第 9 章 第 2 节 汽化和液化

如果用一个透明的锅来烧水，水烧开时会看到水中翻腾着大量的气泡，锅上方还会冒出白雾，而锅盖下和锅壁内则会出现水珠（图 9–2–1）。这些气泡、白雾和水珠是怎么产生的呢？

什么是汽化？

烧水过程中，容器中的水逐渐减少，不断变成水蒸气。物理学中，把物质从液态变为气态的过程叫做汽化（vaporization）。汽化有沸腾和蒸发两种方式。

图 9–2–1 中，水烧开时产生大量气泡。这种在液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象，叫做沸腾。

大量实验表明，水的温度在沸腾前持续上升，沸腾过程中始终保持不变。水在沸腾过程中，虽然温度保持不变，但需要用酒精灯持续加热，说明水在沸腾过程中不断吸热。

液体在沸腾过程中都保持一定的温度，这个温度叫做沸点。不同的液体，沸点不同。

通过上述活动发现，压强也会影响沸腾过程。液体上方的压强越大，沸点越高。大气压强随着海拔高度的增大而减小，海拔每升高 300 m，纯水的沸点大约要下降 1℃。在海拔很高的地方，水的沸点会远低于 100℃，导致食物难以煮熟，所以在那些地方要用高压锅烹煮食物。

什么是液化？

装有冰水的杯子外壁出现水珠，是空气中的水蒸气遇冷凝结成水。物理学中，把物质从气态变成液态的过程叫做液化（liquefaction）。萦绕在山峰之间的云雾、花瓣上的露珠等，都是水蒸气液化的结果。液化是汽化的逆过程。

与汽化过程吸热相反，液化过程会放热。例如，烧开水时，壶嘴处的水蒸气除了温度高，其液化时也会放出大量的热，因此被水蒸气烫伤比被开水烫伤更严重。

近年来，安全性高、排气污染小的天然气得到了越来越普遍的使用。天然气液化后的体积大大减小，便于运输和储存。液化天然气可用专用船或油罐车运输和储存，从而可将天然气输送到管道无法到达的地方。液化天然气在运抵目的地后被重新汽化，并通过管道输送至配送公司、工业用户和发电厂。利用液化天然气汽化过程中需要大量吸热这一特征，还可以用于干冰制造、食品冷冻、海水淡化等多种需要低温的地方。