自然界中水的循环

  1. 自然界中的云、雨、雪、雾、霜等现象,都是水的物态变化形成的。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 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。

高压锅

  1. 高压锅的结构:锅身、锅盖、易熔片、放气孔、安全阀等。
  2. 高压锅的原理:锅内气压越高,国内水的沸点越高。
  3. 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。

电冰箱

  1. 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。
  2. 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.

航天技术中的物态变化

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。

要点提炼

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 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。
  9. 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。

概念自查

(Y01070101)(1)江河湖泊中的水通过_________变为水蒸气进入空气中.然后,水蒸气随空气上升,温度变______,水蒸气遇冷_______为小液滴或_____为小冰晶,也就是云.云中的小水滴和小冰晶相遇后变大,空气不能托住它们时便下落,在下落过程中小冰晶吸热_______成水滴,与原来水滴一起落向地面,这就是________.
(2)在0℃以下时,云中的水蒸气______为小冰晶,小冰晶下落时,周围水蒸气碰到温度低的小冰晶__________为小冰晶附着在上面,使小冰晶变大下落,形成_________.
(3)夏天,气温变化剧烈,空气中悬浮的小冰晶聚成小冰块,小冰块在下落过程中会_____一部分,但是不能熔化完,剩余部分下落形成冰雹.在夜晚,地面附近的空气温度下降,水蒸气会_______附着在空气中的灰尘上,形成_______,或附着在植物枝叶表面形成露.
(4)深秋,空气中的水蒸气,还会在温度降到0℃以下时______成冰晶挂在树上、草叶上形成霜.
(Y01070102)高压锅的结构有_______、_______、_______、_______、和_______.
(Y01070103)高压锅的锅盖和锅身之间有______当高压锅工作时,盖上锅盖,并且由于放气孔被_______封闭,锅内气体和外面大气隔绝,当加热时,蒸发或沸腾的水蒸气仍保留在锅内,使得上方气体压强增大,水的沸点________(选填“升高”或“降低”)
(Y01070104)当高压锅内的气压过高时,会把_______打开,使气体出去一部分,气压降低,避免锅内气压过高出现危险;如果安全阀失效,___________开始熔化,锅内气体从熔化处喷出,使锅内压强减小,防止爆炸事故.
(Y01070105)电冰箱的制冷系统主要由________、________、________组成.里边的制冷物质是容易______和______,并且在汽化时能够大量______热的物质.
(Y01070106)压缩机用_________的方法把气态制冷物质压入冷凝器使其在冰箱外部_________热液化;同时液化的制冷物质通过节流阀进入蒸发器,在蒸发器吸热__________,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.
(Y01070107)将卫星、空间站等送上太空,需要用火箭来运载,而火箭需要消耗燃料和助燃剂,其中燃料是_______,助燃剂是_______.由于气体体积较大,所以人们采用________的方式使燃料和助燃剂的体积减小.
(Y01070108)飞机返回舱的“防热衣”主要通过三种方式使返回舱内部的温度控制在40℃以下.一是________防热,在返回舱的某些部位采用导热性能好、熔点高和比热容大的金属吸热材料,通过这些材料的______来吸收大量的热量; 二是______防热,用辐射性能好的钛合金及陶瓷等复合材料,将热量辐射散发出去;三是烧蚀防热,利用高分子材料在高温环境下的______、______、______或分解汽化带走大量热量.
(Y01070109)(1)人造卫星在太空中运行,向阳面受到太阳的辐射,温度很_____,由于没有空气对流,背阴面的温度却很_______,向阳面与背阴面的温差可达到250℃.这样大的温差,不但容易使卫星外壳损坏,卫星内部的仪器也难以正常工作.所以,要在卫星表面安装_____.
(2)热管的结构如图所示,是一根两端封闭的___________,管内衬了一层多孔材料,叫作__________,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_________,蒸气由热端跑到冷端,在冷端放热而_________,冷凝的液体进入吸收芯,通过毛细作用作用又回到热端.

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