相与相变

汽化焓

/ EN-thal-pee /

想想一锅水从「刚刚煮开」到「彻底烧干」要花多久——它磨磨蹭蹭、迟迟不肯走。那份顽固的额外能量需求,就是汽化焓:在沸点上,你必须灌入多少热,才能把一定量的液体变成蒸气,而温度丝毫不升。

它就是沸腾的潜热,写成一个热力学量,通常按每摩尔计、在恒定压强下测量(「焓」这个字眼指的正是恒压)。这份能量全都用来克服把液体维系在一起的吸引力、将分子彼此拉开。所以这个数字的大小,直接读出了一种液体的分子彼此抓得有多紧:水的汽化焓异常地大,是因为它的氢键,这正是为什么水是极好的冷却剂、又能调和地球的气候。

汽化焓在每一处要紧的地方都会现身。它决定你出汗或酷暑里喷水能得到多少降温;它决定分离原油的蒸馏塔的能耗账单;它还是克劳修斯–克拉佩龙方程里的关键量。它的搭档——熔化焓(对应熔化)——几乎总是小得多,因为沸腾把分子彻底拉散,熔化只是把它们松开。

在 100 °C 把一摩尔水(18 克)汽化,需要约 40.7 千焦——远多于把同样一摩尔冰熔化所需的 6.0 千焦,因为沸腾把分子彻底分开了。

逐个分子来算,沸腾耗能远比熔化多。

汽化焓随温度升高而减小,到临界点降为零——在那里液体和气体变成一样,已经没有什么可分开的了。除非另有说明,引用的数值通常是正常沸点处的那一个。

又称
heat of vaporization汽化焓汽化焓