水沸騰為什麼要冒泡，冒的泡來自哪裡？

01-02

冒的泡的氣體是來自水裡？水分解嗎？
是否含有溶解的空氣？

2014年3月4日更新下，畢設已經在穩步推進中，鑒於評論中幾位高手指出錯誤，所以小更怡下情

另外聲明下，會有些學術黑話直接引用英文，因為我不知道正確的翻譯是神馬，囧。。

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終於看到一個自己還算了解的問題哈哈，奉獻知呼處女答～～

=========羞射的割一下==========

精簡版：1，為神馬冒泡：因為一般情況下水在一定氣壓下到了一定溫度會汽化。

2，來源：水汽化形成的水蒸氣（應該會參雜非常非常非常非常非常少量的空氣）。

學（zhuang）術（bi）版:

畢設正好要做有關沸騰時氣泡生長過程的東西，不過最近考試周，對這個充滿重點的世界已經絕望。。。所以畢設還沒開始做呢，根據之前略微看的些文獻說一下，有失嚴謹之處還望大家指出，我以後會進一步修改~

如果要非常嚴格的回答這個問題的話，需要先確定一下在實際情況下，什麼時候是沸騰。沸騰的定義「沸騰是指液體受熱超過其飽和溫度時，在液體內部和表面同時發生劇烈汽化的現象」（從@鐵雲長答案里複製過來的~順便感謝一下）雖然給出了沸騰的條件，但現實情況要複雜的多。比如液體受熱不均勻，有可能一部分液體受熱已經超過了飽和溫度（鍋底附近）而另一部分還沒有（鍋上部）。所以，精確的確定現實中一鍋水有沒有沸騰是很困難的事情。而且我感覺題主應該是針對日常生活中水咕嘟咕嘟燒開了的現象來提問的，所以我就偷懶一下，不是非常嚴格的來回答一下這個問題吧。

好，開始說氣泡（原諒我一生放縱不羈愛瞎扯。。）先回答後面半個問題，說下他們是從哪裡來的吧～至於前面半個問題，為什麼會產生氣泡，在後面試著回答一下～

首先來看氣泡的來源。一共有兩個，第一是水中溶解的氣體。第二是水汽化產生的水蒸汽。

那為什麼我在精簡版里把第一個來源給忽略掉了呢？因為題主提到是在「沸騰時」，我理解這是已經充分沸騰了水，也就是已經沸騰了很長時間，那些溶解的氣體吧，在沸騰之前應該就已經跑光了。。

然後是來源二，就是水蒸汽，下面就簡單說下這些氣泡從產生到冒出來經歷的大致過程吧~首先，在受熱的壁面（比如鍋底）上會有很多nucleation site(汽化點，我自己翻譯的，略拙計)這些汽化點就是壁面上一些cavity（坑，尺度很小的坑，黑話好像叫空穴）啦之類的，然後在這些坑內，會留存有一些氣體（比如水倒入整個鍋里時，有些小坑裡的空氣沒及時跑出去）。這些小坑內留存的氣體就成了引發水汽化的導火索。在這些氣體與水的交界面上，水汽化變成蒸汽進入氣泡，（至於具體的過程，以及條件，超級複雜啊，有興趣的可以去看下，我後面會給出參考文獻）。一開始這些小氣泡就附著在汽化點上，氣泡邊界周圍的水不斷汽化進入氣泡，氣泡變大。變大之後大概有兩種後果，一種是破裂（原因兩相流課上講過我忘記了T T），另一種就是不破裂。不破裂的氣泡因為體積比較大，所受浮力大於壁面對於氣泡的吸引力（好像有表面張力啊之類的），然後氣泡就在浮力（當然還有其他力，主要是浮力）作用下飛走啦。氣泡飛走之後，水會再次覆蓋這一點的坑，這時如果坑裡的氣體全部被氣泡帶走了，那麼接下來這個坑就不會再產生氣泡里。如果還有些氣體又幸運的殘留在里裡面，那接下來還會產生氣泡~氣泡上浮過程中大概也還有兩種下場。第一，半路爆掉。大概是因為上面的水溫度低，氣泡裡面的蒸汽又液化了。第二就是順利浮出水面，形成我們看到的咕嘟咕嘟的氣泡啦~

