作者Muscovy (三分熟的鬧鐘)
看板Physics
標題Re: [問題] 沸點的定義
時間Tue Sep 28 04:28:49 2010
※ 引述《kusoayan (瑋哥)》之銘言：
: 看來看去好像都沒有比較詳細的解答
: 也許我沒把問題表達的夠清楚吧~"~
其實還好, 問題很清楚... 但是要釣到閒人要碰一點運氣.
不過就一個高中生而言, 你的解釋還蠻讓人讚嘆的. :D
但是我先挑戰一下你的解釋...
裡面最大的問題是: 氣泡都不是固定不動的.
所以應該把那些運動通通放進去.
套用你所熟悉的牛頓力學..........................:PPP
譬如說氣泡膨脹會對外界做功（所以力學條件其實很複雜. ）
而且那些氣泡內部的壓力也可能並不是你所想像的那麼均勻...
但是這些想法還是很好玩的...
作為回報呢, 我提供一個比較正統的說法. :D
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首先, 有一些物理量只有在「穩定態」之下才有定義.
譬如溫度、壓力、體積... 高中會遇到的大概就是這幾個.
大學還會多遇到幾個, 像是大名鼎鼎的「熵」. :D
舉個例子, 當我們把一杯熱水跟一杯冷水混在一起...
在水杯之內到達平衡的整個過程中, 溫度是沒有意義的.
（想像: 當溫度計讀值一直在變的時候, 那些值通通都有問題. ）
然後說到沸騰時你所關心的蒸汽壓.
蒸汽壓也是壓力, 所以討論沸騰時的蒸汽壓也要找到一個穩定態.
最偷懶的方法當然就是找一個水量不增不減的狀態.
把水裝到箱子裡, 加熱啦, 冷卻啦, 用重錘把那些水壓住........之類的.
最後你會找到一個狀態...
裡頭的溫度很穩定, 壓力很穩定, 體積很穩定, 水量也很穩定.
而且水一直保持著沸騰（其實它自己會調節, 只要你記得加熱就好. ）
穩定之後, 我們所量到的溫度就是那種狀態下的沸點.
量到的壓力, 就是對應到這個沸點的壓力.
事實上體積也要算進去, 不過化學好像很少在考慮這個.
接下來的問題就有點麻煩...
現在我們已經畫出一張圖.
上面是關於水的蒸汽壓多少的時候, 水的沸點是幾度.
那我們就問一下, 「水」到底認不認得那些壓力的來源？
是來自於水自己的水蒸氣或者大氣中的氧氣、氮氣...
還是我們故意用空壓機打進去的氬氣？
實驗做看看會發現: 水好像笨到沒辦法分辨壓力的來源.
反正外加壓力是多少, 它的沸點就是幾度......
到底那些壓力是怎麼組成的？根本就不重要.
這是實驗結果, 請背下來... 哈. :D
（我相信可以造出許多解釋, 不過: 實驗結果永遠比解釋重要. ）
有沒有液體可以分辨壓力的來源？有, 越偏離理想液體的東西越明顯.
回過頭來說...
於是我們會知道, 一個大氣壓之下, 水的沸點是某個特定溫度.
或者更偷懶, 直接把這個溫度定義成 100℃. :P
同時整理一下也會知道...
為什麼說「蒸汽壓等於環境壓力時的溫度就是沸點」？
既然某個蒸汽壓之下的沸點可以量得很準（很容易做出穩定態. ）
那我們乾脆拿它當尺規, 就這樣. :D
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新詩練習：新鮮。踩破初春裡的狗大便；不經意的滄桑，滿溢著嫩黃的喜悅。
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◆ From: 140.112.218.110
推 HDT:Entropy1988出來面對~ 09/28 06:40
推 HDT:老實說我以為沸點的定義就是 加熱到沸點時溫度不會再上升 而是 09/28 07:07
→ HDT:全部轉換成潛熱= = 熱力這部分一直不是很好 09/28 07:08
→ Muscovy:HDT 的定義也是對的啊... 09/28 16:40
→ Muscovy:熱力學的 argument 本來就有很多種形式. 09/28 16:41
→ Muscovy:只是有些形式的定義更容易做出實驗而已... 09/28 16:42
→ Muscovy:不過驗證「沸點」其實是另一個獨立的實驗... 我偷懶沒寫. 09/28 16:43
推 Entropy1988:YAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA~~~ (喂= =) 09/28 18:24
→ Entropy1988:水笨笨的，HDT，你要怎麼負責！ (光速逃) 09/28 18:26
→ hank780420:只好把水分子的H通通都換成T了 (??? 09/28 18:31
推 HDT:別問我 我只佔2/18 頂多到6/22 去問O 09/28 18:43
推 Entropy1988: 佔了2/3 09/28 19:47
推 HDT:算質量比較公平 09/28 20:08