物态变化 - 图文

水在自然界有各种形态： 水蒸气、云、雾、露、雨、霜、雪、冰等。 云：水蒸发上升到高空冷凝成小水滴聚集而成，飘浮在高空 雨：云层中的小水滴聚集成大水滴并落到地面

露：夏季早晨水蒸气遇冷凝结汇聚在所接触的物体上 雾：水蒸气受冷凝结而成的小水珠，飘浮在低空

霜：低空的水蒸气在0℃以下受冷变化成的冰晶

雪：高空的水蒸气在0℃以下受冷变化成的冰晶。

在自然界的水、冰、水蒸气，为水的三种不同物质形态，即液态、固态和气态，在物理学中称为物态。

液态的水能结成固态的冰，固态的冰会重新化成液态的水；液态的水会蒸发成气态的水蒸气，气态的水蒸气又会凝结成液态的水。 水在自然界不断经历着三种状态的循环变化。

同水一样，其他物质也具有三种物态，它们之间两两可以相互转化。

在物理学中，我们把物质从一种状态变化到另一种状态的过程，叫做物态变化。由于物质有三种状态，它们之间两两可以相互转化，物态变化的过程一共有六种（简记为“三态六变”）：熔化、凝固、汽化、液化、升华、凝华。

物态变化的过程详解：

一、熔化：物质由固态变为液态，熔化过程吸热；

1. 向可乐饮料中加冰块会使饮料变得更清凉：夏天，我们在喝饮料的时候，常会在饮料中放入一些冰块，冰块在熔化时，要吸热，使饮料变的清凉可口。 2. 俗话说“下雪不冷，化雪冷。”化雪时发生的物态变化是熔化，冰熔化时吸热，使得气温降低，所以人会感到冷。

3.发射卫星的火箭头部涂了一层特殊的材料，保护火箭：用来发射卫星的火箭在大气中飞行时，由于火箭头部与空气摩擦使它的头部发热，温度可达几千摄氏度。在它的头部涂了一层特殊材料，这种材料受热很容易熔化、汽化吸收箭头与空气

摩擦产生的热，可以避免火箭因高速运动时与空气作用产生的高温而被毁坏的危险。

二、凝固：物质从液态变为固态，凝固过程放热。 冬天到了，气温下降，湖面上的水结成冰；

北方的冬天,地窖里放入一桶水,水结冰时能放热,使里面的温度不会太低.

三、汽化（分蒸发和沸腾）：物质由液态变为气态。液体汽化时要吸热。 沸腾是液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象。

液体沸腾的条件有两个：一是温度达到沸点，二是继续加热，二者缺一不可，沸腾时液体温度保持不变。

蒸发：液体表面任何温度下都能发生的汽化现象。液体蒸发时，要从周围的物体（或自身）中吸收热量，使周围物体（或自身）温度降低，因此蒸发具有致冷作用。液体蒸发的快慢与液体温度的高低、液体表面积的大小、液体上方空气流动的快慢有关。

擦酒精为中暑病人缓解症状：给中暑病人擦酒精，酒精容易蒸发，蒸发需要吸收热量，蒸发吸热有降温制冷作用，酒精蒸发快，从病人身上带走热量快，使中暑病人缓解症状。

夏天用电风扇吹风感到凉快：当我们在炎热的夏天使用电风扇的时候，电风扇的工作，加快了室内空气的流动，因而加快人体汗液的蒸发，蒸发需要吸收热量，故人们会感觉到凉爽。

沙漠冰箱：住在非洲沙漠中的居民，由于没有电，夏天无法用冰箱保鲜食物，当地居民发明了一种沙漠冰箱“罐中罐”。它是由一个内罐和一个外罐组成，两罐之间填上沙子，使用时将食物和饮料放在内罐中，罐口盖上湿布，然后放在通风干燥的地方，经常在两罐间的沙子中洒些水，由于水蒸发吸热有降温制冷作用，使食物和饮料保持较低的温度，这样就能起到保鲜的作用。

沙漠羊皮袋：在沙漠里旅行的人，常用一个羊皮袋来装水，由于羊皮袋中的水不断地渗出，然后蒸发，蒸发吸热有降温制冷作用，使袋中的水温度较低，虽然气温较高，但是水喝起来清凉可口。

四、液化： 物质由气态变为液态。气体液化时要放热。 冬天手上哈气——口腔中的水蒸气液化放热让手变暖。

冬天，戴眼镜的人从寒冷的户外进到温暖的房间内，眼镜片上就会出现“哈气”，这就是房间内相对高温的水蒸气遇到低温的眼镜片放热降温被液化的现象。

液化的方式：

方式一：降低温度

方式二：压缩体积。压缩气体的体积，也可以使一些气体液化。现在某些家庭使用的液化石油气，就是在常温下，用压缩体积的方法，把石油气液化后装在钢罐里保存的

电冰箱的致冷原理：家用电冰箱的致冷系统由压缩机、冷凝器、蒸发器等三大部件组成的，如图所示，电冰箱所用的物质是容易液化和汽化并且在汽化时能大量吸热的物质。

电动压缩机用压缩气体体积的方法将气态物质压入冷凝器使其在冰箱外部放热液化，同时被液化了的物质通过节流阀进入电冰箱内的蒸发器，在蒸发器里迅速吸热汽化，电冰箱内温度降低。蒸发器中汽化了的物质又不断被压缩机抽出，重新压入冷凝器中，并且放出在蒸发过程中吸收的热量，通过物质这样的循环，不断地在蒸发器内蒸发吸热，从而使电冰箱达到的效果。

