沸騰

【詞語名稱】沸騰

【漢語拼音】fèi téng

【英文名稱】boiling

【名詞解釋】1.在一定的温度下在液體表面和內部同時發生的劇烈汽化現象

2. 比喻情緒激昂或興旺發達。

3.比喻喧囂嘈雜

各種液體沸騰時都有確定的温度叫沸點。不同液體的沸點不同。即使同一液體，它的沸點也要隨外界的氣壓而變：大氣壓強越高，液體沸點越高，反之就越低。一個標準大氣壓下水的沸點為100℃，這是最為常見的。在一定的外界壓強下，沸騰只能在某一特定温度（沸點）並持續加熱下進行。液體在沸騰時，温度保持不變，仍然吸熱。這時的飽和汽壓跟外部壓強P相等。液體所受外部壓強增大時，它的沸點升高；反之則降低。不同液體在相同的壓強下的沸點是不同的。這與液體的飽和蒸氣壓有關。若當前温度下飽和蒸氣壓與外界相同，液體即沸騰，而液體的飽和蒸氣壓與液體的温度存在正相關關係。如：圓燒瓶裏的水沸騰後停止加熱，沸騰停止，在燒瓶表面倒少許冷水，使瓶內氣壓降低，水重新沸騰起來。

沸騰的條件：（1）達到沸點（2）能繼續從外界吸熱。 ^[1] 

它們都是液體汽化的方式，即都屬於汽化現象，液體在蒸發和沸騰的過程中，都需要吸收熱量。

（1）蒸發是液體在任何温度下都能發生的汽化現象（忽略-273.15℃，因為-273.15℃為絕對零度，這時，分子停止運動），而沸騰是液體在一定温度（沸點）下，並繼續加熱，才能發生的汽化現象。

（2）蒸發是隻在液體表面發生的緩慢的汽化現象，而沸騰是在液體表面和內部同時發生的劇烈的汽化現象。

（3）蒸發時液體温度會下降，而沸騰中液體温度保持不變（在液體表面上壓強不改變的前提下）。

（4）影響蒸發速度的因素是：液體的表面積，液體的温度，液體表面附近的空氣流速；影響沸點的因素是：液體表面上的氣壓，液體的純淨程度。 影響沸騰速度的因素：液體體積和原先的温度

（5）沸騰時有大量氣泡產生，而蒸發時無氣泡產生。

（6）蒸發的微觀本質為：由於分子的熱運動，使液體表面的分子離開液體，進入空氣中。

（7）蒸發在任何温度都會進行，只是温度越高越快，反之越慢。而沸騰必須温度在沸點，且繼續吸熱。

沸騰的微觀本質為：由於汽化劇烈產生了氣泡，不僅液體表面的分子要離開液體，液體內部氣泡壁上的分子也要離開液體，進入空氣中。沸騰現象中包含了蒸發現象，但蒸發現象卻不包括沸騰現象。

沸騰時會產生氣泡。實際上，沸騰前，加熱到一定温度時（非沸點），液體中也會產生氣泡。

沸騰前液體中的氣泡，並非液體汽化後的蒸氣，而是原本溶解在液體中的空氣。由於温度越高，氣體在液體中的溶解能力就越弱，使部分原本溶解在液體中的空氣在加熱後無法溶解，而溢出液體。

沸騰前的氣泡，越到液體上面，就越小。原因是對液體加熱時，液體上層温度比下層低，液體上層對氣體的溶解能力也就比下層強。氣泡中，部分在下層無法溶解在液體中的氣體浮到了温度較低的上層，又溶解在了液體裏，使氣泡變小。沸騰前產生的氣泡，絕大多數未到達液體表面就已變小消失。

而沸騰時的氣泡，是液體汽化後的蒸氣，這種氣泡越到液體上層越大。這是因為下層的氣泡在上浮的過程中，又與其它氣泡混合，使氣泡越來越大。沸騰時產生的氣泡會到液體表面後破裂。破裂後與周圍沸騰的水形成水蒸氣離開後遇冷液化成小水珠，即我們看到的“白氣”。

核

廚房爐灶上的水的沸騰。

核沸騰的特徵在於在加熱表面上的氣泡或氣泡的生長，其從表面上的離散點上升，其温度僅略高於液體。通常，通過增加的表面温度增加成核位點的數量。

沸騰容器的不規則表面（即，增加的表面粗糙度）或流體添加劑（即表面活性劑和/或納米顆粒）可以產生另外的成核位置，而特別光滑的表面，例如塑料，適合過熱。在這些條件下，加熱的液體可能顯示沸騰延遲，並且温度可能略高於沸點而不沸騰。 ^[2] 

臨界熱通量

當沸騰表面被加熱到高於臨界温度時，在表面上形成蒸氣膜。由於這種蒸汽薄膜能夠遠離表面攜帶熱量，因此温度非常快地超過這一點上升到過渡沸騰狀態。發生這一點取決於沸騰流體和所討論的加熱表面的特性。 ^[3] 

轉型

過渡沸騰可以定義為不穩定沸騰，其發生在在成核中可達到的最大值和在薄膜沸騰中達到的最小值之間的表面温度下。

氣泡在加熱液體中的形成是一種複雜的物理過程，其通常涉及氣蝕和聲學效應，例如在尚未加熱到氣泡沸騰到表面的位置的水壺中聽到的廣譜嘶嘶聲。

如果加熱液體的表面比液體顯着更熱，則會發生薄膜沸騰，其中具有低導熱性的薄層蒸氣使表面絕緣。這種將液體表面與液體絕緣的蒸汽膜的狀態表徵為膜沸騰。

在蒸餾中，沸騰用於分離混合物。這是可能的，因為從沸騰流體升高的蒸汽通常具有與液體不同的組分的比例。

作為消毒水的方法，使其沸點在100°C（212°F），是最古老最有效的方式，因為它不影響味道，儘管有污染物或顆粒存在，它是有效的，是一個單步過程，消除了導致腸道相關疾病的大多數微生物[3]在具有適當水淨化系統的地方，建議僅作為緊急處理方法或在曠野或農村地區獲得飲用水，因為它不能去除化學毒素或雜質。

通過煮沸來消除微生物，遵循一級動力學 - 在高温下，它可以在更短的時間內和更低的温度下在更長的時間內實現。微生物的熱敏感性在70°C（158°F）時變化，賈第蟲屬（Giardia）（引起賈第蟲病）可能需要10分鐘才能完全滅活，大多數腸道影響微生物和大腸桿菌（腸胃炎）需要不到一分鐘時間;在沸點下，霍亂弧菌（霍亂弧菌）需要十秒鐘，甲型肝炎病毒（引起黃疸症狀）一分鐘。沸騰不能確保消除所有的微生物;細菌孢子梭菌可以在100°C（212°F）下存活，但不影響水分或腸道。因此，對於人體健康，不需要完全滅菌水。

沸水十分鐘的傳統建議主要是為了額外的安全性，因為微生物開始在高於60°C（140°F）的温度下消除，並使其沸點也是一個有用的跡象，沒有一個温度計的幫助，這時候，水被消毒了。儘管沸點隨着高度的增加而降低，但還不足以影響消毒過程。 ^[4]