沸腾是液体转化为气体的过程。当饱和蒸汽压等于空气压力(空气压力=大气压)时,就会发生沸腾。我们这里只讨论沸腾的水。水的饱和蒸汽压与水的温度成正比,水温越高,饱和蒸汽压也越高。加热水时,容器底部通常会出现小气泡。气泡的存在表明液体正在转化为气体。如果气泡内的饱和蒸汽压小于外部空气压力,气泡会在到达水面之前收缩并破裂。气泡破裂的原因是外部空气的推力大于气泡内部蒸汽的推力。外部空气压力高于气泡内的蒸汽压,因此外部空气的推力更大(P = F / A)。
随着水温升高,气泡内饱和蒸汽的压力也随之升高。如果气泡内饱和蒸汽的压力等于或高于外界空气的压力,气泡就会膨胀并漂浮到水面。到达水面后,气泡破裂,气泡内的水蒸气脱离水体,沸腾过程由此发生。气泡之所以会变得更加明显,是因为气泡内的推力大于外界空气的推力。气泡内的蒸汽压力高于外界空气压力,因此气泡内的蒸汽受到的推力更大。随着气泡的增大,蒸汽的体积也随之增大,导致蒸汽密度降低。由于蒸汽密度降低(蒸汽密度小于水的密度),气泡能够漂浮到水面,这与干燥的木头或软木漂浮在水面上的原理类似。干燥的木头或软木之所以能够漂浮,是因为它们的密度小于水的密度。
根据以上描述,我们可以说,当水蒸气压等于或大于大气压时,水就会沸腾。因此,水的沸点温度与大气压密切相关。大气压越小,沸点温度越低;反之,大气压越高,沸点温度越高。通常,海拔越高的地方,其大气压力越小。因此,我们可以得出结论:海拔越高的地方,其沸点温度越低。山顶的沸点温度低于海滩的沸点温度。山顶上的水比海滩上的水沸腾得更快。但是,如果在山顶煮饭,由于沸点较低,米饭需要更长时间才能煮熟。为了快速煮饭,通常使用高压锅。压力锅的工作原理是增加气压,从而提高沸点。沸点越高,水的沸腾温度就越高。