关于饱和蒸汽压的问题

Question

1.首先沸腾是不是一定要在敞口容器？
2.为何沸腾时一定有饱和气压等于大气压？这个大气压包不包括水蒸气压？有些网站说什么水泡受力平衡之类的，汽压和气压都是气体压强，对水作用应该是累加啊？
3.为何表上既有低于0度的也有高于100度的数据？当是冰的时候也会有水蒸气？那难道全汽化了还谈饱和气压？

Answer 1

液体沸腾的条件是：1、要达到沸点;2、要继续不断地对它加热.

原因是：当液体加热至沸点，继续吸热，大量的分子会挣脱周围分子的引力而飞出也就是说，当液体有足够的能量维持其气态时，就会变更为气体，一般能量的高低为气态>液态>固态。

以上表述，只是停留在初中物理的水平上。下面给出普通物理学中的一般解释。
在一定大气压下，加热液体达到一定的温度时，液体内部和器壁上涌现出大量的气泡，整个液体内部上下翻滚剧烈汽化，这种现象叫沸腾。相应温度叫沸点。沸点与液体表面上压强有关，压强越大，沸点也越高。沸点与液体的种类有关，化学工业上就是利用不同的液体具有不同的沸点去分溜各种混合液体。沸腾时由于汽化的剧烈进行，外界供给的热量全部用于液体汽化，所以液体沸腾时温度不再升高，直到液体全部变成气体为止。
一般液体的内部的器壁上，都有很多小的气泡。气泡内部的蒸气，由于液体的不断蒸发而总是处于饱合状态。气泡会同时收到内部饱和蒸汽压和外部压强两个力量的作用。当温度升高，气泡内的饱合蒸气压强增大，但只要小于外部压强，当它的体积增大时，饱合蒸气压强再变小，就足以保持平衡，而不破烈。当温度升高，饱合蒸气压与外部压强相等时，不能再领先气泡增大维持平衡时，气泡就剧烈地膨胀，在浮力作用下，气泡涌现到液体表面时破裂开来，放出蒸气，这就是沸腾。
由此可见，液体沸腾的条件是饱合蒸气压和外部压强相等。沸点就是饱合蒸气压等于外部压强时的温度。因为饱合蒸气压和外部压强相等时才沸腾，沸点随外部压强的增大而升高。
在开发的容器中，液体表面的压强始终等于大气压，因此要求的是液体必须处在其饱和蒸汽压与大气压相等的那个温度下才能沸腾。
在密闭容器内，由于液体上的压强等于蒸气压强加上其他一些气体产生的压强，所以液体内气泡内部的压强永远无法大于外部的压强，因此气泡永远开拓不成，因此，密闭容器中的液体不能沸腾。如果用在容器上方浇冷水等方法降低液面上的气体温度使用权液面上的蒸气压强低于这时液体的饱合蒸气压，则沸腾仍能发生。这就是气压降低，沸点也降低。

液体或固体表面的分子，会有一部分因为热运动而摆脱液体的束缚，逃逸到外界以气态的形式存在，同时以气态存在的该物质也会有一部分会运动到液态或固态表面上，在一定的温度下，这两种运动会达到一种平衡，而此时以气态形式存在的该物质所具有的压强，便是该物质的饱和蒸汽压。无论是固体还是液体，都会存在这种饱和蒸汽压，只是大小不同而已，因此，冰也会存在饱和蒸汽压。

Answer 2

1、不一定。密闭容器内的沸腾，将形成饱和蒸气压和气液平衡。敞口容器内的沸腾，将导致液体表面某一范围内的饱和蒸气压和气液平衡，但由于敞口，饱和蒸汽会不断散失。
2、沸腾，指的是饱和蒸汽形成的气泡产生，并从液体中跑出。可见，此饱和蒸汽气泡内部的压强至少等于外部压强，也就是大气压。这个大气压，就是外部空气的压力，一个大气压。如果是封闭空间，水蒸气产生的饱和蒸气压确实会与大气压产生叠加。如果是敞开空间，并不会叠加，因为饱和水蒸气都会散去，如1中所述。
3、表上指的是饱和蒸气压，也就是两相平衡时的蒸汽压力。冰的时候也有，气固平衡而已。全汽化了？指的是100度吗？其实，100度时候的蒸气压，指的是有水存在的时候，也就是还是气液平衡的时候。

Answer 3

所谓蒸汽压指的是在液体（或者固体）的表面存在着该物质的蒸汽，这些蒸汽对液体(或者固体）表面产生的压强就是该液体(或者固体）的蒸汽压。
比如，水的表面就有水蒸汽压，当水的蒸汽压达到水面上的气体总压的时候，水就沸腾。我们通常看到水烧开，就是在100℃时水的蒸汽压等于一个大气压。蒸汽压随温度变化而变化，温度越高，蒸汽压越大。当然还和液体种类有关。
在一定的温度下，与同种物质的液态(或固态)处于平衡状态的蒸汽所产生的压强叫饱和蒸汽压，简称蒸汽压，它随温度升高而增加。这是由于随着温度的升高，液体中能量高、速率快的分子数增多，表层分子逸出的机会增大。但同时，气象分子返回液面的机会也增大，直到达到一个新的平衡。总体效果是饱和蒸汽压增大。如：放在杯子里的水，会因不断蒸发变得愈来愈少。如果把纯水放在一个密闭的容器里，并抽走上方的空气。当水不断蒸发时，水面上方汽相的压力，即水的蒸汽所具有的压力就不断增加。但是，当温度一定时，汽相压力最终将稳定在一个固定的数值上，这时的汽相压力称为水在该温度下的饱和蒸汽压力。当汽相压力的数值达到饱和蒸汽压力的数值时，液相的水分子仍然不断地气化，汽相的水分子也不断地冷凝成液体，只是由于水的气化速度等于水蒸汽的冷凝速度，液体量才没有减少，气体量也没有增加，液体和气体达到平衡状态。所以，液态纯物质蒸汽所具有的压力为其饱和蒸汽压力时，汽液两相即达到了相平衡。
饱和蒸汽压是物质的一个重要性质，它的大小取决于物质的本性和温度。饱和蒸汽压越大，表示该物质越容易挥发。
所以沸腾就是液态蒸汽压等于气态蒸汽压的状态，所以不一定要在敞口容器

Answer 4

饱和蒸汽压是指液体（如水）表层的蒸发量与空气只水汽进入水体的量达到平衡时液体表面的压力。