧密地封闭起来，水受热蒸发产生的蒸汽不能扩散到空气中，只能保存 在高压锅内，就使高压锅内部的气压高于 1 个大气压，也使水要在高于 100 时才沸腾，这样高压锅内部就形成高温高压的环境，饭就容易很快做熟了。当 然，高压锅内的压力不会无限地上升，高压锅的排气装置会在气压到达一定程 度时把蒸汽排出，保证使用安全。用普通锅做饭,得先把水烧开,温度到达
5、100左右,然后在这一温度下焖一段时 间,才能把饭煮熟。水烧开以后,它的内部和外表上同时发生剧烈的汽化,这种现 象叫做沸腾。水沸腾时的温度叫做水的沸点。 如果锅里的温度能高于 100, 做饭所用的时间就大大缩短。但是,普通锅 无法再提高温度, 因为水沸腾后再加热,只能加快水的汽化,不可能升高水的温 度。所以,只有提高水的沸点,才能到达提高锅内温度的目的。怎样提高水的沸点呢先做个实验:在烧瓶中盛半瓶水,用一只插有玻璃管和温度计的塞子塞紧瓶口, 再用一段橡皮管把玻璃管和一个小气筒连接。用酒精灯给烧瓶加热, 可以从温 度计上看到。当接近 100时,瓶里的水沸腾了。此后即使再加热,温度不再上 升。然后
6、用力压气筒的活塞,增大瓶里的压强，并继续加热。我们会看到沸腾停 止,水的温度又开始升高。这说明,水的沸点随着压强的增大而升高。液体发生沸腾时的温度。当液体沸腾时，在其内部所形成的气泡中的饱和蒸汽 压必须与外界施予的压强相等，气泡才有可能长大并上升，所以，沸点也就是 液体的饱和蒸汽压等于外界压强的温度。液体的沸点跟外部压强有关。当液体 所受的压强增大时，它的沸点升高；压强减小时；沸点降低。例如，蒸汽锅炉 里的蒸汽压强，约有几十个大气压，锅炉里的水的沸点可在 200以上。又如， 在高山上煮饭，水易沸腾，但饭不易熟。这是由于大气压随地势的升高而降低， 水的沸点也随高度的升高而逐浙下降。在海拔 190
7、0 米处，大气压约为 79800 帕600 毫米汞柱，水的沸点是 93.5。在相同的大气压下，液体不同沸点亦不相同。这是因为饱和汽压和液体种 类有关。在一定的温度下，各种液体的饱和汽压亦一定。例如，乙醚在 20时 饱和气压为 5865.2 帕44 厘米汞柱低于大气压，温度稍有升高，使乙醚的 饱和汽压与大气压强相等，将乙醚加热到 35即可沸腾。液体中假设含有杂质， 那么对液体的沸点亦有影响。液体中含有溶质后它的沸点要比纯洁的液体高，这 是由于存在溶质后，液体分子之间的引力增加了，液体不易汽化，饱和汽压也 较小。要使饱和汽压与大气压相同，必须提高沸点。不同液体在同一外界压强 下，沸点不同。沸点随压
8、强而变化的关系可由克劳修斯;克拉珀龙方程得出。沸点与气压成正比.气压越大，沸点越高;气压越低，沸点越低。理由:液体在挥发的时候产生蒸气压,当蒸气压(饱和蒸气压)等于外界的压力时, 液体就会沸腾,此时的温度就是液体的沸点.外界的压力增大时,必须升高温度才能使蒸气压增大以等于外界压力,到达 沸腾.当外界压力降低时,温度比拟低的时候就能够使蒸气压等于外界压力,到达 沸腾.其实仔细研究高压锅的构造后，我们就会发现高压锅的原理并不复杂。上面已经说过，水的沸点会随着压强的增大而增大，反之，降低而降低，所以高压锅 的根本思想就是要通过增大锅内压强，使水的沸点增高从而提高水能到达的最 高温度，使食物在较高的温
9、度中煮，这样就能使食物容易熟，于是缩短烹饪时 间。那么高压锅是如何使锅内压强到达一个较大的值呢经过我们研究了家里的高压锅的结构，我们发现锅盖上有 2 个气孔(有时还有一 个小气孔，上面有向上的活塞，它的气密性较好，在放气时可以观察锅内的气 是否放完，从而在安全时开启锅盖)，气孔 1 在常温时有活塞落下，使锅内与外 界相通，但在温度升高至 100C 时，水气化成水蒸气，水蒸气会把活塞冲起 (此时锅内压强 latm)，气孔 2 上的限压阀是由较重的金属制成，质量较大，不 易被立即冲开，所以此时锅被密封，继续加热，锅内温度继续升高，于是锅内 气体分子的温度升高，即气体分子运动加剧，分子的平均速度增大，分子撞击 器壁的作用力增大，故压强增大，当压强增至一定值时，气体就会冲开气孔 2 上的限压阀。气体冲开限压阀就是我们常看到的高压锅“放气，由于继续加 热，“放气会一直持续下去，说明这以后锅内都保持一定的、较高的温度， 当然，为了安全，我们这时可以把火适当调小，煮至适当的时间，就可以将火 关掉，于是食物就烹饪成功。高压锅就是根据这个原理制造的。它用特别的胶圈密封, 不让锅内蒸气跑掉 。因此, 在加热过程中蒸气压强不断增大,提高了水的沸点 。家庭常用的高压锅内蒸气压强能到达 1.3 个大气压,锅内水沸腾的温度可到达 108左右,所 以做饭快,省时省燃料。