2006年7月1日，青藏铁路全线贯通。铁路要通过“千年冻土”区，“冻土”区路基在

温度过高时会变得松软不牢固。为解决“冻土”难题，保证路基的稳定性，路基两旁插有很多热管，热管是一根两端封闭的金属管（如右图是管内物质物态变化的示意图），管内充有容易汽化的液体。上方一端处在温度较低的地方，下方一端处在温度较高的地方，

当它的下方一端受热时，里面的液体会吸热而汽化，蒸气跑到温

度低的上方一端时放热而液化，液化后的液体通过重力作用（或其它途径）又回

到受热的下方一端，如此循环往。热管就相当于一个天然“制冷机”。

五、升华：物质由固态直接变成气态。固体升华时要吸热，可以用升华吸热进行降温。

常看晚会的人都知道，晚会的舞台常常会利用干冰来制造效果。干冰升华的瞬间会产生白色的烟雾，溢满整个演出舞台，塑造出宛如仙境一般的舞台烟雾缭绕的奇妙效果，这就是舞台干冰的烟雾效果魅力的所在。 好的舞台干冰烟雾效果，恰如其分的烘托出舞台的气氛，不仅能带给观众如临其境的梦幻般的感受，而且还能留给你无限的遐想空间，因此舞台干冰烟雾效果是舞台设计师创意和技术的完

美结合，也是舞台艺术展示中不可或缺的表现手法。

那么，它的这种美轮美奂的舞台烟雾效果到底是怎么制作出来的呢？干冰是固态的二氧化碳，在大气压下不通过液体直接由固体变成气体。在舞台上喷洒干冰急速升华吸热变成气体，把周围的水蒸汽凝结成烟雾状，由于二氧化碳的重量比空气重1.5倍，然后向下流放到舞台上，形成了低沉的烟雾。

据《北京晚报》报道：2001年1月5日，阴天，气温约为－15℃，在新疆罗布泊沙漠的沙丘上覆盖着约5厘米——10厘米厚的积雪，然而过了约20分钟，雪不见了，而脚下却是干爽的沙地。这一现象令在场的科学考察队员瞠目。 雪发生了升华现象，由固态的雪直接变成了气态的水蒸气。当时气温低（－15℃），说明没有雪熔化的气温条件，“脚下干爽”说明没有留下水迹，所以不可能是雪熔化后渗透到沙中，而雪是可以由固态直接变为气态消失的，所以只可能是发生了升华现象。

六、凝华：物质直接由气态变成固态，是一个放热的过程 2008年春节前后，我国南方部分地区遭遇了低温雨雪天气，其他地区的树枝上甚至出现了如图所示的

“雾凇”。雾凇和霜的形成过程很相似，都是水汽（也就是气态的水）在温度很低时，一种凝华现象。 严寒的冬天清晨，户外植物上通常会结霜，这是因为夜间植物散热的慢、地表的温度又特别低、水汽散发不快，还聚集在植物表面时就结冻了，因此形成霜。科学上，霜是由冰晶组成，和露的出现过程是雷同的，都是空气中的相对湿度到达100%时，水分从空

气中析出的现象，它们的差别只在于露点（水汽液化成露的温度）高于冰点，而

霜点（水汽凝华成霜的温度）低于冰点，因此只有近地表的温度低于摄氏零度时，才会结霜。

1779年冬天，俄国彼得堡的一家报纸，报道了一件十分有趣的新闻。在一个舞会上，由于人多，又有成千上百支蜡烛的燃烧，使得舞厅里又热又闷，那些身体欠佳的夫人、小姐们几乎要在欢乐之神面前昏倒了。这时，有一个年轻男子跳上窗台，一拳打破了玻璃。于是，舞厅里意想不到地出现了奇迹，一朵朵美丽的雪花随着窗外寒冷的气流在大厅里翩翩起舞，飘落在闷热得发昏的人们的头发上和手上。有人好奇地冲出舞厅，想看看外面是不是下雪了。令人惊奇的是天空星光灿烂，新月银光如水。 那么，大厅里的雪花是从哪儿飞来的呢？莫非有人在表演魔术？可是再高明的魔术师，也不可能在大厅里变出雪花来啊。后来，科学家才解开了这个迷。原来，舞厅里由于许多人的呼吸饱含了大量水汽，蜡烛的燃烧又散布了很多凝结核。当窗外的冷空气破窗而入的时候，迫使大厅里的饱和水汽立即凝华结晶，变成了雪花。可见，只要具备了下雪的条件，屋子里也会下雪的。

问题

1.为什么用湿布抹冰箱的冰格会被粘着?

2.炎热的夏天，床铺上的席子、地板、地坝等，到处都很热，让人受不了，请你用所学的物理知识，想出一种能使这些地方（其中一个地方）的温度有所降低的简易方法（不得使用空调器），并说明这样做的道理。

3.日常生活中我们经常会看到烧开水时从壶嘴冒出的 “白气”，刚从冰箱中取出的雪糕周围也有“白气”。

（1）请说明这两种“白气”的形成属于哪种物态变化．

（2）说明这两种“白气”的成因．

4.问题：下列发生的过程中是什么现象？ （1）春天，冰雪融化汇成溪流

（2）夏天，从冰箱里面拿出来的饮料罐“出汗” （3）秋天，清晨的雾在太阳出来后散去 （4）冬天，室外地面上出现了霜