生活和技术中的物态变化（知识清单）
知识清单
一、自然界中水的循环
- 自然界中的云、雨、雪、雾、霜等现象，都是水的物态变化形成的。
- 云：大海、湖泊、河流、土壤和植物中的水蒸发后,在高空遇到冷空气,会液化成小水滴或凝华为小冰晶。大量的小水滴或小冰晶集中悬浮在高层空气中,就形成了云。
- 雨:云中的小水滴和小冰晶相遇后变大,空气不能托住它们便会下落,在下落过程中小冰晶吸热熔化成水滴,与原来水滴一起落向地面,这就是雨。
- 雪:在0℃以下时,云中的水蒸气凝华为小冰晶,小冰晶下落时,周围水蒸气碰到温度低的小冰晶发生凝华并附着在上面,使小冰晶变大下落,形成雪。
- 冰雹:夏天气温变化剧烈,空气中悬浮的小冰晶凝聚成小冰块,小冰块在下落过程中会熔化一部分,但是不能全部熔化,剩余部分下落形成冰雹。
- 雾:在夜晚,地面附近的空气温度下降,水蒸气会液化附着在空气中的灰尘上,形成雾。
- 露:在夜晚,地面附近的空气温度下降,水蒸气会液化附着在植物枝叶表面形成露。
- 雾凇、冰花、霜:空气中的水蒸气,还会在0℃以下发生凝华,形成雾凇挂在树上,形成冰花出现在教室玻璃内侧,形成霜出现在地面植被或地面上。
二、高压锅
- 高压锅的结构：锅身、锅盖、易熔片、放气孔、安全阀等。
- 高压锅的原理：锅内气压越高，国内水的沸点越高。
- 高压锅提升气体压强是靠密封胶圈密封高压锅，随着水的汽化，导致锅内气压增加来实现的。把气体压强控制在安全范围内是通过安全阀和易熔片实现的。
三、电冰箱
- 家用电冰箱内的制冷系统主要由蒸发器、压缩机和冷凝器三部分组成。
- 压缩机用压缩气体体积的方法把气态制冷物质压入冷凝器使其在冰箱外部放热液化;同时液化的制冷物质蒸发器,在蒸发器吸热汽化，使电冰箱内的温度降低.蒸发器中的气体制冷物质又不断被压缩机抽出,重新压入冷凝器中液化,放出在蒸发器中吸收的热量.
四、航天技术中的物态变化
- 在实际中有些火箭使用氢气作为燃料,用氧气作为助燃剂。但由于气体的体积较大,所以人们将氢气和氧气采用压缩体积的方法液化，减小燃料和助燃剂的体积。
- 飞船返回舱以数千米每秒的速度穿越稠密大气层时，返回舱表面的温度会达到上千摄氏度，所以我们要采取有效的防热降温措施，其中有一项措施就是利用高分子材料在高温环境下熔化、蒸发、升华带走大量的热量。
- 热管并不复杂,它是一根两端封闭的金属管,管内衬了一层多孔材料,叫作吸收芯。吸收芯的中间充以酒精或其他液体。当对管的一端加热时,吸收芯一端的液体吸热而汽化,蒸气由热端跑到冷端,在冷端放热而液化,冷凝的液体进入吸收芯,通过毛细作用又回到热端。如此反复,热管里的液体不断地通过汽化、液化,把热量从热端“运送”到冷端。
五、要点提炼
- 水通过蒸发的方式变成水蒸气进入空气中,再通过凝固或凝华的方式形成云.
- 云通过雨、雪、冰雹等形式回到大地,之后再通过蒸发或升华变为水蒸气回到空气中.
- 空气中的水蒸气可以液化成露、雾,之后再通过蒸发进入空气中.
- 空气中的水蒸气还可以凝华成霜、雾凇、雪,它们可以通过升华为水蒸气，或者熔化成水，然后再通过蒸发的方式变成水蒸气。
- 水循环中,水的位置的改变,主要是靠液体、气体的流动性及重力的作用实现的.
(1)水的流动性,导致了水从高处流向低处,汇集成河流,再汇集成海洋。
(2)水蒸气的流动性,导致了水从地面进入空中,并且在空中流动。
(3)重力作用,导致了雨、冰雹、雪能从天上落到地下。 - 高压锅密封好,随着锅内水蒸气的增多,锅内气体压强增大,沸点升高.停止加热后,虽然锅内液体温度降低了一些,但由于液体上方气体压强减小,沸点降低,所以锅内液体温度仍然高于液体的沸点,液体仍然沸腾。
- 打开冰箱门不能降低室温：制冷物质在蒸发器内汽化吸热,冰箱内的温度降低,冰箱内的气体从室内吸收热量;生成的气体被压缩机压入冰箱外的冷凝管,在冷凝管中液化放热,这样热量又回到室内,所以冰箱不能使室温降低。
- 火箭发射时的物态变化：火箭点燃后,尾部的火焰如果直接喷到发射台上,发射架就要熔化，为了保护发射架,在发射台底建一个大水池,让火焰喷到水池中,这是利用了水汽化时能吸收大量的热量,使周围环境温度不至于太高.我们看见火箭刚点燃时,周围产生大量的“白气”这就是水蒸气液化形成的。
- 航天技术中的物态变化，要注意的要点：
(1)运载火箭体积不能太大:把气体燃料和助燃剂通过压缩体积的方法液化,减小体积。
(2)飞船返回舱需要降低表面温度:表面的特殊材料在高温下容易熔化、蒸发、升华,吸收大量的热。
