事業(yè)單位公共基礎(chǔ)知識(shí)：絕美風(fēng)景背后的物理小知識(shí)

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近日，雪后初晴的張家界武陵源景區(qū)，湊齊了“日出+云海+霧凇”的絕美風(fēng)景套餐。當(dāng)清晨的第一縷陽(yáng)光劃破天際時(shí)，一座座山峰矗立在云海中，晶瑩剔透，美不勝收。霧凇，俗稱冰花、樹掛等，是低溫時(shí)空氣中水汽直接凝華，或過(guò)冷霧滴直接凍結(jié)在物體上的乳白色冰晶沉積物，是非常難得的自然奇觀。下面小編就帶領(lǐng)大家去了解一些與霧凇相關(guān)的物理知識(shí)。

一、物質(zhì)三態(tài)

固體是物質(zhì)的一種聚集狀態(tài)。與液體和氣體相比固體有比較固定的體積和形狀、質(zhì)地比較堅(jiān)硬。

液體沒(méi)有確定的形狀，往往受容器影響。容器是什么形狀，注入液體，液體就呈什么形狀。但它的體積在壓力及溫度不變的環(huán)境下，是固定不變的。

氣體是指無(wú)形狀有體積的可壓縮和膨脹的流體。

二、三態(tài)轉(zhuǎn)化

(一)固液轉(zhuǎn)化

1.熔化

(1)概念

指的是物質(zhì)從固態(tài)變成液態(tài)的過(guò)程。固態(tài)→液態(tài)，吸熱。

(2)常見現(xiàn)象

冰雪消融變成水、冰激凌變軟、工廠澆鑄車間銅塊變銅水、蠟燭點(diǎn)燃,蠟塊變成蠟水等。

2.凝固

(1)概念

指的是物質(zhì)從液態(tài)變成固態(tài)的過(guò)程。液態(tài)→固態(tài)，放熱。

(2)常見現(xiàn)象

雹：夏季，上升氣流很強(qiáng)、很不穩(wěn)定，小水滴在空氣對(duì)流中遇冷凝固成小冰塊，在流動(dòng)過(guò)程中又與小冰晶或小水滴合并形成大冰塊，當(dāng)氣流無(wú)法托住它時(shí)，冰塊就會(huì)落向地面，這就是雹。

(二)液氣轉(zhuǎn)化

1.液化

(1)概念

指的是物質(zhì)從氣態(tài)變成液態(tài)的過(guò)程。氣態(tài)→液態(tài)，放熱。

(2)常見現(xiàn)象

①醫(yī)生給病人檢查口腔時(shí)，常將一把帶柄的金屬小鏡子放在酒精燈上烤一烤，然后再放入口腔，是因?yàn)榉乐挂夯��?/p>

②用水壺?zé)�開水，離壺嘴較遠(yuǎn)的地方“白氣”比較濃，而靠近壺嘴的地方卻沒(méi)有“白氣”。

③生活中，水蒸氣導(dǎo)致的燙傷通常比開水燙傷更嚴(yán)重。這是因?yàn)�，�?dāng)人的皮膚與100℃的水蒸氣接觸時(shí)，水蒸氣首先要液化為100℃的水，同時(shí)放出大量的熱，然后100℃的水在降溫過(guò)程中還要向皮膚放熱，所以在質(zhì)量相等的情況下，水蒸氣向皮膚放出的熱量更多，燙傷也更嚴(yán)重。

④云：是由浮在空氣中的小水滴和小冰晶等組成。其中，小水滴是空氣中的水蒸氣上升到高空遇冷液化形成的。小水滴不斷液化變大，當(dāng)上升的氣流無(wú)法托住它時(shí)，就形成了雨。

⑤露：空氣中的水蒸氣在夜間氣溫降低時(shí)液化后凝結(jié)在地面、花草、石塊上形成的水珠。

⑥霧：通常，空氣中有較多的浮塵，氣溫降低時(shí)，水蒸氣就會(huì)液化成小水珠附著在浮塵上并彌漫在空氣中，從而形成霧。

2.汽化

(1)概念

汽化指的是物質(zhì)從液態(tài)變成氣態(tài)的過(guò)程。液體→汽體，吸熱。

(2)常見現(xiàn)象

①抹上酒精的毛玻璃片，暴露于空氣中，毛玻璃片變干了。(蒸發(fā))

②夏天灑在地上的水一會(huì)兒變干了。(蒸發(fā))

③曬在太陽(yáng)下的濕衣服一會(huì)就干了。(蒸發(fā))

④鍋中的沸水，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，水越來(lái)越少。(沸騰)

⑤實(shí)驗(yàn)室里，酒精回收裝置，球形燒瓶里的沸騰的廢酒精越來(lái)越少。(沸騰)

(三)固氣轉(zhuǎn)化

1.升華

(2)概念

指的是物質(zhì)從固態(tài)不經(jīng)過(guò)液態(tài)直接轉(zhuǎn)變成氣態(tài)的現(xiàn)象。固態(tài)→氣態(tài)，吸熱。

(2)常見現(xiàn)象

①冬天,室外濕衣服中的水會(huì)結(jié)成冰,但冰凍的衣服也會(huì)干，這是因?yàn)楸��?jīng)升華成為水蒸氣。

②衣柜里防蟲用的樟腦球，過(guò)一段時(shí)間就會(huì)變小,最后不見了，這是一種升華現(xiàn)象。

2.凝華

指的是物質(zhì)從氣態(tài)不經(jīng)過(guò)液態(tài)直接轉(zhuǎn)變成固態(tài)的現(xiàn)象。氣態(tài)→固態(tài)，放熱。

(2)常見現(xiàn)象

①冬天寒冷的早晨，室外物體上常常掛著一層霜，霜是空氣中的水蒸氣直接凝華而成的小冰粒。

②寒冷的冬天，早晨玻璃上出現(xiàn)冰花，這是室內(nèi)的水蒸氣，遇到冷玻璃,凝華成固態(tài)冰，形成冰花。

③冬天，樹枝上出現(xiàn)“霧凇”，這是凝華現(xiàn)象，空氣中的水蒸氣遇冷直接結(jié)成冰。

(四)總結(jié)

【試題演練】

自然界中的霜、雪形成、樹枝上的“霧凇”等現(xiàn)象從物態(tài)變化來(lái)看，屬于：

A. 凝華

B. 升華

C. 融化

D. 液化

【答案】A

【解析】

第一步，本題考查物理化學(xué)知識(shí)。

第二步，凝華，是指物質(zhì)跳過(guò)液態(tài)直接從氣態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的現(xiàn)象。它是物質(zhì)在溫度和氣壓低于三相點(diǎn)的時(shí)候發(fā)生的一種物態(tài)變化。凝華過(guò)程物質(zhì)要放熱。由此可知，自然界中的霜、雪形成、樹枝上的“霧凇”等現(xiàn)象是從氣態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的現(xiàn)象屬于凝華。

因此，選擇A選項(xiàng)。

【拓展】

B項(xiàng)：升華指物質(zhì)從固態(tài)不經(jīng)過(guò)液態(tài)直接變成氣態(tài)的相變過(guò)程。B項(xiàng)排除。

C項(xiàng)：融化，指冰或者是雪由于溫度或者是太陽(yáng)光的照射使它化成水。C項(xiàng)排除。

D項(xiàng)：液化是指物質(zhì)由氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)的過(guò)程，氣體液化時(shí)要放熱。D項(xiàng)排除。

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