浅谈“汽化”中的吸热问题

来源 :学校教育研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:huangyulin2007
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  汽化是物质从液态变成气态的一种物态变化。它可分为两种方式:蒸发和沸腾。
  下面分别对蒸发、沸腾通过具体例子分析其吸热情况。
  1.蒸发是只在液体表面进行的比较平和的汽化现象。蒸发在任何温度下都能发生
  蒸发的实质是液体中具有较大动能的分子挣脱液体分子的引力跑出液面的现象。由于动能大的液体分子跑出后液体分子的平均动能减少,所以液体本身温度降低,要从周围或更深层液体中吸热。
  例如在室内放一杯和室温相同温度的水,水也能不断的进行蒸发,使水本身的温度下降(即消耗了自身的热能),这时的水和室内空气就有了温差,就要发生热传递,即从室内空气吸收热量。
  再如将一杯开水放在室内(开水温度高于室温),水也能不断的进行蒸发,但水温没有降至比室温还低时,不会从室内空气吸收热量。
  可见,液体蒸发本身的温度一定降低(除外界不断给液体补充能量外)。蒸发“吸热”是有条件的,必须是周围物体温度高于液体温度,而液体温度更高时,也会蒸发,若液体温度没有降至比周围物体温度更低时,则不会从周围物体吸收热量。由此可知,“蒸发是吸热过程”是有条件的,從而又进一步说明吸热是蒸发的结果,而不是是蒸发的条件。
  2.沸腾是在液体表面和内部同时进行的剧烈的汽化现象,在达到沸点时才能发生
  液体沸腾时要吸收热量,所吸收的热量的来源可以不同,可以有外界提供,也可从本身释放的能量中获得。
  沸腾时从外界吸热的情况:如图(课本)4—4烧杯中水加热到沸点就会沸腾,停止加热(即撤掉酒精灯),沸腾就不能继续进行。可见液体沸腾中虽然温度保持不变,但要吸收热量,所吸收的热量用来完成了物态变化。
  沸腾时本身提供能量的情况:在研究液体沸点和气压的关系实验——课本图4—5中,在瓶里装入低于100摄氏度的水,抽出瓶里水面上方的空气,使气压降低,水在低压下也能沸腾起来,但此时在圆底烧瓶底部也没加热,水为何仍能沸腾起来呢?原来液面上方气压降低后,里面水沸腾时的温度(沸点)降低,同时水放出一定的热量,这就提供了水重新沸腾时需要的热量,又因瓶口是用塞子塞着,且玻璃瓶和塞子是热的不良导体,所以内部水向外散热比较慢,放出的热量几乎全部用来提供了水重新沸腾所需的热量。这个热量就不是外界提供的,而是由本身释放的能量中获得的。
  可见,液体沸腾任何时候必须同时满足两个条件:一是必须达到其沸点,二是必须吸热,二者缺一不可。
  从课本图4—5实验的表面现象看——液体没有从外界吸热,但我们透过现象看本质,沸腾是汽化的一种方式而汽化是一种物态变化,而任何物态变化都离不开能量,不是吸热,就是放热,二者必居其一,且只居其一。物态变化的对象,液体沸腾的过程,只是液体中的部分分子汽化,因此要吸收热量的对象也只是汽化的部分分子,而不是液体的全部,即一般没有液体的全部瞬间汽化完毕的。
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