淺談物態變化中的吸熱

卯進軍

炎熱的夏天，有的同學為了涼快就在地上灑些水；有的同學喜歡吃冰棍來解熱；也有的同學用扇扇子來解熱；還有的同學用水洗臉來解熱。這里面有什么科學道理呢？學習自然界中的一些現象，能讓我們對周圍的各種物質變化有進一步的了解。

一、物態變化中的吸熱過程探究

讓學生在課前自主探究這些活動：將冰塊握在手中直至熔化，感受熔化是吸熱過程；酒精涂在手臂上，感受酒精的蒸發是一個吸熱過程；將水燒至沸騰，然后將水壺從液化氣灶上拎到地上，觀察水是否沸騰。然后讓學生在課堂進行探究。

1、如圖，把盛有碎冰塊的大試管插入燒杯的碎冰塊里，用酒精燈對燒杯底部慢慢加熱，觀察甲、乙兩支溫度計的溫度是否變化，大試管中的冰什么時候開始熔化。由此得出熔化的條件：①必須達到熔點；②繼續吸熱。如果要使熔化過程繼續進行，物質需要繼續吸熱，以便更多的分子能夠自由“游動”，因此晶體融化必須繼續吸熱，同時要提醒學生注意：晶體融化雖然吸收了熱量但是是溫度保持不變，其原因是分子吸收熱量都是用來減小分子間的束縛力。

2、裝置同右圖，將碎冰塊換為熱水，把盛有熱水的大試管插入燒杯里的熱水中，用酒精燈對燒杯底部加熱，觀察甲、乙兩支溫度計的溫度是否變化，什么時候燒杯中水沸騰？水沸騰時，溫度是否變化？燒杯中的水沸騰時，大試管中水是否沸騰？甲溫度計的示數是多少？并由此分析得出液體沸騰的條件。沸騰必須在一定溫度下，在液體內部和表面上同時發生的劇烈的汽化現象。

3、把兩張同樣的紙片（濾紙或餐巾紙）浸入酒精中同時取出，分別貼在裝有冷水和熱水的燒杯外壁上，過一會取下，看哪張紙片干得快；將上述的兩張紙片一張折疊起來，一張攤開，都貼在同一個裝有熱水的燒杯外壁兩側，過一會取下，看哪張紙片干得快；用棉球蘸些酒精擦在黑板上（液跡要均勻）；一部分液跡用紙片蓋住，另一部分用扇子扇，看哪部分干得快。通過分析上述實驗，引導學生總結出影響蒸發快慢的因素：①溫度②液體表面積③液體表面上的空氣流動速度。所以蒸發是在任何溫度下，發生在液體表面上的汽化現象。

4、取兩只相同的溫度計，讓學生觀察兩者的示數相同，然后在一支溫度計的玻璃泡上涂一些酒精，過一會就發現其示數與另一支溫度計相比明顯下降。若對涂有酒精的玻璃泡吹風，其示數下降更快。引導學生分析原因，從而得出液體汽化是吸熱過程。

從分子的動理論的觀點看，當液體加熱至沸點時由于大量分子會擺脫周圍分子的束縛力，而向外擴散，這種劇烈的汽化現象就是沸騰。若要使沸騰繼續進行，外界必須繼續加熱，以便使更多的分子向外擴散，所以沸騰必須繼續吸熱。液體沸騰時，溫度保持不變，其原因是液體內部吸收熱量，，使分子擺脫束縛力的本領增強了，所以溫度不會升高。

5、升華是一個吸熱過程，可以通過書本迷你實驗室“碘的升華”來演示。但實驗過程中要注意，一定要蓋好瓶口，因為碘有較強的氧化性，吸人后，會對人體有較大傷害。比如，在插有小樹枝的封閉燒瓶內，放入一些衛生球碾碎后的粉末，如圖所示，然后把它放在酒精燈的火焰上微微加熱，停止加熱后燒瓶內的樹枝上會出現潔白、玲瓏的人造“雪景”.衛生球常用樟腦這種物質制成，樟腦受熱非常容易升華，遇冷也常容易凝華.當加熱時樟腦升華成氣體，停止加熱后樟腦氣體在樹枝上凝華成白色固體。因此，衛生球受熱升華，在樹枝上遇冷凝華成固態。

二、熔化、汽化和升華在生活中的應用

物態變化過程中的吸熱過程在生活、生產、科技中得到了廣泛的應用，這些應用對提高我們的生活質量、提高生產、科技水平起到了重要的作用。

1、物質的熔化吸熱的應用：俗話說“下雪不冷，化雪冷。”化雪時發生的物態變化是熔化，冰熔化時吸熱，使得氣溫降低，所以人會感到冷就是這個道理，建造房屋的保溫材料：現在出現了一種新型的建筑材料，這種材料在溫度升高到一定溫度時熔化，它熔化時吸收熱量，使房間中的溫度降低，當溫度下降到一定溫度時它會凝固，凝固時放出熱量，房間內的溫度升高，使室溫維持在一個適宜的溫度。

2、物質的汽化吸熱的應用：

①夏天天熱時向地上灑水會感到涼快：在地上灑了水，蒸發需要吸收熱量，水蒸發吸熱有降溫制冷作用，故天熱時向地上灑水會感到涼快。

②夏天天熱，洗把臉就感到涼快：洗了臉后，臉上有水分，水蒸發需要吸收熱量，水蒸發吸熱有降溫制冷作用，所以夏天天熱，洗把臉就感到涼快。

③擦酒精為中暑病人緩解癥狀：給中暑病人擦酒精，酒精容易蒸發，蒸發需要吸收熱量，蒸發吸熱有降溫制冷作用，酒精蒸發快，從病人身上帶走熱量快，使中暑病人緩解癥狀。夏天用電風扇吹風感到涼快：當我們在炎熱的夏天使用電風扇的時候，電風扇的工作，加快了室內空氣的流動，因而加快人體汗液的蒸發，蒸發需要吸收熱量，故人們會感覺到涼爽。

3、物質的升華吸熱的應用：人工降雨，人們利用干冰升華吸熱的特點進行人工降雨。當干冰進入冷空氣層，會很快升華，在升華過程中將吸收大量的熱量，使冷空氣層的氣溫急劇下降，這時高空中的水蒸氣就會變成小冰晶，小冰晶逐漸變大后下落，在下落過程中遇到暖氣流就會熔化而形成雨。