奇特的物态变化

2020-09-10 07:22华庆富
初中生学习指导·提升版 2020年1期
关键词:物态冰棒水蒸气

华庆富

物态变化是生活中常见的现象。但有些看似平常的物态变化,却会在生活中演出两种完全不同的剧情,下面我们就一起开始剧透之旅吧。

一、冷得“冒汗”的水管

你是从另一个星球来的吗?我们只听说过热得冒汗,冷得“冒汗”不是忽悠我们吗?当然不是,还是来看下面的事实吧。

瞧,这是浴室里的两根水管(如图1所示),一根是热水管,另一根是冷水管,其中的A水管挂满了水珠(正在“冒汗”)。如果伸手去摸一下冷水管,你选择哪一根?想必是选择干爽的B水管吧,因为热时才出汗,所以挂满了水珠的A水管肯定很热,不能摸。让人意想不到的是,这根“冒汗”的A水管居然是冷的,而那根干爽的B水管却是热的。

这该如何用物态变化来解释呢?因为浴室里的水蒸气温度较高,当遇到了流着冷水而温度低的A水管外壁时,水蒸气放热液化成小水珠附着在A水管外壁上,于是A水管看起来在“冒汗”。而那根流着热水的B水管外壁温度较高,水蒸气遇到它不会液化,因此B水管外壁很干燥。怎么样,B水管的外表很有欺骗性吧?

二、飘忽不定的“白汽”

有雾的天气,我们常常看到水面的雾气是袅袅上升的。可是,夏天我们从冰箱里取出一支冻得硬邦邦的冰棒时,却发现冰棒周围的白气是向下飘散的(如图2所示)。一样的“白气”,不一样的结果,这里又蕴含什么样的物态变化知识呢?

水面的温度比水面上方稍远处的空气的温度高,因此水面的热水蒸气液化后形成的小水珠——也就是我们看到的雾,会因为靠近水面附近温度较高的“热空气”轻于稍远处的“冷空气”而上升,于是就出现了水面等地方的雾向上升腾的现象。而夏天刚刚从冰箱取出的冰棒,温度低至-18℃左右,这么低的温度会使得周围的大量水蒸气液化成小水珠而形成雾,靠近冰棒的空气温度明显低于稍远离冰棒的空气温度,于是靠近冰棒的“冷空气”会因为重于稍远处的“热空气”而下降,这就使得刚刚形成的雾向下运动。

三、里外难辨的水珠

窗户玻璃因为水蒸气液化而模糊了,这些水珠的位置不是固定的吗?怎么会里外难辨呢?无论夏天还是冬天,无论坐车还是在房间里,只要打开空调,不一会儿挡风玻璃或者窗户玻璃上就因会出现小水珠而模糊不清。你知道这些小水珠在玻璃的内壁还是外壁吗?

夏天开空调是为了制冷,因此车内或者房间内温度远低于外面环境的温度,此时外面空气中的水蒸气遇到了冷玻璃的外侧,就会放热而液化,从外侧模糊了刚刚还晶莹剔透的玻璃;而冬天开空调是为了制热,因此车内或房间内的温度远高于外界环境的温度,此时车内或房间内的水蒸气遇到了温度低的玻璃内侧,就会液化放热,从内侧模糊了玻璃。所以我们要分清水蒸气在哪边液化,才能辨清水珠的里外,然后才能采取适当的措施清除掉这些恼人的水珠。判断的依据就是温度高的那一侧出现液化现象。

四、生熟不同的包子

燃起一堆篝火,我們总是要离那熊熊的火焰远一点,因为越靠近火焰越热。可是蒸包子的过程却颠覆了我们的认知。

大家看见过蒸包子那热气腾腾的场景吧(如图3所示),下面是熊熊燃烧的火焰,锅内是沸腾翻滚的热水,上面是一层层热气腾腾的蒸屉,香气扑鼻的包子即将登场。很多人以为下层包子离火近,会熟得快些。但细心观察后,你会发现上层的包子先于下层的包子熟透。这是因为下层包子靠近锅底,包子周围的温度与锅底温度差别小,以至于锅中水沸腾时产生的水蒸气经过下层包子时无法液化放热,当它们到达上层包子周围时,因为上层包子远离火焰,所以周围温度明显低于水蒸气的温度,因此大量的水蒸气在上层包子周围液化放热,这样就使得相同时间内上层包子吸收了更多的热量,所以反而是上层包子熟得更快。

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