水为什么会沸腾的原理（石灰遇到水为什么会沸腾）

水的凝固点为0，沸点为100。水有三种状态，即固态、液态和气态。也就是说，水在0以下时为固态，在0至100范围内为液态，而在100以上时则变成气态。

这只是水的一般性常识

这也是人们在较早时期认识到的仅有的三种物质状态。但这只是水在特定条件下的状态。该特定条件是在大气压环境下。如果离开这个环境，水的相变温度就会不同。

如今，人们知道物质有七种状态，即除了气、液、固三种状态外，还增加了等离子体、玻色爱因斯坦凝聚态、费米子凝聚态、电子简并态、中子态。包括堕落在内的四种状态。这些物质状态不是本文讨论的主题，因此我们不会在这里讨论它们。

现在我们来谈谈水的三态相变条件。在不同的气压环境下，相变温度会发生变化。以前的常识已经不再是常识了。水只有在大气压下低于0C时才会结冰并变成固体；高于0C时变成液体；当温度达到100C时，它会蒸发成液体水蒸气。

一旦脱离大气压环境，相变温度就会发生变化。

早在1990年1月1日，国际计量.推动采用新修订的国际温标，规定热力学温标为国际统一温标。摄氏温标必须与热力学温标相对应，0K=-273.15，因此与过去的摄氏温标略有不同。

严格来说，根据新温标，1个标准大气压下水的沸点的准确值为99.974。当然，这种与100C的差异在我们的日常生活中可以忽略不计。那么，1个标准大气压是多少？为Pa，也可称为101.325kPa或1013.25hPa。

日常生活中，人们常将1个大气压称为1公斤压力，依此类推。

随着气压的改变，水的沸点也会变化

水在不同的气压下有不同的沸点。一般来说，气压越高，沸点越高，气压越低，沸点越低。为什么说平均呢？这是因为一旦气压达到极高或极低的状态，水的相变就不再是线性变化，而是会达到超临界状态。

在日常生活中，我们经常使用高压来提高沸点。例如，高压锅炖骨头时，它是密封的，不断增加锅内的压力，从而提高水的沸点，使骨头炖得更容易、更快。

家用高压锅一般能承受的最大压力为2公斤，也就是两个大气压，即Pa*2=Pa。在这样的压力下，水的沸点可达134；为了保证家庭安全，高压锅在使用时一般保持在1个大气压以下。当锅内压力达到1个大气压时，水的沸点约为120；一般家用高压锅的使用压力在0.5~0.8个大气压之间，水的沸点约为112~117。

工业锅炉一般可达到4至8公斤的压力，水的沸点可达150至170度。轻微的燃气泄漏可能会造成人员受伤，因此要高度注意锅炉安全。

这里需要指出的是，水之所以沸腾，是基于热胀冷缩的原理。水沸腾时，锅底会出现一些小气泡，称为汽化核。随着汽化芯受热，它会不断上升，形成沸腾现象。在一些锅底不加热的情况下，水比较干净，水中很难产生汽化核。虽然加热过程中水温会不断升高，但超过100就不会沸腾。

例如，当水在微波炉中加热时，它没有汽化核心，很容易超过沸点而不沸腾。这种水称为过热水。只要在这种过热水中加入一些小颗粒，或者随意搅拌，就会突然产生汽化核，从而引起瞬间的暴沸现象。因此，这里特别提醒一下：刚在微波炉中加热过的过热水尽量先放置一段时间再使用，以免造成人身伤害。

特别高压状态下水的相变

如果给煮水容器一次又一次加压，水温会随着压力的升高而沸点不断线性升高吗？答案是否定的，这就是我前面提到的不寻常情况。

当压力反复增大并达到临界点时，在此压力状态下的水将不再沸腾；当压力增大到一定程度时，水不仅不会沸腾，还会变成固体。这就是水在压力下的相变。

这个临界点是：当压力升至225个大气压左右时，水的沸点达到374.3。如果压力再次增加，水温不会升高，也不再沸腾。这是因为此时饱和蒸汽和饱和水的比重是相同的，两种状态之间没有区别。这种水称为超临界水。

当压力大于1万到10万个大气压，即每平方米水承受1000万吨到1亿吨的压力时，水就不再以液态存在，而是以固态存在。但这种固态不再是我们常见的“冰”，而是密度更高的特殊冰。

随着压力的增加，当达到1000万个大气压时，水会转变为金属态；如果压力再高一些，达到4.5亿个大气压，任何物质的分子结构都会被破坏，原子会被压扁，包括水都会变成像白矮星一样的电子简并态物质；当压力达到10^28个大气压，也就是1万亿万亿个大气压时，任何物质，包括水，都会变成中子简并态的中子星物质。

当然，这些在地球条件下是无法实现的，但是科学家们在实验室里利用激光轰击，在微观层面达到了相当于地核的大气压，也就是3到400万个大气压。结果，获得了天然冰以外的18种形式的冰。这些都是水的相变形式，因此可以说水有21种形式。

好了，以上就是关于当压力继续增大时水会是什么样子，特别是水的沸点的变化。接下来我们来说说减压下水的沸点的变化。

在压力递减的状态下，水的沸点会越来越低

水的沸点会随着气压的降低而降低，但并不总是表现出这种线性关系。当达到阈值时，这种变化将突然停止。但这个临界点受到温度的限制。今天我不会详细讨论这一点。

航空医学中有一个阿姆斯特朗极限，即在距地球表面约18,900至193,500米的海拔高度，当大气压低至6.3kPa时，水的沸点为37C，与人体温度大致相同。因此，这个高度对于人类来说是一个禁区。在这个高度如果没有防护，人体体液就会沸腾。

