物態(tài)變化是指物質(zhì)從一種狀態(tài)變?yōu)榱硪环N狀態(tài)的過程。我們知道,物質(zhì)有三種不同的基本狀態(tài):固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)。(像火和電等,它們屬于等離子態(tài)) 這次我們就從固、液、氣物質(zhì)的三種基本狀態(tài)來說說物態(tài)變化及相應(yīng)的條件。
物質(zhì)由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的過程是熔化,這個過程中需要吸收熱量。比如常見的雪后天晴,相信大家也有過這種感覺:在冬天大雪紛飛時,往往覺得也不是特別冷。倒是天晴后雪開始融化成水時,反而覺得比下雪時還冷。這就是因?yàn)楣虘B(tài)雪融化成液態(tài)水時,從空氣中吸收了熱量;物質(zhì)由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)就是凝固,這個過程中會放出熱量,比如在煉鐵廠里,鐵為液態(tài)時不怎么覺得周圍熱,當(dāng)液態(tài)鐵開始凝固成固體時,就覺得周圍都熱氣騰騰的。這就是凝固過程中會釋放熱量。
物質(zhì)可以分為晶體和非晶體,它們的熔化和凝固有相同點(diǎn),也有不同點(diǎn)。首先相同點(diǎn)就是,都是熔化時會吸熱、凝固時會放熱。那么不同點(diǎn)都有什么呢?比如食鹽、海波、冰等物質(zhì)都是屬于晶體。晶體在熔化過程中吸熱,而溫度不變。有一定的熔點(diǎn),比如海波的熔點(diǎn)為48℃,那么它到48℃就熔化了。同時也有一定的凝固點(diǎn)。接著我們再來說說非晶體,玻璃、瀝青、松香等物質(zhì)都屬于非晶體。那么它們就沒有一定的熔點(diǎn)和凝固點(diǎn)。非晶體熔化要持續(xù)吸熱。也就是說,冰熔化成水的過程中溫度不變。那么給它加熱至沸騰的過程又是怎樣的呢?這里就得說說汽化和液化,接著往下看吧……
物質(zhì)由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程是汽化,過程中會吸熱;物質(zhì)由氣態(tài)變?yōu)橐后w狀態(tài)是液化,過程中會放熱。汽化有兩種形式:蒸發(fā)和沸騰。蒸發(fā)是發(fā)生在液體表面,在任何溫度下都可進(jìn)行。它是緩慢汽化,與液體表面積、環(huán)境溫度、表面空氣流速等因素都有關(guān);而沸騰是在液體表面和內(nèi)部同時發(fā)生,需要達(dá)到液體的沸點(diǎn),而且沸騰過程中是持續(xù)吸熱的。水沸騰后,繼續(xù)吸收熱量但溫度就不變了。那有的小伙伴就有疑問了:“那液體沸騰后吸收的熱量都去哪里了?”以水為例從微觀角度解釋一下:分子間的引力和斥力是同時存在的,水分子也不例外。當(dāng)持續(xù)對沸騰的水加熱,水吸收的熱量就轉(zhuǎn)化為了水分子分散脫離的能量了。想想這種情況下,水分子都一個一個地“跑”了。宏觀看到的水也就越來越少。這就是人們常說的“水燒干了,沒有了?!逼鋵?shí)啊,不是沒有了。是因?yàn)樗肿觽兌既チ藙e的地方,它們確實(shí)是一個都沒少。
升華就是物質(zhì)從固態(tài)直接變?yōu)闅鈶B(tài),過程中需要吸熱。比如固態(tài)的碘在受熱后直接成了碘蒸汽,固體二氧化碳也就是干冰,受熱后直接成了氣態(tài);在一些情況下,物質(zhì)也會從氣態(tài)直接變?yōu)楣虘B(tài),中間沒有液體狀態(tài)出現(xiàn)。這就是凝華,過程中會放出熱量。比如電燈泡用久了以后大家會發(fā)現(xiàn)燈泡壁上有一層黑色的東西,這是因?yàn)殡姛襞菰谶\(yùn)作時發(fā)熱,鎢絲一受熱就會升華為氣體。碰到燈泡壁遇冷又凝化成固態(tài)鎢。還有在寒冷的冬天,樹枝上形成的白色的霧凇,都是凝華現(xiàn)象。霧凇景象真的很漂亮。
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