高壓鍋燒水時,內部壓力大於外界氣壓。水的沸點相應會產生變化。借這個問題,簡單科普一下物質的沸點與壓強關係的一個較為初步的理論。

考慮單元系含有 [公式][公式] 兩個不同的相。當兩相平衡時,在相平衡曲線上兩點的化學勢應該滿足:

[公式]

[公式]

根據熱力學基本微分方程易得化學勢的全微分為:

[公式]

於是有:

[公式]

[公式] 表示1mol物質在[公式][公式]兩相轉化時吸收的潛熱,對於晶體,相變溫度不變,

[公式]

於是有:

[公式]

代入之前的關係式有:

[公式]

上式被稱為克拉珀龍方程,對任何單組分兩相平衡系統均適用。

對於氣液平衡體系,由克拉珀龍方程:

[公式]

在沸騰時,一般 [公式] ,所以液體沸點隨壓強升高而升高。

代入具體的數據,就可以得到不同氣壓下水的沸點。事實上,也有一個近似的公式可以定量描述。那就是假定水蒸氣近似於理想氣體,再考慮汽化熱隨溫度變化不大,在一定範圍內,這個近似是可行的。將理想氣體狀態方程代入克拉珀龍方程積分可以得到:

[公式]

其中下標為0的壓強和沸點是一個測定的已知量,根據這個已知量即可在變化不大的範圍內根據上述公式推測沸點T隨氣壓P的變化關係。

在實驗上,也可以找到相應的水沸點隨壓力的變化數據,這裡給大家搬運一個,供參考:

最後總結回答一下題主:水可以沸騰,但是由於壓力增加,沸點會升高,即水在高於100攝氏度時才可以沸騰,這也是高壓鍋燉菜更容易軟爛的原因。當然,達到臨界壓強後,以上的討論就沒有意義了,不過一般的家用壓力鍋達不到那個程度,所以在離常壓不遠的範圍內,以上的討論是可行的。


沸騰是一種劇烈汽化的現象

沸騰時大量的汽化也會帶走熱量,所以常壓下沸騰後可以達到一個穩定的熱平衡。

而用高壓鍋時(假設質量足夠好,且不漏氣),隨著汽化量不斷增加,壓力也會不斷上升,假設水量足夠,壓力應該也會達到一個臨界值,這時水的汽化現象應該不會有常壓時那麼劇烈,我猜水面也有可能像常溫一樣是平靜的,又或者水會以一種汽液共存的狀態瀰漫在鍋中,也就是不會沸騰。

不過都是我猜的,家用的高壓鍋應該也受不了這種強度的高溫高壓,如果想一探究竟,還是等大神來貼實驗數據吧


謝謝邀請,這個問題是初中熱力學物理的範疇。

水沸騰,其實液體沸點的高低除了跟本身性質有關係之外還跟液體表面壓強有關係。在一個標準大氣壓下,純凈水的沸點是100攝氏度。

熔點是0攝氏度。

沸騰其實就是液體轉化為氣體的一種形式。

跟蒸發一樣,都是汽化。

好了,回歸正題。

高壓鍋內燒水,水也是會沸騰的,但是溫度要高些。

僅此而已。

因為高壓鍋裡面壓強高,水的沸點就升上去了。


會啊。當蒸汽沖開排氣閥的時候,就是因為鍋中水沸騰了,產生大量蒸汽的結果。因為增加的壓力的原因,這個溫度一般在110°左右,所以煮東西效率高。

同理,在高海拔地區,因為壓力不足,水加熱到八九十度就能沸騰,溫度不再上升,煮東西效率就低。


會的,不然怎麼會噴出蒸汽。


推薦閱讀:
相关文章