所以，沸騰時氣泡的來源就是壁面附近水汽化形成的水蒸氣+原來坑裡殘留的空氣。不過因為坑的尺度很小，原來殘留的空氣就很少很少很少。

然後就是前面半個問題，為什麼會產生氣泡。這裡感謝 @CLoong 的指正。沸騰分為均相核化和異相核化。均相核化發生在純液體里，液體中的一些分子聚並形成embroy（黑話叫泡化核心）從而產生突然沸騰。異相核化產生氣泡大概需要有兩個條件，第一要有氣，第二要有汽化點。前面已經解釋了氣泡里的氣來自水的汽化+極少量殘留空氣，那麼要形成氣泡就還差一個汽化點了。這個就是壁面提供的了。所以，沸騰時，氣泡總是在受熱壁面形成，然後經歷前面所敘述的過程冒出水面。

如果繼續深究的話，水為什麼會汽化？這就和水的物理化學性質有關了，這裡就不詳細解釋了（因為具體的機理我不是很清楚哈哈）。但是，不是所有的水只要到了一定溫度都會沸騰，水有一個臨界點，就是一個溫度和壓力限值，當溫度和壓力超過這個臨界點的值之後，水就不會沸騰了，也不會蒸發（總之就是不會產生相變），因為這種條件下的水根本就不存在所謂氣態，液態，固態的形式了，所以也就不會存在這三種狀態之間轉化的過程。這時候的水叫超臨界水（如果窩沒記錯的話），有種發電站叫超臨界發電站，用的就是這種水哦，還有超超臨界的。

總之，沸騰是個神奇的現象，看著簡單，其真正的機理至今也還沒有搞清楚，很多人提出了很多理論，但是沒有定論。。。沸騰時的氣泡生長也一樣，更多人提出了更多不同的理論。。但還是沒有定論。。這也是我畢業設計還有得做的原因哈哈

明天還有考試T T

含恨而睡了。

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參考文獻，論文就不寫了，就寫一本書吧~

《兩相流與沸騰傳熱》，魯鍾琪編著，清華大學出版社，2002年版。其中有關沸騰時氣泡的內容主要是第8章氣泡熱力學以及第9章氣泡動力學

上面沒有解釋為什麼其他液體在沸騰的時候也會冒泡。

讓我們來看一下沸騰的定義「沸騰是指液體受熱超過其飽和溫度時，在液體內部和表面同時發生劇烈汽化的現象。」

那麼我們就可以知道了，裡面那些氣體是液體受熱汽化產生的。所以這樣才能構成所有液體在達到沸點的時候都會「噗嚕噗嚕」的現象。

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沒注意看到題主後面還有一句「水分解嗎？」

水應該是不分解的，燒水時候的能量應該還達不到讓水分解為氧氣和氫氣的程度。

好吧，我其實也是湊個熱鬧的。
首先，水是一種非常神奇的化合物，很值得深究其結構，性質及各種狀態等。
關於沸騰時的氣泡，個人認為有兩個原因（我只是個高中生，回答不準確歡迎糾正科普）：
1.水自身氣化。注意，是氣化不是汽化。汽化代表它只是從體積較大的樣子變為體積極小的樣子，物質狀態沒有改變。而氣化則是從液態變為氣態，物質狀態改變。就像冰塊在零攝氏度左右融化固液態共存一樣，水到達沸點也會出現氣態和液態共存的現象，由於氣態水密度比液態水小得多，所以水氣會聚集在一起上浮，至於水氣遇冷液化成汽或小水珠就是另一回事了。
2.水中溶解的氣體因為溫度升高溶解度降低而變成氣泡。這裡的氣體不僅僅是氧氣，還有二氧化碳和其它易溶可溶難溶氣體（或者沸點比水低的液體或固體）。這就是化學常識了，「溫度上升氣體溶解度降低」是常常用來驗證硫酸溶於水放熱等等物變化變有熱量放出的原理啊。