体液沸腾是什么感觉？就是说你体内的水全部沸腾了，你的眼泪、鼻涕、唾液、汗水、血液、尿液等都会沸腾，气体会更加膨胀。因此，专家警告人们在这种环境下不要屏住呼吸，否则会导致肺泡破裂。

在这种状态下，首先，人体内的所有气体都会快速冲出。如果人还没有失去知觉，人就能听到自己上下所有的排气孔，都在吹气，而且声音比普通放屁的声音要大很多。眼泪、鼻子、粘液、汗水和皮肤水分会迅速升华。如果血和尿沸腾，人就会全身爆裂而死。

幸运的是，大多数体液如血液都受到人体组织腔的包裹和加压，因此不会突然沸腾。但体表、结膜等疏松结缔组织中的体液仍会很快沸腾，于是眼球就会凸出流血，鼻孔、嘴巴会流血等可怕的情况，皮肤会渗血，人体也会出现出血的情况。身体会很快膨胀。

如果人不能尽快逃离这种环境，他就会很快死亡，并因脱水而变成木乃伊。

气压越低，这种现象越严重。因此，如果宇航员在太空执行任务，暴露在没有压力保护的真空环境中，首先不会被窒息而死，而是会因体液沸腾、破裂而死亡。

历史上几个真空暴露的案例

人类最高高空跳伞纪录为米。该纪录由奥地利极限运动员菲利克斯鲍姆加特纳于2012年10月15日创造，并一直保持至今；这项纪录是由美国军官乔基廷格(JoeKittinger)于1960年从海拔31,300米的氦气球上跳下而创造的。

他们的跳伞高度远高于阿姆斯特朗的极限，如果没有保护，他们必死无疑。为了应对低气压造成的体液沸腾和缺氧，他们在跳伞前都穿着类似太空服的抗压氧气服。他们的跳跃都很成功，但基廷格的跳跃却出现了问题，差点危及生命。

原因是在坠落过程中，基廷格压力服的右手套失去了密封性，瞬间暴露在接近真空的环境中。基廷格感到右手一阵剧痛，右手很快就肿到了平时的两倍大。幸运的是，他肿胀的手堵住了抗压服的漏气处，他以接近音速的速度自由落体。很快就到达了对流层，气压逐渐升高。随后他撑开伞，很快安全着陆。很快，他肿胀的手就恢复了正常。

1965年，在美国宇航局航天中心进行真空室实验时，一位名叫受试者的实验者的宇航服突然漏气，他的整个身体暴露在极低的气压下。仅仅14秒后，对象就失去了知觉。发现异常后，工作人员迅速给真空室充气。当气压达到5000米的高度时，对象恢复了知觉。他说他记得的最后一件事是唾液在舌头上沸腾。

这些都是没有负面后果的事件，但导致不可挽回的悲剧的是1971年6月30日发生的太空事件。这一天，来自前苏联的三名宇航员乘坐联盟11号飞船返回舱在完成任务后进入大气层。他们的使命。他们万万没有想到，自己会死得这么快。

这三名宇航员是：指挥官格奥尔基多布罗沃尔斯基、实验工程师维克托帕恰耶夫和飞行工程师弗拉迪斯拉夫沃尔科夫。

他们在礼炮空间站停留了23天18个多小时。在完成一系列观测和实验任务后，他们离开礼炮号，于6月29日晚上9点返回。但在返回舱内，三人都没有穿宇航服。他们在轨道上飞行了四个多小时，一边与地面通信，一边等待离开轨道舱的机会。

6月30日1时35分，飞船按照程序启动制动火箭，降低轨道，重新进入大气层。这时就需要按照程序进行返回舱和轨道舱的分离。问题就出在这里。分离过程中的炸药栓应该是接二连三地引爆，却同时引爆，导致返回舱的通风阀被震开。

此时返回舱高度为168公里，舱内开始失压。短短几秒钟，机舱内的气压就降到了致命的程度。他们发现了这个致命的问题，但空气阀位于帕恰耶夫的座位下方。他赶紧解开自己的带子，试图堵住真空管。由于空间太窄，两人眼睁睁地看着，却无法挤进去帮忙。因此，没有办法在30秒内堵住漏洞。

40秒后，返回舱的生物传感装置显示，刚才还活着的这几个人已经没有了生命迹象。仅仅40秒后；212秒后，机舱内气压降至零。

返回程序依然自动执行，降落伞如期打开，返回舱安全着陆。然而，三名宇航员的尸体被带回。死因是失压导致体液沸腾。除了机械故障之外，这次的教训是，宇航员返回时没有穿宇航服，导致减压后没有任何防护，完全暴露在外。

当时的返回舱太小，宇航服又太笨重。因此，前苏联有规定，要求宇航员在返回前必须脱掉宇航服。这次事故导致负责航天和调查的将军被解职，一些制度和规定也被改变。此后，世界各地都有严格规定，宇航员在上升和返回时必须穿着宇航服。

这些故事告诉我们，暴露在低压环境中是非常危险的。它还解释了各种环境中水的性质和形式。沸点随气压环境而变化。欢迎讨论，感谢阅读。

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