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問題42. 如何區分六種物態變化？
◇學生提問
如圖所示，燒開水時壺口要冒出“白氣”，“白氣”的構成是（　）
A．水蒸氣
B．水蒸氣凝華形成的小冰晶
C．水蒸氣液化形成的小水珠
D．小水珠和小冰晶的混合體
老師，有些同學認為白氣是氣體，也有些同學認為白氣是液體，我也不太明白，您給我講講吧？我還想知道如何區分六種物態變化，您也一塊給我講講吧！
◇問題探究
從微觀角度認識物質的三種狀態（重要性：★★★★）
老師：別急，保證這些知識和方法你都能學會！我們先分析“白氣”的本質。
舉個例子，你能看見冰、鹽等固體，也能看見水、白酒等液體，但能否看見空氣及其他無色氣體呀？
學生：我看不見空氣、也看不見無色氣體，這是什么原因呢？
老師：這要從微觀角度來認識物質的三種狀態。一切物質都是由被稱為分子或原子的微小粒子組成，這些微粒的直徑只有10-10m左右。這些微粒我們用眼睛是看不見的。
通俗地說，打個比方，我們上課時，大家都坐在自己的座位上，就好象是固體，分子間的距離很小，在強大的分子力作用下保持了固定的形狀和體積，聚集在一起，我們看的見這個“分子集體”；
下了課，大家在教室內自由走動時，就好象是液體，分子間的距離略大了些，分子力不能使分子停留在某個固定位置，就具有了流動性，但依然是分子聚集在一起，我們也能看見這個“集體”；
當放學后，大家從學校各奔其家，就好象是氣體，氣體分子間的距離非常大，超過了分子直徑的10倍以上，各自獨立自由運動。氣體分散為單個的分子獨立存在的狀態，體積太小，因此我們看不見。
學生：哦，明白了：“白氣”我們看得見，所以不是氣態的，它有流動性，所以是液態的。
那怎么判斷是什么物態變化呢？
六種物態變化（重要性：★★★★）
老師：要做出判斷，就是對六種物態變化有個清楚的認識，你能舉例說出六種物態變化嗎？
學生：物質由固態變為液態是熔化；從液態變為固態是凝固；從液態變為氣態是汽化；從氣態變為液態是液化；從固態直接變成氣態是升華；從氣態直接變成固態是凝華。
我們吃的冰棒到了口中慢慢變成了液體，這是冰棒的熔化現象；
冬天河面上的水變成了冰，這是水的凝固現象；
我們在教室內拖完地后，地面上的水慢慢消失了，這是汽化現象；
媽媽蒸饅頭時鍋蓋上出現了許多小水珠，這是液化現象；
冬天在戶外掛的冰凍的衣服慢慢干了，這是升華現象；
冬天在窗戶玻璃內表面出現的窗花，這是凝華現象。
根據物質后來的狀態與原來的狀態判斷物態變化（重要性：★★★★）
老師：對，從它們的定義看，只要我們認清物質后來是什么狀態，然后再分析清楚原來是什么狀態，不就能夠確定是哪種物態變化了嗎？
學生：嗯，還真是這么個道理！
我會解答上面的問題了：空中的“白氣”是液態的小水滴；因為之前并沒有固態的冰，也不會有水向上流到空氣中，那“白氣”原來的狀態應該是氣態的水蒸氣；所以“白氣”是水蒸氣液化形成的小水珠。
老師：你分析得非常正確。液化現象是我們經常見到的物態變化，例如春、秋天我們經常見到樹葉、草葉上有晶瑩的露珠；春、秋天常常在早晨見到阻擋視線的濃霧，都是水蒸氣液化形成的。
你來看下面這道題目：
學習物態變化時,老師寫了一幅對聯,上聯是“杯中冰水,水放熱結冰溫度不降”;下聯是“盤內水冰,冰吸熱化水溫度未升”。該對聯先后包含的兩種物態變化分別是＿＿＿＿和＿＿＿＿,它還說明了冰是一種＿＿＿＿(填“晶體”或“非晶體)。
學生：“水放熱結冰”指物質由液態變為固態，所以是凝固過程；“冰吸熱化水”指物質由固態變為液態，所以是熔化過程；“結冰溫度不降”、“化水溫度未升”表明熔化和凝固過程其溫度不變，所以這種物質是晶體。因此答案是：凝固；熔化；晶體。
老師：那你再來解答下面這個問題：
白熾燈絲是由鎢絲制成的，長期使用燈泡會變黑，這種現象屬于（　）
A.先凝華后升華　　　 B.先蒸發后凝固
C.先升華后凝華　　 　D.先汽化后液化
學生：我認為這是白熾燈工作時，鎢絲中一部分鎢在高溫下由固態直接變成氣態，升華為鎢蒸氣；而鎢蒸氣遇到低溫燈泡內壁后，又由氣態直接變成固態，凝華為鎢顆粒，使燈泡逐漸變黑的。因此答案是C。
老師：呵呵，非常好，看來你已經學會判斷物態變化了。
學生：嘿嘿!我要謝謝老師的指點呀!
