当温度足以为分子提供必要的能量,使其克服液体或固体内部的结合力并过渡到气相时,就会发生蒸发。发生蒸发的确切温度会因物质和环境条件(如压力)的不同而有很大差异。
答案摘要:
一般来说,当温度达到一定程度,分子有足够的能量从液体或固体表面逸出时,就会开始蒸发。对于水来说,在正常大气压下,温度通常低于 100 °C,但在减压条件下,温度可能会大大降低。
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详细解释:温度与蒸发
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:在正常气压下,温度低于 100 °C 时,包括水在内的一些挥发性物质会开始蒸发。这是因为分子的动能随着温度的升高而增加,使得一些分子能够克服分子间的作用力而保持液态。压力的影响
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:物质的沸点(即整个物质从液态转变为气态的温度)与周围的压力直接相关。在海平面上,水的沸点是 100 °C,因为在这个温度下,水的蒸气压等于大气压。然而,在真空中,沸腾所需的蒸汽压较低,因此水可以在远低于 100 °C 的温度下蒸发。特定过程中的蒸发
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:在旋转蒸发等过程中,通过降低系统内的压力来控制蒸发时的温度。这样就可以在较低的温度下进行蒸发,从而防止热敏性物质发生热分解。例如,在旋转蒸发仪中,水浴的温度通常在 30-40 摄氏度之间,在这种减压条件下,乙醇的蒸发温度约为 15-20 摄氏度。分子观点
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:从分子的角度来看,蒸发是一种表面现象,具有较高动能的分子会从液相或固相中逃逸出来。蒸发率随温度升高而增加,因为更多的分子具有逃逸所需的能量。不过,最佳蒸馏温度应根据被处理物质的热稳定性来选择,以避免降解。实际应用
:在实际应用中,例如用于薄膜沉积的热蒸发,在真空条件下释放物质蒸气所需的温度可能远远低于其在环境条件下的沸点。例如,金在标准条件下的沸点为 2,700 °C,但在 5×10^-6 毫巴的压力下只需达到约 950 °C即可释放出蒸汽。结论