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水能烧到一千度吗,为什么水温要100摄氏度就不上升了?

水被称为生命的源泉,每隔一段时间,我们就需要喝水,但我们喝水却是有讲究的,通常情况下,我们都会对水进行加热处理以后再喝,据说这样做可以有效地清除掉水里的细菌。在烧水的时候,我们忽然冒出了一个疑问,那就是水到底可以被加热到多高的温度?

对此我们的第一反应是,如果一直对水加热,那么水就可以达到很高的温度,比如说1千摄氏度。那么到底水能不能被加热到1千摄氏度呢?凡事都得讲个证据,对于这个问题,我们应该通过实验来找到答案,心动不如行动,反正闲着也是闲着。

实验方法很简单,一堆火、一口锅,再加一个温度计,好的,现在实验开始,看着温度计上的数字不断地攀升,我们不禁露出了满意的笑容,然而正所谓“人生不如意之事,十有八九”,我们很快就发现,当水的温度上升到大约100摄氏度的时候,就再也没有上升了。这是为什么呢?

水能烧到一千度吗,为什么水温要100摄氏度就不上升了?

原因就在于水的挥发性,作为一种液体,水中的水分子会自发地向空气中扩散,即从液态的水转变为气态的水蒸气,水的温度越高,单位时间内产生的水蒸气就越多,其产生的压强就越大,而当水蒸气产生的压强与外界的压强相等的时候,水就沸腾了,在这种情况下,水就开始大量地变成水蒸气,从而源源不断地将热量带走,于是水的温度就不会继续上升了。

由此可见,当外界的压强增加的时候,水蒸气产生的压强就必须要达到更大的值才能够让水沸腾,这就需要更高的温度,换句话来说就是,要将水加热到更高的温度,就需要将水放进可以增加压强的密封容器中。于是我们的问题就变成了:在密封的容器中,

理清了思路之后,我们决定升级装备,好在我们都是不差钱的主,很快我们就找来了一套集密封、加压、加热以及实时数据分析于一身的专业设备。

为了谨慎起见,我们决定先加压到1兆帕,这大约相当于10个标准大气压,一切准备就绪之后,我们开始对密封容器中的水进行加热。正如我们所预想的那样,在增加了外界的压强之后,水的温度轻松地突破了100摄氏度,并且一路上升,最终定格在180摄氏度,因为水又沸腾了……

水能烧到一千度吗,为什么水温要100摄氏度就不上升了?

很明显,我们对水施加的压力还不够,那么2兆帕又会如何呢?在我们的想象中,既然1兆帕可以让水的温度在100摄氏度的基础上提高80摄氏度,那么2兆帕就应该再提高80摄氏度,也就是260摄氏度。

但实验结果却显示,在2兆帕的压强下,水的温度达到210摄氏度就沸腾了,更让人失望的是,当我们将压强提高到3兆帕的程度,水的温度仅升高了25摄氏度,本文由奇趣网(www.m414.com)搜集整理。

看样子我们的加压力度还远远不够啊,好吧,我们已经有点不耐烦了,现在我们直接加压到20兆帕,这已经相当于大约200个标准大气压了。然后我们惊讶地发现,即使在这样的高压下,水的温度也只是达到了365摄氏度,离1千摄氏度还差得很远。

没关系,反正我们的设备很专业,继续加压就是了,但怪事很快就发生了,我们观察到当压强增加到22.12兆帕、温度达到374摄氏度的时候,密封容器中的水已经不再是原来的样子了,其形态变得既像气体又像液体,又两者都不是。

这又是怎么回事呢?在咨询了专业人士之后,我们才得知,原来这是水的超临界现象,374摄氏度是水的临界温度,一旦超过了这个温度,水就会完全转变成水蒸气,无论我们施加多大的压力,这些水蒸气都不可能再转变成水了。

也就是说,我们的实验证明了374摄氏度就是水的温度极限,就算是在密封的容器中,水也不能被加热到1千摄氏度。接下来,我们还要继续把这个实验做下去,因为我们还有另一个问题,即一直加热密封容器中的水会发生什么?

水能烧到一千度吗,为什么水温要100摄氏度就不上升了?

在高温的炙烤下,密封的容器中的水很快就全部消失了,它们都变成了水蒸气,接下来的过程就显得非常无聊,尽管温度在不断地上升,我们却看不到任何有趣的现象。就在我们等得呵欠连天的时候,有意思的事情发生了,因为密封的容器中的物质居然发光了。

开心的我们又去咨询了专业人士,得到的答案是,水分子是由两个氢原子和一个氧原子通过化学键连接在一起的,但这种化学键并不是太牢固,当温度达到一定的程度的时候,它们就会断裂,此时水分子就分解成了单个的原子。

而随着温度的进一步升高,原子内的电子又会脱离原子核的束缚,这被称为“电离”,在这种情况下,密封的容器中的物质就变成了一堆原子核和电子的“大杂烩”,然而这些原子核和电子并不会稳定地存在,它们会不停地结合和电离,在结合过程中,电子会从高能状态转为低能状态,并向外释放出光子,于是我们就看到它们在发光了。

这种“大杂烩”被称为等离子体,所以我们现在明白了,如果一直加热密封容器中的水,那么这些水最终都会变成会发光的等离子体。

值得一提的是,虽然我们费了很大的劲才能得到这团等离子体物质,但是这并不代表这种状态的物质在宇宙中很稀缺,实际上,宇宙中的绝大部分物质都是以等离子体的形式存在,例如我们太阳系的99.86%的质量都被太阳独占,而太阳上的物质全部都是等离子体。