◇學生筆記
區分六種物態變化的方法：
分析清楚物質變化后與變化前各是什么狀態，從而確定物態變化的類型。
注意事項：“白氣”是液態的小水滴，不是水蒸氣。如果少量小水滴在空氣中懸浮，我們稱之為“白氣”；如果大量小水滴在空氣中懸浮，我們稱之為霧；如果小水滴在物體表面上聚合成可見的較大水珠，我們稱之為露水。
◇要點訓練
1.夏天，從冰箱中拿出的瓶裝礦泉水，過一會兒瓶的外壁會附著一層小水珠。這些小水珠是怎樣形成的？
答案：這些小水珠是空氣中的水蒸氣遇到冷的礦泉水瓶壁液化形成的。
解析：判斷是什么物態變化，應先考慮該物質現在是什么狀態，然后再思考原來是什么狀態，這樣才能正確分析出物態變化。瓶外壁附著的小水珠是液態的，由于原來沒有出現固態的冰，所以原來的狀態是我們看不見的水蒸氣。因此這一物態變化是液化。
2.用蒸籠蒸饅頭，是上層還是下層蒸格中的饅頭先熟呢?小明仔細觀察后發現：高溫的水蒸氣經過多層蒸格向上升，遇到冷的蒸籠蓋時，大量水蒸氣發生＿＿＿＿現象，＿＿＿很多熱量，使＿＿＿層蒸格中的饅頭先熟。有經驗的師傅拿剛出籠的饅頭前，先將手沾點水，這樣做主要是利用＿＿＿＿＿＿＿，使手不會被燙傷。
答案：液化；放出；上；水汽化吸熱
解析：水蒸氣在遇到溫度相對低的蒸籠蓋時才容易液化，而且液化為水時溫度保持100℃并不降低，但水蒸氣會放出大量的熱，所以上層的饅頭先熟。而在取熱饅頭時，是利用手上沾的水要發生汽化現象、而不是凝固現象，來吸收一部分熱量，防止手被燙傷。
3.如圖所示，舞臺上經常用噴撒干冰(固態二氧化碳)的方法制造白霧以渲染氣氛。對“白霧”的形成，小明的解釋是：(1)干冰升華吸熱使周圍環境溫度降低；(2)氣態二氧化碳液化形成白霧。以上解釋中（　）
A．第一句話存在科學性錯誤
B．第二句話存在科學性錯誤?
C．兩句話都存在科學性錯誤
D．兩句話都沒有科學性錯誤
答案：B
解析：干冰是固態的二氧化碳，由于常溫下二氧化碳是氣態的，所以干冰在常溫會迅速升華為氣態二氧化碳，從周圍環境大量吸熱使周圍環境溫度降低；這樣空氣中的水蒸氣就在舞臺地面附近遇冷，液化為大量小水滴，它們懸浮在空氣中，就出現了觀眾看到的“白霧”。
4.冬天，當氣溫急劇下降時，大明山上很多樹枝都掛滿晶瑩白色的霧凇。產生這種現象的物態變化主要是（　）
A．凝華 B．升華 C．凝固 D．汽化
答案：A
解析：霧淞是固態的，但冬天空氣中存在的只是大量的水蒸氣，所以霧淞的形成是氣態直接變成了固態，即凝華現象。
5.今年春節前后我國南方部分地區遭遇了低溫雨雪天氣，如圖所示，對以下與之相關的各圖，說法中不正確的是（　）
A．圖（a）中霧凇是水蒸氣的凝固現象
B．圖（b）中路面結冰需要交通管制是因為車輪與冰面間的摩擦力太小
C．圖（c）中向公路冰面上撒鹽是利用降低熔點的方法來化冰???
D．圖（d）中竹子被冰雪壓“彎了腰”，說明力可以使物體發生形變
答案：A
解析：霧淞是空氣中的水蒸氣由氣態直接變成了固態，凝華形成的。路面結冰后接觸面變光滑使車輪與間的摩擦力太小，車輛啟動和制動都變得困難，容易出現交通事故，所以要交通管制。在冰上撒鹽，當鹽溶于熔化后的水中后，混合液的凝固點降低，便于除冰。竹子上的冰雪產生的壓力改變了竹子的形狀，使其變彎了。
6.夏天，小明從冰箱冷凍室中取出幾個冰塊，放入裝有常溫礦泉水的杯中。過一會兒，他用吸管攪動冰塊，發現這幾個冰塊“粘”到一起了，如圖3-11所示。請解釋這個現象。
答案：從冰箱冷凍室取出的冰塊溫度低于O℃，放到水中后冰吸熱升溫，水放熱降溫；當冰塊附近的水的溫度降到O℃時，冰的溫度還低于O℃；冰塊繼續吸熱，冰塊附近O℃的水繼續放熱，凝固成冰。所以冰塊會“粘”到一起。
解析：這幾個冰塊“粘”到一起說明冰塊周圍的一些水凝固成了冰，原因是從冷凍室取出的冰塊溫度低于O℃，從而使冰塊周圍的水溫度降低到凝固點并繼續放熱。

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