就醬~

樓上種種說得太複雜了。

1.水達到沸點就會轉化為氣態，從液態到氣態體積大約會膨脹100倍。

2.貼著鍋的那一層水受熱最直接，就汽化的更加劇烈。

就是，貼著鍋的那一層水受熱變為氣體，進而浮出水面。

簡單解釋下生活中兩種常見的冒泡現象^_^

1.水沸騰時，液態水吸收熱量轉化成氣態水（即汽化），氣態水的密度遠小於液態水，因此排開水的重力（即浮力）遠大於自身的重力，於是氣態水上浮，這就產生冒泡現象。

2.夏天喝冰凍碳酸飲料時，由於開瓶後壓強減小溫度升高，溶解於水中的二氧化碳的溶解度變小，水中的二氧化碳釋放出來，就形成冒泡現象。

註：氣體溶解度和壓強在一定範圍內成正比，和溫度成反比。水沸騰時候也有受到溫度影響，但這不是主要因素。

「水分解嗎」說明題主中學的物理、化學並不了解。

所以你們要考慮那麼多專業辭彙能否讓人接受。

以下是百度搜索：

水中其實有大量的空氣存在，當加熱到一定程度時，這些氣體就不能再在水中溶解，就會聚集成氣泡從水中跑出來，在水面上方形成一個個炸開的氣泡。這個過程就是水加熱時有氣泡冒出的原因。但加熱到水的沸點時，由於水蒸氣也參與到蒸發中來，造成氣體增多，氣泡增加。

沸騰的定義:水湧起貌.液體在一定的壓強下,內部和外界同時發生激烈的氣化現象,也叫沸騰

呃，因為水中會有氣體融入，但隨溫度升高，大部分氣體溶解性會降低，所以會有氣泡冒出。簡單的例子，煮過的水不可以養魚～^_^

冒氣的泡來自於水本身啊！不然你覺得為什麼水會燒乾呢？蒸發哪有那麼快哦！

以前學物理化學看到了有關知識，圖中紅筆圈的。前面的可以當背景知識看。

插一句我不是學物理的，不過氫鍵對於液態水來說是一個重要的因素，這也就是水的比熱容這麼大的原因，而水蒸氣就沒有氫鍵了因為距離太遠，加熱就是把氫鍵破壞了~

因為水中直接溶解有氣體分子（比如氮氣、氧氣、二氧化碳等），低溫時自由能較低，無法逃逸，得到足夠能量（加熱帶來的內能增加）後導致分子水平的運動增加，是氣體分子逃逸出液體環境

其實題主自習觀察的話還會發現從開始有氣泡到離開水面之前水泡的大小事不一樣的~

把石頭扔進水裡其實也有類似的原因~

分子之間的引力使它們鏈接在一起，形成基本的形態，液體，固體，氣體。能量的加入或者減少會對鏈接產生重要的影響。能量的加入導致分子活動加劇，反之亦然。

我記得上小學的時候有個老頭（外校來宣講什麼的）問過這個問題，我想得很複雜，說什麼裡面有空氣啊，泡泡上升水面的時候變大了～我知道純粹胡扯，扯到自己都搞不清楚自己在說什麼～後來老頭回答了這個問題----因為達到了沸點！！！！這個答案我不滿意！～今天突然想起，專門找到了這裡！圓了兒時夢！好激動！好感動！

你被開水燙了不起泡嗎

分解成氫和氧了嗎？顯然不是分解，知乎最近怎麼老有這種初中物理書上都有講的問題問題。

原因無非就是：

1、鍋底溫度超過水的沸點，熱傳遞，與鍋底接觸的部分能被在上升之前被加熱到超過沸點的水氣化形成」泡「（當然也可以從分子動能角度來解釋）

2、氣化水在浮力作用下（壓強差）迅速上升，形成」冒「泡的現象

3、熱對流，其它未達沸點液態水下沉至鍋底受熱，因而不斷出現氣泡

有汽化中心時才會冒泡，參見過熱水

熔點&>固體受熱成為液體。

沸點&>液體受熱成為氣體。

升華&>固體受熱快直接成為氣體。

由此得出：當水從液體轉為氣體並不是只有表面在轉化，也有中間和周圍在受熱成為氣體。

而水的氣體密度小於液體密度，因此同體積下水的氣體受到的重力小於水的液體而上浮出水面。所以那些氣體是氣態的水。