首頁 那些聽過卻從未搞明白的問題

2.

水的沸點在珠穆朗瑪峰之巔是多少?

從小我們就知道,水在溫度達到100攝氏度時就會沸騰。水在這個溫度被燒開之後,我們就可以煮麵條或者煮湯了。但是,這個說法其實並不完全正確。畢竟,在科學領域任何一句話都是相對的概念。所以說,水的沸點也是由很多條件共同決定的。

首先,我們要搞清楚的是:**怎麽才會沸騰?一種**,比如說水,是由很多個分子構成的,若這些分子處在一種比較鬆散的狀態,相互之間的作用力就比固態時小—水的固態就是冰,冰的分子間作用力大於水的分子間作用力—那就會以**的形式存在。我們平時說的“溫度”實質上形容的是組成物質的分子振動頻率:一個物體的溫度越高,組成它的分子振動頻率越高(當分子不再運動的時候,這個物體將會是目前所知的最低溫度,即“絕對零度”—零下273攝氏度,也等於0開氏度。雖然熱力學原理和量子物理學有研究表明物體不可能達到這種溫度)。因此,當某個物體沸騰時,也就是從液態變為氣態時,這些分子的振動頻率已經達到一定程度,能讓它們擺脫液態時分子之間彼此的相互作用力,然後變得更加鬆散,融入組成空氣的分子之中,形成氣體。就這樣,水分子不再處於液態時的相互牽製狀態,進入到自由遊走的氣態,各個分子都努力地想要占據更多的空間。事實上,這個現象包含了很多隱藏的條件,比如,我們所說的水在100攝氏度沸騰,指的是純水和蒸餾水—沒有任何雜質溶於其中的水。然而,我們平時喝的水都含有各種各樣的雜質,你可以隨便從商店裏挑一瓶礦泉水出來,看看上麵的成分表,上麵都寫著:鈣、鎂、鈉、鐵、碳酸化合物、硫酸化合物……

舉個例子,我們廚房中用的鹽其實就是氯化鈉,當我們往水裏加入足量的氯化鈉時,這杯水的沸點就會升高。也就是說,這個時候要燒開水需要達到比100攝氏度更高的溫度。把1升水的沸點提高1攝氏度需要往裏麵加大約58克的鹽。同樣地,這樣也能降低水的凝固點—在這個時候,水在低於0攝氏度的時候才會結冰。這是因為組成氯化鈉的離子融入水分子之中,讓水分子很難凝固成冰。這就是為什麽在寒冷的冬天,我們通常會往公路上撒鹽,就是為了避免水結冰引發的交通事故。