第四节 升华和凝华

第四节升华和凝华

开发区中学王积金

【学习目标】

1.掌握升华与凝华的概念.

2.理解升华要吸热，凝华要放热.

3.了解生活中的升华和凝华现象.

【预习检测】

1.物质由_______态________变成________态叫升华，这一过程要_________热.

2. 物质由_______态________变成________态叫凝华，这一过程要_________热.

3.升华的相反过程叫__________.

4.固体空气清新剂用久了会变小，其原因是______________________.

【合作探究】

探究一：什么是升华和凝华？

升华和凝华是特殊的物理现象，是指气态、固态物质，不经过液态而直接相互转化的现象.

物质直接由固态变为气态叫做升华，而物质直接由气态变为固态则叫做凝华：例如，冰冻的衣服，冬天拿到户外过一段时间变干了，是因为冰直接变成了水蒸气；在冬天的早晨常看到的霜，就是空气中的水蒸气直接凝华而成的.

例1：下列各现象中，属于升华现象的是（）

A.冬天，室外冰冻的衣服干了

B.早晨有浓雾

C.屋顶上的瓦上结了一层霜 D水结成冰.

[分析]升华现象是物体由固态直接变成气态.它不经过液态，因此A选项是升华现象.B选项浓雾是液化现象，它是水蒸气遇冷液化为小液滴，C选项霜是凝华现象，它是水蒸气遇冷凝华而成的.D选项是凝固现象，它是水达到凝固点，再放热形成的.

[答案]A

[变式演练]1.下列物态变化中属于凝华的是（）

A.铁水被浇铸成工件

B.冰冻的衣服也会变干

C.冬天寒冷的早晨，室外物体上常常挂着一层霜

D.冬天用湿手摸室外的铁器时，觉得粘手

探究二：对于升华现象和凝华现象的吸放热情况是如何的？

我们在做碘的升华实验时，在用慢火加热的过程中，我们看到固态碘逐步减少，最后不见了，而盛碘容器中并没有液体出现，就是说碘从固态直接变成了气态.而在此过程中我们对碘加热，因此碘的升华过程是一吸热过程.接着我们停止对容器加热，慢慢地我们看到容器中的碘蒸汽遇冷又凝华成固态，附着在烧瓶壁上，相应地放出热量，即碘的凝华过程为放热过程.

例2：文娱演出时，舞台上往往要用弥漫的白烟雾，给人以若隐若现的舞台效果，这种烟雾实际上是（）A.向舞台喷射真实的烟雾 B.利用干冰升华形成的二氧化碳

C.利用干冰升华吸热，使空气放热液化成的“雾”

D.利用干冰升华吸热，使空气中的水蒸气放热液化成的“雾”

[分析]在舞台上喷洒干冰，固态二氧化碳迅速升华，要吸收大量的热，从而使周围温度降低，空气中的水蒸气遇冷放热液化成细小的水珠悬浮在空气中，这就是我们看到的“白雾”.若喷洒真实的烟雾，会污染环境，故A错；二氧化碳无色透明，根本看不到.故B错；要使空气液化需要极低的温度，也不现实，故C错.

[答案]D

[变式演练]2.用久的灯泡，为什么会变黑？

探究三：自然现象中有哪些常见的物态变化？

自然界中有很多自然现象都和物理有关.其中的雾、露、云、霜、雪、雹是常见的自然现象.

其实，雾、露、云、霜、雪、雹是水的几种物态.

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中，在地面附近称为雾，在高空处则称为云.因此都是液化现象.

霜和雪都是水蒸气的凝化现象而不是液体的凝固.

霜是在地表面的水蒸气遇到零摄氏度以下的温度，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，水蒸气在空中凝华而形成的.

雹是冰球.它的形成较复杂，是空气中的水珠遇冷凝固而成小冰珠，小冰珠在下落过程中，其外层受热熔化，并彼此结合，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，落在地上形成冰雹.

例3：古书《千字文》曾记载“露结为霜”.你认为对吗？

[分析]霜并不是由露结成的，而是空气中的水蒸气在地面凝化而形成的.冬天的夜晚，地表面物体的温度迅速下降到0℃以下，空气中的水蒸气就会在物体的表面迅速凝华而形成固态的小晶体，这就是霜.而露是液态，是由水蒸气液化而成，如果再凝固就会变成固体的冰球而不是霜.

[答案]不对

[变式演练]3.严冬之夜玻璃窗上的玻璃表面会结上一层冰花，它是出现在玻璃的内表面还是外表面，为什么？这是属于哪种物态变化？

【综合创新】

例1：请说明下列现象属于哪种物态变化，并用学到的物理知识解释.

（1）春天，冰冻的河面“开封了”.

（2）夏天，雨后柏油路面上的水很快干了.

（3）秋天，清晨树林中升起的白雾.

（4）冬天，室外冰冻的衣服干了.

[分析]本题把春、夏、秋、冬四季关于水的物态变化集中在一起考察，应熟记六种雾态变化的

名称，首先分析以前物质所处于何种状态，现在处于何种状态，然后分析经历了一个怎样的过程，是吸热还是放热.

[答案]（1）熔化.固态的水变成液态的水.（2）汽化（蒸发）.液态的水变成气态水蒸气.（3）液化.水蒸气遇冷液化成小水珠.（4）升华.固态的冰直接变成了气态的水蒸气.

