新教材八年级物理自学提升|第4节 升华和凝华

问题

如图3.4-1所示，封闭的玻璃容器中有少量碘颗粒，先向容器浇热水，容器中有什么变化？然后向容器浇冷水，容器中又有什么变化？

图3.4-1  观察碘的物态变化

由实验可以看到，固态的碘受热后，容器内充满了紫色的碘蒸气；碘蒸气遇冷后变成了固态的碘。

升华和凝华

生活中，物质可以由固态变成液态再变成气态，或由气态变成液态再变成固态，也可以由固态直接变成气态，或由气态直接变成固态。物理学中将物质从固态直接变成气态的过程叫作升华（sublimation），从气态直接变成固态的过程叫作凝华（deposition）。

衣柜里防虫用的樟脑片，过一段时间会变小，最后不见了，这就是一种升华现象。冬天，晾在室外的湿衣服会结成冰，但结冰的衣服也会慢慢变干，这也是因为冰直接升华为水蒸气了。

我国北方秋、冬两季，有时地面和屋顶出现霜、窗玻璃上出现冰花（图3.4-2）、树枝上出现雾凇，这些都是凝华现象。

图3.4-2  冰花

像熔化和汽化一样，升华也要吸热；像凝固和液化一样，凝华也会放热。因此，在运输食品的时候，为了防止食品腐烂变质，可以利用干冰（固态二氧化碳）的升华来吸热降温。

水循环

想想议议

图3.4-3  水的三态联系

通过水的三态变化，地球上的水在不停地循环（图3.4-4）：阳光照在海面上，海水吸热蒸发成为水蒸气，上升到空中；当水蒸气上升到高空以后，与冷空气接触，水蒸气便液化成为小水滴，大量的小水滴悬浮在高空中，就形成了云；小水滴相互聚集，就会凝结成大水滴下降成为雨；如果在高空遇到更加寒冷的气流，小水滴就会凝固成小冰珠，最后有可能形成冰雹降落到地面；冬天，水蒸气在寒冷的高空急剧降温，从而凝华成微小的冰晶，这些冰晶聚集起来，就变成雪花飘落大地；这些天空的降水落到地面，一部分直接变为小溪，另一部分渗入地下，涌出地表后变成股股清泉，许多小溪汇合，形成江河，又注入大海。

图3.4-4  水循环造就了雪山和湖泊

科学·技术·社会·环境

水资源

水是人类生存环境的重要组成部分。地球表面的70% 以上是海洋。虽然地球表面大部分被水覆盖，但是其中海水约占97%，江河湖泊、土壤、岩层和冰川中的淡水约占3%，而能够供人类直接利用的淡水资源更是仅占淡水资源的0.3%。水资源与人类的关系非常密切，是维持人类生活的源泉。

随着社会的发展、技术的进步，人类对水的依赖程度越来越大。除日常生活用水外，工农业生产也必须用水。在纺织、印染、造纸、炼钢等各个工业领域都需要大量的水资源，农业灌溉更需要大量的水资源。此外，城市的消防、绿化、公共场所的清洁卫生都少不了水。随着人口的膨胀和经济的增长，水资源已经出现了严重的危机。人们不仅直接消耗了大量水资源，在生产和生活中还造成了水的污染，进一步加剧了水资源危机，这已经敲响了人类生存的警钟。因此，我们不仅需要改进节水技术（图3.4-5）、优化用水系统的运行，更需要每个人提高节水意识、养成良好的用水习惯，共同保卫我们的蓝色家园。

图3.4-5  节水灌溉

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