沸点是物理性质还是化学性质
来源:伊秀范 本文已影响2.31W人
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沸点,指液体沸腾时候的温度,沸腾是在一定温度下液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象。
区分属于物理与化学学科关键要看有没有新物质产生;
沸腾是在一定温度下液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象,无新物质产生,沸点是液体沸腾时候的温度,也就是液体的饱和蒸气压与外界压强相等时的温度,液体浓度越高,沸点越高,不同液体的沸点是不同的,沸点随外界压力变化而改变,压力低,沸点也低。
基本定义
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时的温度。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'升高而逐渐下降。(在海拔1900米处,大气压约为79800帕(600毫米汞柱),水的沸点是93.5℃),沸点低的一般先汽化,而沸点高的一般较难汽化。
不同液体
在相同的大气压下,不同种类液体的沸点亦不相同。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。液体中若含有杂质,则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净的液体高,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。沸点随压强而变化的关系可由克劳修斯方程式得到。
一、物理变化和化学变化
我们知道,水在一定条件下可以变成冰或者水蒸气,铁在潮湿的地方会生锈,木材可以在空气中燃烧。像水变成冰或者水蒸气,这种没有生成其它物质的变化叫做物理变化。冰和水蒸气都是水,只是状态不一样,冰是固态的水,水蒸气是气态的水。打个比方,一百块钱,撕成两半,它还是一百块钱,把它粘起来一样可以买东西。像铁生锈,木材燃烧,这种生成了其它物质的变化叫做化学变化,又叫做化学反应。铁是一种物质,铁锈是另外一种物质。木材燃烧后的木炭也不再是木材。
化学变化的基本特征是有其它物质的生成,常表现为颜色改变、放出气体、生成沉淀等。化学变化不但生成其它物质,还伴随能量的变化,这种能量变化常表现为吸热、放热、发光等。上述可观察到的现象常常可以帮助我们判断物质是否发生了化学变化。物质发生化学变化的过程中,会同时发生物理变化。例如,点燃蜡烛时,石蜡受热熔化是物理变化,而石蜡燃烧生成水和二氧化碳是化学变化。
二、物理性质与化学性质
我们将物质在化学变化中表现出来的性质叫做化学性质。通常的化学性质有可燃性,汽油可以燃烧,说明汽油具有可燃性;助燃性,氧气可以支持燃烧,说明氧气具有助燃性;毒性,煤炭燃烧不充分会产生一氧化碳,一氧化碳可以与人体内的血红蛋白结合,造成人体缺氧,严重时可致死亡;稳定性,我们经常喝的.可乐、雪碧里面含有碳酸这种物质,碳酸不稳定,容易分解成二氧化碳和水,打开可乐后里面会冒气泡,其实就是跑出来的二氧化碳气体。腐蚀性,浓硫酸就具有强烈的腐蚀性。说到浓硫酸,在这里提一件事,2017年7月13日,在英国首都伦敦,短短72分钟内发生了5起浓硫酸毁容事件,很可怕,所以我们在生活中一定要注意保护好自己。
物质不需要发生化学变化就表现出来的性质叫做物理性质。物质的颜色、状态、气味、硬度、熔点、沸点、密度等都属于它的物理性质。颜色状态气味可以简单地记为色态味,比如通常状态下,氧气是一种无色、无味的气体,水是一种无色透明的液体;金刚石的硬度很强,是世界上硬度最强的物质,它的绝对硬度最高可以达到10000,而铁的绝对硬度一般最多在五六十左右;我们知道钨的熔点很高,有3410摄氏度,可以用作灯丝,但它还不是最高的,最高是一种铪的化合物叫五碳化四钽铪,熔点达到了4215摄氏度,可以用作火箭的喷嘴。一般水的沸点是100摄氏度,氧气的沸点是负的183摄氏度。
水的沸点是100度,这是大家最熟悉的基本常识了,但其实,这句话是有一个隐含的前提条件的,那就是:在一个标准大气压下(约为101.325千帕斯卡),纯净水的沸点为100摄氏度(后来国际上的温度计量标准变更之后,水的沸点变成了99.974摄氏度)。
但在生活中,由于水的纯净程度不同再加上所处海拔的不同,就会导致水的沸点并不是精确的100摄氏度,当然,我们日常也不需要纠结它的精确值,知道沸水大致是100度就可以了。
至于水的沸点为什么是100度,这其实完全是我们人为规定的。
当时,科学家为了找到适合日常使用的温标,于是就拿在一个大气压下,水结冰的温度定义为0摄氏度,水沸腾的温度定义为100摄氏度。
然后把它们之间的温度差平均分成100份,每一份就是1摄氏度,所以水的沸点才刚好是100度。
水的沸点和大气压之间的关系。
前面我们一直在强调,水的沸点是100度的前提条件是在一个标准大气压下,那么沸点和大气压之间存在什么关系呢。
首先我们从大气压说起,众所周知,在大气层到海平面内到这段距离内,充满着空气,而空气也是有质量的,据估计空气的密度约为1.225 kg /m3。
又因为地球引力的存在,生活在地表的我们,就会无时无刻的受到来自几千千米空气的`压力(1个大气压相当于10吨的重量),这个压力就叫做大气压。
这个时候我们再来考虑海拔,想象一下,如果站的越高,那么“压”在你身上的空气自然也就越少,那么我们受到的压力也就越小,所以我们通常说:海拔越高,大气压越低。
当我们煮白开水的时候,水的内部会蒸发产生气泡,气泡内部有一个向外的压力,这个压力叫做饱和蒸汽压。而气泡的外部又承受着来自大气的压力。当气泡内部的压力大于外部大气压的大小时,液体才会出现沸腾的现象。
而前面我们提到,海拔越高,大气压越小,那么我们就可以得出这样一个结论:大气压越高,水的沸点就越高,相反,则水的沸点越低。
这就是为什么在西藏等一些海拔4000米以上的地方,要用高压锅煮饭,因为如果不用高压锅,水的温度只能达到80多度就沸腾了,根本无法把食物煮熟,甚至无法对细菌进行消毒。
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