[规律点拨]在判断物态变化时，首先分析以前物质所处于何种状态，现在处于何种状态，然后分析经历了一个怎样的过程，是吸热还是放热.

例2：用棉布单层包紧一粒卫生球，用火柴对棉布点火，观察到的现象及原因是（）

A.棉布球着火，开始棉布会烧破.因为棉布的着火点低于火柴火焰的温度

B.棉布球未烧着，开始棉布烧不破.因为棉布的着火点高于火柴火焰的温度

C.棉布球着火，但开始棉布并未烧破.因为卫生球受热升华，放出的萘气可燃

D.棉布球着火，开始棉布烧破，其中包着的萘也同时燃烧.因为棉布和萘的着火点都低于火柴火

焰的温度

[分析]用火柴直接对不包卫生球的棉布点火，棉布就会很快燃烧.这说明棉布的着火点低于火柴火焰的温度.但是用火柴包着卫生球的棉布球点火，棉布球会立即烧着，但棉布不会烧破.

这是因为卫生球的主要成分是萘，萘易升华成可燃性萘气的缘故.当用火柴点火时，棉布球温度升高，其中萘的熔化、汽化加剧.由于熔化、汽化的过程要吸热，因而带走了棉布上的部分热量，致使棉布的温度达不到着火点.故应选C.

[答案]C

[规律点拨]在做有关物态变化的综合性题目时，要考虑到物质的一些物理性质，然后结合题意，进行分析与解答.

【成长记录】

我的收获：

我的不足：

【自主评价】

课堂达标，基础练习

1．升华是指物质从_________态直接变成_________态，升华需要__________热；凝华是指物质从_________态直接变成_________态，凝华需要_________热．

2．冬天晾在室外的湿衣服里的水会结成冰，但是冰冻的湿衣服也能晾干，这是因为_________．3．冰柜内的四壁上经常会结有很多霜，这些霜是由于__________而成的．

4．用久了的日光灯管两端会出现黑斑，在形成黑斑的过程中先发生_________后发生_________．5．地球上的水在不停地循环着．阳光晒暖了海洋，水变成_________升到空中，形成暖湿气流，暖湿气流遇到冷空气后，水蒸气_________成小水滴，变成雨．天空的降水落到地面，一部分直接变成_________，汇成江河流入大海；另一部分_________涌出地表面后变成一股股清泉．

6．水的沸点与大气压强有关，气压越低，沸点越_________；气压越高，沸点越_________．7．攀登喜马拉雅山顶峰的队员们，在山峰上做饭时，只能使用高压锅，否则食物就煮不熟，原因是__________．

8．在实验室里，关于利用二氧化碳（干冰）的升华，下列说法中正确的是

A．此时可以放热从而获得高温 B．此时可以放热从而获得低温

C．此时可以吸热从而获得高温 D．此时可以吸热从而获得低温

9．下列现象中不属于物理学中所说的物态变化的是

A．秋天出现的漫天大雾 B．下雪后地面变的潮湿

C．冬天的窗户上出现的冰花 D．水泥用水合成泥浆

课后拓展，提升能力

10．下列几种物态变化中，放出热量的是（）

A．熔化、凝华 B．汽化、升华 C．液化、凝华 D．凝固、蒸发

11．在制糖工业中，要用沸腾的方法除去糖汁中的水分，而糖在高于100℃的环境下容易变质，为了使糖不变质，下面所说的办法中可行的是（）

A．用小火沸腾较长时间 B．用猛火缩短加热时间

C．降低糖汁表面上的气体压强 D．增大糖汁表面上的气体压强

12．关于霜的形成，下列说法中正确的是（）

A．空气中的水蒸气遇冷凝华在物体上形成了霜

B．空气中的水蒸气遇冷液化在物体上形成了霜

C．空气中的水蒸气遇冷凝固在物体上形成了霜

D．空气中的水蒸气遇冷先液化再凝固在物体上形成了霜

13．下列物态变化中需要吸热的是（）

A．升华和凝华 B．凝华和液化 C．汽化和熔化 D．液化和升华

14．关于物态变化，下列说法中正确的是（）

A．水在100℃时一定沸腾 B．冰在0℃时一定熔化

C．水在一定温度下才能蒸发 D．冰可以直接变成水蒸气

15．电灯泡使用的时间长了，其中的钨丝会变细，下列解释中正确的是（）

A．钨丝在使用过程中一部分升华了 B．钨丝在使用过程中一部分熔化了

C．钨丝在使用过程中一部分蒸发了 D．钨丝在使用过程中一部分液化了

16．关于自然界中云、雾、霜、露的形成原因，下列解释中不正确的是（）

A．云是空气中的水蒸气在高空遇冷时，液化成的小水珠及凝华成的小冰晶形成的

B．雾是空气中的水蒸气在地面附近遇冷液化成的小水珠，悬浮在地面附近形成的

C．露是空气中的水蒸气在地面附近遇冷液化成的小水珠，附着在花草叶片上形成的

D．霜是空气中的水蒸气遇冷液化成水再凝固成冰，附着在花草树木上形成的

17.（开放探究性题）冰箱冷冻室中的霜为什么要及时的除去？