生活中有趣地物态变化

生活中有趣的物态变化河南省卢氏县第一高级中学徐建强日常生活中很多有趣的现象与物理知识紧密联系，下面列举一些与物态变化有关的现象并加以解析，以期抛砖引玉。

●用手直接拿刚出锅的鸡蛋时，感觉到烫，但当蛋壳表面的水蒸发完后再摸时，则更烫了，以致无法接受。

这是为什么呢？解析：因为刚捞上来的蛋壳附着一层水膜，开始时，水膜蒸发吸热，使蛋壳的温度下降，所以并不觉得很烫。

经过一段时间，水膜蒸发完毕。

由鸡蛋内传递出的热量使蛋壳的温度重新升高，所以感到更烫手。

这和把手沾湿了去拿更出锅的热馒头感觉不太烫一个道理。

●蒸馒头时总是上面的先熟，这是为什么？解析：蒸馒头是利用高温的水蒸气将热传递给馒头使其变熟。

刚从沸水中蒸发出来的高温水蒸气密度较小，能迅速升至蒸笼的顶端，所以蒸笼的最上层温度最高，馒头先熟。

●牙医为病人检查牙齿时，常把一个带把的金属小平面镜在酒精灯的火焰上烤一烤，然后放入病人的口腔中，这样做的主要目的是什么？解析：用酒精灯火焰烤过的平面镜温度高于口腔内的温度，可有效防止口腔内的水蒸气液化成小水珠附着在镜面上，导致医生看不清牙齿，影响诊断。

●为什么夏天游泳的人刚从河水中上岸，就感到比在水中冷，蹲下身子抱成团时，则觉得比站着暖和些？解析：夏季的气温较高，而河中的水由于不断地蒸发吸热，因此水温比气温要低。

人刚从水中上岸时，身体表面沾有许多水，这些水会不断蒸发，从人的身体上不断吸热，人就会感到冷。

当人蹲下身子抱成团时，人体表面与空气接触的面积比站立时减小，水的蒸发速度就减慢了，水从身体上吸热的速度也随之减小，故人就会感觉比站立时暖和些了。

●为什么，夏天吃冰棒时，若是刚从冰柜中取出的，很容易和嘴唇粘在一起？解析：刚出冰柜的冰棒温度在零摄氏度以下，远低于嘴唇的温度，当其与嘴唇接触时，使嘴唇上的少量水分很快放热结冰，与冰棒凝固在一起，便粘住了嘴唇。

●为什么，寒冷的冬天经常看见玻璃窗的内壁结有漂亮的冰花，而外壁却没有？解析：寒冷的冬天，室内外温差很大。

当户外空气低于0℃时，室内玻璃窗附近的水蒸气，遇到温度较低的玻璃将会放热，直接凝华成冰花，附着在玻璃内壁上。

虽然户外空气中也存在着大量的水蒸气，但它的温度跟玻璃的温度相等，不具备凝华的条件，因此冰花出现在玻璃窗的内壁。

●北方人冬天吃冻柿子时，先放在凉水中泡一会，发现柿子的外面结成了一个冰壳。

取出后掰开冰壳，发现里面的柿子都已经熔化了。

这有什么奥秘呢？解析：当水中含有杂质，如糖水、盐水等，其凝固点不在为0℃而是低很多。

柿子的含糖量很高，冻柿子的温度要低于0℃。

将其用凉水泡一会，水就会把热量传给柿子，从而使柿子的温度升高，而外面的水温将会下降。

又因为柿果液的熔点低于0℃，所以温度还没上升到0℃就会熔化，此时外面的水的温度虽然已降到0℃，但由于其温度仍高于柿子里的温度，故还会继续向柿子传热，这样与柿子表层接触的一层水就会结成冰。

这一过程要持续到柿子的温度上升到0℃为止，这时冻柿子就被一层薄冰包住了。

魔术表演给观众带来神奇的感觉，而一些魔术只是应用了简单的物态变化知识。

在此介绍几个简单的小魔术并加以解析。

●火烧手绢只见一个表演者让助手用火柴将手中的手绢点燃，并向空中扔去。

这时手绢在空中燃烧着。

待火熄灭后，却见手绢完好如初。

另一表演形式：把一棉布条，用水淋湿，在中间部分滴上酒精，然后用手拿着布条的两端，使其张开，用蜡烛的火焰烧有酒精的部分。

神奇现象出现了：在棉布条正对火焰的上方升起了火焰，好像烛焰穿过了布条。

拿下布条一看，棉布条并没有烧焦。

解析：表演前把手绢用水浸湿（使手绢和酒精隔离），再放到酒精中蘸些酒精。

常压下，纯水在沸腾的过程中，温度不会再升高，始终保持100℃，而布的燃烧温度超过100℃。

虽然酒精燃烧了，水被加热到沸点，但是在水的保护下，布不会被烧着，燃烧的只是酒精。

有兴趣者，可以尝试一下这个小魔术，教学时定会增加课堂气氛。

●煤火烧衣表演者脱下看似白帆布做的工作服上衣，把一个燃烧很旺的火红煤球，放在的衣服上，并把这个煤球用衣服包裹起来。

这时你一定认为衣服将会燃烧起来，但是过了一会，仍无火光出现，打开一看，煤球所烧之处安全无恙！这是怎么一回事呢？真的令人费解吗？解析：其实这件衣服是用石棉做的，看上去跟帆布衣服相似。

