沸點永遠不會變嗎?

文/郭明彰  |2022.10.18
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圖/米各

文/郭明彰 

「嗚、嗚、鏘噹、鏘噹」,聲音傳出後,周遭出現一片的驚叫聲及拍照聲,這不是演唱會的開場,而是七月彰化百年扇形車庫活動場景,緊接著就看到蒸氣火車冒著陣陣白煙,緩緩由車庫中馳出。許多人都以為嗚嗚的鳴笛聲是由煙囪的白煙所發出的,其實不然,我們所看到的陣陣白煙是由水蒸氣組成,不會發出聲音喔。

水壺鳴笛 氣化蒸發

我們看到蒸氣火車冒出的白煙是如何形成的呢?當水達到沸點時,就會開始變成蒸氣,也是煙囪所冒出的白煙,那什麼是沸點呢?沸點指的是液體沸騰時的溫度,更嚴格的定義是液體成為氣體的溫度就稱為該液體的沸點。平常我們在家中煮開水時,當溫度達到100℃時,就可以聽到笛音壺開始發出陣陣的嗶嗶聲,代表著液態的水開始慢慢變成氣態的水蒸氣,讓水壺開始發出嗶嗶的鳴笛聲,由此我們可以知道,水在平地的沸點是100℃。

水的沸點永遠都是維持100℃嗎?其實不是,水會因為氣壓的關係,造成沸點有不同的變化,有登山經驗的人都知道,如果是使用一般的鍋子,在高山上煮是很難將生米煮成熟飯的,這是因為隨著高度的增加,氣壓也會逐漸降低,水的沸點也隨之降低,使得在高山上煮水在還未達到100℃時,就開始蒸發而無法將生米煮成熟飯,一般而言,地勢每上升一公里,水的沸點就會下降3℃,依此估算,若登上台灣最高峰——玉山(高3952公尺),則水大約在88℃,就開始氣化了,此時不使用壓力鍋,就不容易將白米煮成香噴噴的熟飯唷。

不同物質 各有沸點

水的沸點是我們最熟知的,但各種不同的物質都有著各自的沸點,在傳統的溫度計或氣壓計中,常使用的汞(水銀),在常溫下是以液體型態存在,他的沸點就高達357℃,約為水沸點的3.5倍,那汞是不是我們生活可見的物質中沸點最高的嗎?其實不是唷,在白熾燈泡中做為燈絲原料的鎢,是在我們生活中沸點最高的物質,其沸點高達約5660℃,足足是水沸點的56.6倍。

世界上單一物質最高沸點是鎢,那什麼單一物質是沸點最低的呢?在1868年,一場日全食的觀測中,因一條未知的黃色光譜進而發現的氦氣是目前所發現單一物質中沸點最低的物質,其沸點為-268.93℃,他的沸點非常接近理論上的絕對零度(-273℃),是目前所有氣體中最難液化的,也是唯一在一個標準大氣壓下,沒有固體型態存在的物質。

我們認識了各種物質的不同沸點,也了解在不同的狀況或條件下,單一物質的沸點可能因此升高或降低,所以,下次到不同海拔的地方旅行時,可得記得想想我們該帶什麼樣的鍋具出發,才能保證有飯吃唷!

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