解开物态变化的钥匙——热量

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  同学们,在《物态变化》一章中涉及到了六种物态变化,这六种物态和人们纷繁复杂的生活相结合时,产生了许多实际的千变万化的物态变化。这些物态变化让我们眼花缭乱,茫然而不知所措。为帮助大家理出一个头绪,体会在生活中学物理,在物理中学生活。笔者根据多年的物理教学经验,找到了打开物态变化的钥匙——热量。所有的物态变化都必须在有热量转移的情况下才有可能发生,利用“热量”这把“钥匙”可解如下之谜:
  
  1 解开“有”与“无”物态变化之谜。
  
  例 把一杯冰水混合物,放入0℃的房间内( )
  A.冰变多。B.冰变少。
  C.没法确定。D.不变。
  分析 如果选A,冰变多,那么就有水结成冰。晶体凝固有两个必要条件:第一是温度降到凝固点;第二是降到到凝固点后继续放热。该题对于第一个条件是满足的,对于第二个条件则不能满足(水、冰、空气都是0℃,0℃的水不能放热),水不能结成冰,则冰不能变多,故选A是错的。如果选B水变多,则必有冰熔化为水。而晶体融化有两个必要条件:第一是温度要升高到熔点,第二是升高到熔点后继续吸热。该题第一个条件满足,第二个条件则不满足(水、冰、空气都是0℃,冰不能吸热)所以冰并不能熔化,水就不会变多,故不能选B。由此可见,该题的冰水质量不变,答案应该选D。
  
  2 解开“位置”之谜。
  
  例 北方的冬天,空气气温低,在暖和房间的玻璃上有时会出现“冰花”,“冰花”是在室内或室外的哪一面呢?
  分析 “冰花”是水蒸气急剧降温至0℃以下(放热)形成的。房间内的空气、玻璃、室外空气三者温度分别是高、中、低。室外的空气中的水蒸气遇到比它温度高的玻璃时吸热,吸热后的水蒸气不可能凝华。而室内的水蒸气遇到0℃以下的玻璃放热才可能凝华,所以"冰花"在室内。南方冬天虽不可能出现冰花,但可以出现水珠,使玻璃变模糊,也在室内有类似之处。当夏天温度太高的汽车内用空调时,车窗玻璃上也会出现水珠,而水珠却在车外。
  
  3 解开“时间”之谜。
  
  例 自然界中“雾、露、霜”为什么一般出现在晴朗天气的早晚气温较低时?
  分析 “雾、露、霜”的形成都是必须要放热量才能发生的物态变化。只有天气晴朗时,白天空气中有大量的高温水蒸气,早晚气温明显下降,空气中的水蒸气放出足够多的热量,才可能液化而出现“雾、露”或者温度急剧下降至0℃以下时,水蒸气放热凝华成“霜”。
  
  4 解开是“谁在变”之谜。
  
  例 夏天打开冰箱的冷冻室,有时会出现“白气”,“白气”是哪儿的水蒸气液化形成的?
  分析 水蒸气要液化必须要放出热量。打开冰箱时,冰箱里的冷空气与冰箱外的热空气相遇,只有冰箱外温度较高的的水蒸气才能放热,才可能液化。所以“白气”是冰箱外的水蒸气放出热量液化来的。
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