生活和技术中的物态变化

生活和技术中的物态变化

探究目标

1.知识与技能知道物态变化在生活和生产技术中的应用，会解释自然界一些水的循环现象.

2.过程与方法体会物理与社会和生活的密切关系，学会调查探究.

3.情感、态度与价值观认识水的重要性，树立保护水环境和节水意识.

探究指导

物理宫殿

1.自然界中的云、雨、雪、雾、霜等现象，都是水的物态变化形成的

露是在天气较热的时候，空气中的水蒸气于清晨前遇到温度较低的树叶、花草等，液化成小水珠附着在它们的表面上.这是一种液化现象.

雾和云的情况相同，都是水蒸气在空气中遇冷液化成为小水珠.这些小水珠悬浮在空气中，在地面附近称为雾，在高空处则称为云.因此雾和云都是水蒸气的液化现象，不是冰的升华现象.

霜和雪都是水蒸气的凝华现象而不是液体的凝固.

霜是地表面的水蒸气在摄氏零度以下的温度条件下直接凝华为固体.

雪是天气较冷的时候，空气中的温度低于零摄氏度，水蒸气在空中凝华成固态，为六角形的冰晶（或叫雪花）,在飘降时相互结合形成雪片或雪团.

雹是冰球，它的形成较复杂，云中的水珠被上升气流带到气温低于0℃的高空，凝结为小冰珠，小冰珠在下落时，其外层受热熔化成水，并彼此相结合，使冰珠越来越大，如果上升气流很强就会再升入高空，在其表面凝结一层冰壳.经过多次上下翻腾，能结合成较大的冰珠，当上升气流托不住它时，冰珠就落到地面上，形成冰雹.

2.地球上水的循环

示意图如图1.6-1.

地球上水的循环示意图

【例1】天气预报说北方有一股弱冷空气南下，珠江三角洲地区将会有一场小雨.气象台这样说的理由是（）

A.徘徊在本地的暖湿气流中有大量的水蒸气，水蒸气遇到冷空气迅速液化，形成降雨

B.冷空气中有大量的水蒸气，遇到徘徊在本地的暖湿气流，迅速液化，形成降雨

C.冷空气把北方的降雨云团吹到了南方

D.珠江三角洲本来就是要下雨的，与冷空气的到来无关

3.水资源与水资源保护

（1）淡水资源：地球是一个水球，如图1.6-2所示，其中97.2％以上是海洋的咸水，人类

实际能直接利用的淡水只有不到0.03％，因此水资源是十分珍贵的；

图1.6-2 图1.6-3

（2）水污染：分两类：一类是自然污染；另一类是人为污染.根据污染杂质不同，分为化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类；

（3）合理利用水资源，珍惜每一滴水.

对宝贵的水资源，我们必须倍加爱护.这样不仅我们自己有水用，而且我们的子孙后代也会有水用.如图1.6-3

【例2】观察图1.6-4情景并阅读文字，请你谈谈关于水的一点感想.

图1.6-4

4.家庭中的物态变化

（1）高压锅（如图1.6-5）.

图1.6-5

①高压锅使食物易熟的原因：因蒸发的水蒸气留在锅内，增大了液面上方的气压，水的沸点高于100℃，食物的温度在100℃以上易熟；

②高压锅的安全装置：一是安全阀.当锅内气压超过规定气压值时，气压顶起安全阀，使锅内气压维持在某一定值；二是易熔片.它是由熔点低的合金材料制成，一旦安全阀失效，锅内温度达到易熔片的熔点时，锅内气体从易熔片处喷出，防止爆炸事故发生；

（2）电冰箱如图1.6-6.

图1.6-6 电冰箱的工作循环

【例3】空调和电冰箱已走进我们的家庭，请问：（1）空调与电冰箱降温的原理一样吗？（2）安装空调时，为什么将空调安装在窗户的上方？

5.航天技术中的物态变化

（1）液化：运载火箭的燃料常采用液态，它是利用压缩体积的方法使气态液化形成.液态有利于储存和储存较多数量的燃料，如图1.6-7所示；

图1.6-7

（2）熔化、汽化吸热：卫星返回地面时，与空气相互摩擦，温度升高.整流罩上的烧蚀层会熔化、汽化吸收大量的热，保护了火箭或卫星；

（3）利用热管使卫星不同面温度变化均匀.

【例4】我国“神舟”五号返回舱的表面有一层叫做“烧蚀层”的物质，它可以在返回大气层时保护返回舱不因高温而烧毁.“烧蚀层”能起这种作用，除了隔热性能外还由于（）

A.它的硬度大，不易烧坏

B.它的表面非常光滑，能减少与空气的摩擦

C.它在熔化和汽化时要吸收大量的热

D.它能把热辐射到宇宙空间

探究体验

问题情景天气预报中常说，“……向北移动的暖湿气流和来自××地区的冷空气前锋相遇，将在我国××至××之间形成一条东西方向的降雨带……”，暖湿气流携带较多的水蒸气，为什么不一定带来降雨，而与冷空气相遇才会降雨呢？小红想：大自然中的“雨”是怎样形成的呢？

猜一猜可能是空气中的水蒸气（液化／汽化）形成的.

做一做①如图1.6-8甲，向圆锥瓶内注入少量的温水；

②取一干燥的蒸发皿盖在瓶口，在蒸发皿中放置一些冰块.

图1.6-8

看一看在瓶口（有／无）朦胧的“白雾”，蒸发皿底部出现了，其原因是：

.

议一议若换另一干燥蒸发皿，向蒸发皿中倒开水，如图1.6-8乙所示，瓶口（有／无）朦胧的“白雾”出现，蒸发皿底部其原因是：

.

可见大自然中“雨”是空气中水蒸气（遇热/遇冷）液化形成的.

【例5】水蒸发到大气中成水汽，空气对水汽的容量有一定限度，在10℃时最大为9g，20℃时最大为17g，30℃时最大为30g，当空气不再容纳水汽时就成为饱和状态，此时如果气温继续降低，是不是就可以降水？说明理由？

聊天室

话题：为什么南极上空臭氧层出现了空洞？

胖胖：地球上臭氧层起什么作用？

老师：地球外围20～25km的平流层内的臭氧（O3）层，好比地球的保护伞，阻挡了99％的紫外线辐射，保护地球上生灵万物，是地球的天然屏障.如图1.6-9.

乐乐：臭氧层空洞是怎么回事？

老师：太阳黑子爆炸；南极上空上升气流把臭氧含量较高的中层大气输送到上层，从而降低了那里的臭氧含量；大量使用氨肥、氟利昂，以及火山爆发、大型超音速飞机在空中排放的废气、核试验等对臭氧层的破坏，使南极上空出现了臭氧层空洞.

图1.6-9 臭氧层的作用

胖胖：这个空洞可以补吗？

老师：当个“女娲”去“补天”，关键是全世界每个公民都要采用各种方法保护臭氧层，禁止使用氯氟烃类产品.

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