解開物態(tài)變化的鑰匙——熱量

同學們，在《物態(tài)變化》一章中涉及到了六種物態(tài)變化，這六種物態(tài)和人們紛繁復雜的生活相結合時，產生了許多實際的千變萬化的物態(tài)變化。這些物態(tài)變化讓我們眼花繚亂，茫然而不知所措。為幫助大家理出一個頭緒，體會在生活中學物理，在物理中學生活。筆者根據(jù)多年的物理教學經(jīng)驗，找到了打開物態(tài)變化的鑰匙——熱量。所有的物態(tài)變化都必須在有熱量轉移的情況下才有可能發(fā)生，利用“熱量”這把“鑰匙”可解如下之謎：

1 解開“有”與“無”物態(tài)變化之謎。

例 把一杯冰水混合物，放入0℃的房間內（ ）

A.冰變多。B.冰變少。

C.沒法確定。D.不變。

分析 如果選A，冰變多，那么就有水結成冰。晶體凝固有兩個必要條件：第一是溫度降到凝固點；第二是降到到凝固點后繼續(xù)放熱。該題對于第一個條件是滿足的，對于第二個條件則不能滿足（水、冰、空氣都是0℃，0℃的水不能放熱），水不能結成冰，則冰不能變多，故選A是錯的。如果選B水變多，則必有冰熔化為水。而晶體融化有兩個必要條件：第一是溫度要升高到熔點，第二是升高到熔點后繼續(xù)吸熱。該題第一個條件滿足，第二個條件則不滿足（水、冰、空氣都是0℃，冰不能吸熱）所以冰并不能熔化，水就不會變多，故不能選B。由此可見，該題的冰水質量不變，答案應該選D。

2 解開“位置”之謎。

例 北方的冬天，空氣氣溫低，在暖和房間的玻璃上有時會出現(xiàn)“冰花”，“冰花”是在室內或室外的哪一面呢？

分析 “冰花”是水蒸氣急劇降溫至0℃以下（放熱）形成的。房間內的空氣、玻璃、室外空氣三者溫度分別是高、中、低。室外的空氣中的水蒸氣遇到比它溫度高的玻璃時吸熱，吸熱后的水蒸氣不可能凝華。而室內的水蒸氣遇到0℃以下的玻璃放熱才可能凝華，所以\"冰花\"在室內。南方冬天雖不可能出現(xiàn)冰花，但可以出現(xiàn)水珠，使玻璃變模糊，也在室內有類似之處。當夏天溫度太高的汽車內用空調時，車窗玻璃上也會出現(xiàn)水珠，而水珠卻在車外。

3 解開“時間”之謎。

例 自然界中“霧、露、霜”為什么一般出現(xiàn)在晴朗天氣的早晚氣溫較低時？

分析 “霧、露、霜”的形成都是必須要放熱量才能發(fā)生的物態(tài)變化。只有天氣晴朗時，白天空氣中有大量的高溫水蒸氣，早晚氣溫明顯下降，空氣中的水蒸氣放出足夠多的熱量，才可能液化而出現(xiàn)“霧、露”或者溫度急劇下降至0℃以下時，水蒸氣放熱凝華成“霜”。

4 解開是“誰在變”之謎。

例 夏天打開冰箱的冷凍室，有時會出現(xiàn)“白氣”，“白氣”是哪兒的水蒸氣液化形成的？

分析 水蒸氣要液化必須要放出熱量。打開冰箱時，冰箱里的冷空氣與冰箱外的熱空氣相遇，只有冰箱外溫度較高的的水蒸氣才能放熱，才可能液化。所以“白氣”是冰箱外的水蒸氣放出熱量液化來的。