沸腾
fèi téng
沸腾是液体在沸点处内部各处同时发生的快速汽化现象，此时液体的蒸气压等于其上方的压强。
Definition
沸腾是液体内部（而不仅仅是表面）快速发生的液态变气态的物态变化，当液体达到沸点，也就是其蒸气压等于周围压强的温度时，气泡就会在液体内部成核并长大，向上升起，而不只是在液面顶部生成。液体沸腾时，温度保持不变，因为加入的热量全部用于把液体转化为气体，而不是继续升高温度；由于沸点取决于压强，它遵循克劳修斯-克拉珀龙方程 $\ln(P_2/P_1) = -\frac{\Delta H_{vap}}{R}(1/T_2 - 1/T_1)$，所以压强降低会使沸点降低，而溶解的溶质则会使沸点升高，这种效应称为沸点升高。
Example
锅里的水在海平面处于 $100^\circ\text{C}$ 沸腾，上升的气泡正是在液体内部直接形成的水蒸气，而不是空气；同样的水在丹佛大约在 $95^\circ\text{C}$ 沸腾，在珠穆朗玛峰顶则约在 $70^\circ\text{C}$ 沸腾，因为那里的气压更低，这也是高海拔地区煮意大利面需要更长时间的原因。用水的 $\Delta H_{vap} = 40.7\text{ kJ/mol}$ 计算，把压强降到 $0.70\text{ atm}$，预测沸点约为 $90^\circ\text{C}$；而高压锅在 $2\text{ atm}$ 下能使水在约 $120^\circ\text{C}$ 沸腾，把烹饪时间缩短了大约一半。
Key Insight
把已经沸腾的水下方的炉火调大，并不会使水变得更热，只会使它沸腾得更剧烈，所以要在真正更高的温度下烹饪，就需要像高压锅那样提高压强。当容器非常光滑、气泡没有地方成核时，就会发生过热现象：液体的温度会升高到超过其沸点，直到突然剧烈沸腾，这正是沸石能提供成核位点的原因，也是微波炉加热过的水在放入勺子时会突然剧烈喷溅的原因。