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公共基础知识:绝美风景背后的物理小知识

2022-01-14 09:59:47 事业单位考试网 ○加微信领资料 ○交流qq群 ○华图在线app 文章来源:北京华图

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  近日,雪后初晴的张家界武陵源景区,凑齐了“日出+云海+雾凇”的绝美风景套餐。当清晨的第一缕阳光划破天际时,一座座山峰矗立在云海中,晶莹剔透,美不胜收。雾凇,俗称冰花、树挂等,是低温时空气中水汽直接凝华,或过冷雾滴直接冻结在物体上的乳白色冰晶沉积物,是非常难得的自然奇观。下面小编就带领大家去了解一些与雾凇相关的物理知识。

  一、物质三态

  固体是物质的一种聚集状态。与液体和气体相比固体有比较固定的体积和形状、质地比较坚硬。

  液体没有确定的形状,往往受容器影响。容器是什么形状,注入液体,液体就呈什么形状。但它的体积在压力及温度不变的环境下,是固定不变的。

  气体是指无形状有体积的可压缩和膨胀的流体。

  二、三态转化

  (一)固液转化

  1.熔化

  (1)概念

  指的是物质从固态变成液态的过程。固态→液态,吸热。

  (2)常见现象

  冰雪消融变成水、冰激凌变软、工厂浇铸车间铜块变铜水、蜡烛点燃,蜡块变成蜡水等。

  2.凝固

  (1)概念

  指的是物质从液态变成固态的过程。液态→固态,放热。

  (2)常见现象

  雹:夏季,上升气流很强、很不稳定,小水滴在空气对流中遇冷凝固成小冰块,在流动过程中又与小冰晶或小水滴合并形成大冰块,当气流无法托住它时,冰块就会落向地面,这就是雹。

  (二)液气转化

  1.液化

  (1)概念

  指的是物质从气态变成液态的过程。气态→液态,放热。

  (2)常见现象

  ①医生给病人检查口腔时,常将一把带柄的金属小镜子放在酒精灯上烤一烤,然后再放入口腔,是因为防止液化。

  ②用水壶烧开水,离壶嘴较远的地方“白气”比较浓,而靠近壶嘴的地方却没有“白气”。

  ③生活中,水蒸气导致的烫伤通常比开水烫伤更严重。这是因为,当人的皮肤与100℃的水蒸气接触时,水蒸气首先要液化为100℃的水,同时放出大量的热,然后100℃的水在降温过程中还要向皮肤放热,所以在质量相等的情况下,水蒸气向皮肤放出的热量更多,烫伤也更严重。

  ④云:是由浮在空气中的小水滴和小冰晶等组成。其中,小水滴是空气中的水蒸气上升到高空遇冷液化形成的。小水滴不断液化变大,当上升的气流无法托住它时,就形成了雨。

  ⑤露:空气中的水蒸气在夜间气温降低时液化后凝结在地面、花草、石块上形成的水珠。

  ⑥雾:通常,空气中有较多的浮尘,气温降低时,水蒸气就会液化成小水珠附着在浮尘上并弥漫在空气中,从而形成雾。

  2.汽化

  (1)概念

  汽化指的是物质从液态变成气态的过程。液体→汽体,吸热。

  (2)常见现象

  ①抹上酒精的毛玻璃片,暴露于空气中,毛玻璃片变干了。(蒸发)

  ②夏天洒在地上的水一会儿变干了。(蒸发)

  ③晒在太阳下的湿衣服一会就干了。(蒸发)

  ④锅中的沸水,随着时间的延长,水越来越少。(沸腾)

  ⑤实验室里,酒精回收装置,球形烧瓶里的沸腾的废酒精越来越少。(沸腾)

  (三)固气转化

  1.升华

  (2)概念

  指的是物质从固态不经过液态直接转变成气态的现象。固态→气态,吸热。

  (2)常见现象

  ①冬天,室外湿衣服中的水会结成冰,但冰冻的衣服也会干,这是因为冰经升华成为水蒸气。

  ②衣柜里防虫用的樟脑球,过一段时间就会变小,最后不见了,这是一种升华现象。

  2.凝华

  指的是物质从气态不经过液态直接转变成固态的现象。气态→固态,放热。

  (2)常见现象

  ①冬天寒冷的早晨,室外物体上常常挂着一层霜,霜是空气中的水蒸气直接凝华而成的小冰粒。

  ②寒冷的冬天,早晨玻璃上出现冰花,这是室内的水蒸气,遇到冷玻璃,凝华成固态冰,形成冰花。

  ③冬天,树枝上出现“雾凇”,这是凝华现象,空气中的水蒸气遇冷直接结成冰。

  (四)总结

汽化 液态变气态,吸热 沸腾,如烧水等
液化 气态变液态,放热 压缩,如液化气等
熔化 固态变液态,吸热 如冰融化成水等
凝固 液态变固态,放热 如池塘结冰等
升华 固态变气态,吸热 易升华的物质有:碘、冰、干冰、樟脑、钨等
凝华 气态变固态,放热 窗花等

  【试题演练】

  自然界中的霜、雪形成、树枝上的“雾凇”等现象从物态变化来看,属于:

  A. 凝华

  B. 升华

  C. 融化

  D. 液化

  【答案】A

  【解析】

  第一步,本题考查物理化学知识。

  第二步,凝华,是指物质跳过液态直接从气态变为固态的现象。它是物质在温度和气压低于三相点的时候发生的一种物态变化。凝华过程物质要放热。由此可知,自然界中的霜、雪形成、树枝上的“雾凇”等现象是从气态变为固态的现象属于凝华。

  因此,选择A选项。

  【拓展】

  B项:升华指物质从固态不经过液态直接变成气态的相变过程。B项排除。

  C项:融化,指冰或者是雪由于温度或者是太阳光的照射使它化成水。C项排除。

  D项:液化是指物质由气态转变为液态的过程,气体液化时要放热。D项排除。

 

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