浅谈物态变化中的吸热

卯进军

炎热的夏天，有的同学为了凉快就在地上洒些水；有的同学喜欢吃冰棍来解热；也有的同学用扇扇子来解热；还有的同学用水洗脸来解热。这里面有什么科学道理呢？学习自然界中的一些现象，能让我们对周围的各种物质变化有进一步的了解。

一、物态变化中的吸热过程探究

让学生在课前自主探究这些活动：将冰块握在手中直至熔化，感受熔化是吸热过程；酒精涂在手臂上，感受酒精的蒸发是一个吸热过程；将水烧至沸腾，然后将水壶从液化气灶上拎到地上，观察水是否沸腾。然后让学生在课堂进行探究。

1、如图，把盛有碎冰块的大试管插入烧杯的碎冰块里，用酒精灯对烧杯底部慢慢加热，观察甲、乙两支温度计的温度是否变化，大试管中的冰什么时候开始熔化。由此得出熔化的条件：①必须达到熔点；②继续吸热。如果要使熔化过程继续进行，物质需要继续吸热，以便更多的分子能够自由“游动”，因此晶体融化必须继续吸热，同时要提醒学生注意：晶体融化虽然吸收了热量但是是温度保持不变，其原因是分子吸收热量都是用来减小分子间的束缚力。

2、装置同右图，将碎冰块换为热水，把盛有热水的大试管插入烧杯里的热水中，用酒精灯对烧杯底部加热，观察甲、乙两支温度计的温度是否变化，什么时候烧杯中水沸腾？水沸腾时，温度是否变化？烧杯中的水沸腾时，大试管中水是否沸腾？甲温度计的示数是多少？并由此分析得出液体沸腾的条件。沸腾必须在一定温度下，在液体内部和表面上同时发生的剧烈的汽化现象。

3、把两张同样的纸片（滤纸或餐巾纸）浸入酒精中同时取出，分别贴在装有冷水和热水的烧杯外壁上，过一会取下，看哪张纸片干得快；将上述的两张纸片一张折叠起来，一张摊开，都贴在同一个装有热水的烧杯外壁两侧，过一会取下，看哪张纸片干得快；用棉球蘸些酒精擦在黑板上（液迹要均匀）；一部分液迹用纸片盖住，另一部分用扇子扇，看哪部分干得快。通过分析上述实验，引导学生总结出影响蒸发快慢的因素：①温度②液体表面积③液体表面上的空气流动速度。所以蒸发是在任何温度下，发生在液体表面上的汽化现象。

4、取两只相同的温度计，让学生观察两者的示数相同，然后在一支温度计的玻璃泡上涂一些酒精，过一会就发现其示数与另一支温度计相比明显下降。若对涂有酒精的玻璃泡吹风，其示数下降更快。引导学生分析原因，从而得出液体汽化是吸热过程。

从分子的动理论的观点看，当液体加热至沸点时由于大量分子会摆脱周围分子的束缚力，而向外扩散，这种剧烈的汽化现象就是沸腾。若要使沸腾继续进行，外界必须继续加热，以便使更多的分子向外扩散，所以沸腾必须继续吸热。液体沸腾时，温度保持不变，其原因是液体内部吸收热量，，使分子摆脱束缚力的本领增强了，所以温度不会升高。

5、升华是一个吸热过程，可以通过书本迷你实验室“碘的升华”来演示。但实验过程中要注意，一定要盖好瓶口，因为碘有较强的氧化性，吸人后，会对人体有较大伤害。比如，在插有小树枝的封闭烧瓶内，放入一些卫生球碾碎后的粉末，如图所示，然后把它放在酒精灯的火焰上微微加热，停止加热后烧瓶内的树枝上会出现洁白、玲珑的人造“雪景”.卫生球常用樟脑这种物质制成，樟脑受热非常容易升华，遇冷也常容易凝华.当加热时樟脑升华成气体，停止加热后樟脑气体在树枝上凝华成白色固体。因此，卫生球受热升华，在树枝上遇冷凝华成固态。

二、熔化、汽化和升华在生活中的应用

物态变化过程中的吸热过程在生活、生产、科技中得到了广泛的应用，这些应用对提高我们的生活质量、提高生产、科技水平起到了重要的作用。

1、物质的熔化吸热的应用：俗话说“下雪不冷，化雪冷。”化雪时发生的物态变化是熔化，冰熔化时吸热，使得气温降低，所以人会感到冷就是这个道理，建造房屋的保温材料：现在出现了一种新型的建筑材料，这种材料在温度升高到一定温度时熔化，它熔化时吸收热量，使房间中的温度降低，当温度下降到一定温度时它会凝固，凝固时放出热量，房间内的温度升高，使室温维持在一个适宜的温度。

2、物质的汽化吸热的应用：

①夏天天热时向地上洒水会感到凉快：在地上洒了水，蒸发需要吸收热量，水蒸发吸热有降温制冷作用，故天热时向地上洒水会感到凉快。

②夏天天热，洗把脸就感到凉快：洗了脸后，脸上有水分，水蒸发需要吸收热量，水蒸发吸热有降温制冷作用，所以夏天天热，洗把脸就感到凉快。

③擦酒精为中暑病人缓解症状：给中暑病人擦酒精，酒精容易蒸发，蒸发需要吸收热量，蒸发吸热有降温制冷作用，酒精蒸发快，从病人身上带走热量快，使中暑病人缓解症状。夏天用电风扇吹风感到凉快：当我们在炎热的夏天使用电风扇的时候，电风扇的工作，加快了室内空气的流动，因而加快人体汗液的蒸发，蒸发需要吸收热量，故人们会感觉到凉爽。

3、物质的升华吸热的应用：人工降雨，人们利用干冰升华吸热的特点进行人工降雨。当干冰进入冷空气层，会很快升华，在升华过程中将吸收大量的热量，使冷空气层的气温急剧下降，这时高空中的水蒸气就会变成小冰晶，小冰晶逐渐变大后下落，在下落过程中遇到暖气流就会熔化而形成雨。