水一定要到攝氏100度才沸騰嗎？那可不一定！

※器材：針筒、熱水

水一定要到攝氏100度才沸騰嗎？那可不一定！以下的實驗可以證明喔。

1.首先將注射針筒的針頭封閉；方法是將針頭插入強力膠或保麗龍膠，讓膠水浸入針頭，等膠水乾了即可封住針頭。

2.在杯子中裝熱水，並以溫度計測量，確定熱水溫度在攝氏65度以上（小心燙傷喔！）。

3.以注射針筒吸取熱水，吸取量大約為針筒長度的三分之一即可，如圖一。

4.將已經封閉針頭的注射針頭插進針筒的頭部（如圖二），接著將針筒活塞用力且迅速的往下拉，就可以看到針筒裡的水沸騰起來囉！（如圖三）

★注意：針筒活塞往下拉的速度越快、距離越長，沸騰的情形越明顯。

觀看實驗影片（4.9M）

我們常會認為水要到攝氏100度才會沸騰，但這是在一大氣壓的情況，如果在大氣壓力比較小的環境；例如在高山上，水的沸點就會低於100度。所以在高山上不容易煮熟食物，就是因為水的溫度無法達到攝氏100度。

沸點是「液體的蒸氣壓等於外界大氣壓力時的溫度」，下圖是四種液體在不同溫度的蒸氣壓，由下圖可看出水的蒸氣壓為101.3Kpa（一大氣壓；綠色虛線）時的溫度是攝氏100度。亦即當外界大氣壓力是一大氣壓時，水的溫度上升到攝氏100度，其蒸氣壓等於一大氣壓，此時水就沸騰了。同理，如果外界大氣壓力只有三分之一大氣壓力時，水在不到攝氏75度時就會沸騰。

因此注射針筒裡的活塞被拉開時，針筒內的氣壓會變小；只要拉開活塞的距離夠大，針筒內的氣壓夠小時，水就可以沸騰了。

1.要成功的操作，針頭與針筒不能漏氣是很重要的因素，因此務必確認針頭有確實的封閉。

2.拉開活塞時，不要緩慢的拉開，儘量用力且迅速的拉開效果較佳。

3.拉開活塞，針筒內的空氣在膨脹過程是吸熱反應，因此針筒內的水溫必然會下降。如果要操作第二次，建議先將針筒內的溫水壓出來倒掉，再重新吸取熱水。

4.在教學上建議可以指導學生討論或探討以下問題：(1)依據「不同液體的蒸氣壓」的圖形資料，討論不同液體在不同氣壓下的沸點為何？(2)討論「壓力鍋」的原理與本實驗的原理是否相似？為什麼？(3)以酒精（或丙酮）浸泡熱水，提高酒精溫度後，再以針筒重複本實驗，探究結果有何差異？或是實驗前先以「不同液體的蒸氣壓」的圖形進行預測酒精應先加溫到幾度，才可顯現低溫沸騰的效果？注意：酒精或丙酮為易燃性物質，只能用熱水水浴方式加熱，不可以用點火或電熱方式加熱！

Kent Chemistry：http://www.kentchemistry.com/links/GasLaws/Boilingpointandvaporpressure.htm