由于石棉能耐一千度的高温，所以这件衣服是不会被烧破的。

●油锅捞钱江湖艺人经常表演，把手伸到沸腾的油锅里，出来的时候，手安然无恙，从中拿出一枚硬币，这便是“油锅捞钱”。

难道表演者的手真的可以耐高温吗？解析：其实这只是利用了不同物质沸点不同的道理。

江湖艺人的油锅里放的是油和醋，而醋的沸点只有60℃左右，远低于油的沸点。

翻滚的油锅里其实只有醋在沸腾，所以不会烫伤手。

生活、生产、科技与物态变化过程中的吸热山东省诸城市树一中学郑焕友隋海英自然界中的物质在一般情况下以固态、液态或气态三种状态存在，物质的这三种状态在一定的条件下可以相互转化，转化过程中伴随着吸热或放热现象，吸热的物态变化有熔化吸热、汽化吸热、升华吸热。

在生活、生产、科技中物态变化吸热现象有什么应用呢？一、物质的熔化吸热的应用向可乐饮料中加冰块会使饮料变得更清凉：夏天，我们在喝饮料的时候，常会在饮料中放入一些冰块，冰块在熔化时，要吸热，使饮料变的清凉可口。

冰的熔化冷藏：储存食品时利用冰熔化吸热，使食品降温防止食品腐烂变质。

化雪冷：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。

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。

发射卫星的火箭头部涂了一层特殊的材料，保护火箭：用来发射卫星的火箭在大气中飞行时，由于火箭头部与空气摩擦使它的头部发热，温度可达几千摄氏度。

在它的头部涂了一层特殊材料，这种材料受热很容易熔化、汽化吸收箭头与空气摩擦产生的热，可以避免火箭因高速运动时与空气作用产生的高温而被毁坏的危险。

另外，高烧病人用冰块降温，夏天吃冰棒解热，冰镇啤酒都是利用冰的熔化吸热。

二、物质的汽化吸热的应用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。

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。

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。

沙漠冰箱：住在非洲沙漠中的居民，由于没有电，夏天无法用冰箱保鲜食物，当地居民发明了一种沙漠冰箱“罐中罐”。

它是由一个内罐和一个外罐组成，两罐之间填上沙子，使用时将食物和饮料放在内罐中，罐口盖上湿布，然后放在通风干燥的地方，经常在两罐间的沙子中洒些水，由于水蒸发吸热有降温制冷作用，使食物和饮料保持较低的温度，这样就能起到保鲜的作用。

沙漠羊皮袋：在沙漠里旅行的人，常用一个羊皮袋来装水，由于羊皮袋中的水不断地渗出，然后蒸发，蒸发吸热有降温制冷作用，使袋中的水温度较低，虽然气温较高，但是水喝起来清凉可口。

夏天食物放在水缸中防变质：夏天，没有冰箱的农村家庭，为了防止饭菜变质，常把饭菜放入菜盆，再把菜盆放入水缸中，让菜盆浮在水面上。

由于水缸中的水不断蒸发吸热，使水缸内的温度降低，从而使饭菜的温度降低，不致于使饭菜变质。

手术麻醉：医学上有一种麻醉剂叫氯乙烷，它是一种透明、沸点为13．10°C的液体，使用时，将容器口对准需手术部位喷出，喷出的四氯乙烷迅速汽化吸热降温使需手术部位冷冻，使需手术部位麻醉，从而进行手术。

冰箱制冷：目前常用的电冰箱利用一种制冷剂作为热的搬运工，把冰箱内的热搬运至冰箱的外面，制冷剂是一种既容易汽化又容易液化的物质，汽化时它吸热，就如搬运工把包裹扛上了肩，液化时它放热，就如搬运工把包裹卸了下来。

工作时，制冷剂经过一段很细的毛细管（冷凝器）缓慢地进入冰箱内冷冻的管子（蒸发器），在这里进行迅速汽化吸热，使冰箱内温度降低。

生成的蒸气又被电动压缩机抽走，压入冷凝器，再次液化并把从冰箱内带来的热通过冰箱壁上的管子放出，制冷剂这样循环流动，冰箱内冷冻室里就可以保持相当低的温度。

空调的制冷也是这个道理。

热棒：2006年7月1日，青藏铁路全线贯通。

铁路要通过“千年冻土”区，“冻土”区路基在温度过高时会变得松软不牢固。

为解决“冻土”难题，保证路基的稳定性，采取了防护措施，铁路路基两旁各插有一排碗口粗细、高约2米的铁棒（如图所示），我们叫它热棒。

热棒在路基下还埋有5米深，整个棒体是中空的，里面灌有液氨。

装在热棒下端的液态氨在温度升高时会汽化，从路基内部吸热，使路基温度降低，路基的温度保持在一个较低的温度，不致于使路基变得松软不牢固。

热管：热管是20世纪80年代研制出来的一种导热本领非常强大的装置。

热管是一根两端封闭的金属管，管的内壁衬了一层多孔的材料，叫做吸收芯，吸收芯中充有酒精或其他易汽化的液体，当管的一端受热时，热端吸收芯中的液体受热汽化变成气体，气体沿内管运动到另一端（冷端）。

而冷端由于未受热，温度低，气体就会因放热而液化，被冷凝的液体又被吸收芯吸附，通过毛细作用又回到热端。

如此循环，热管的热量就不断地从一端输送到另一端。

发射火箭保护发射架：如图所示，2005年10月12日，“神舟六号”载人飞船成功发射。

为了保护发射台的铁架不被火箭向下喷射的高温火焰所熔化，工作人员在台底建造了一个大水池。

当高温火焰喷到水中时，水池中的水迅速发生汽化，水汽化时吸收了大量的热，不致于使发射台的铁架温度升的很高而熔化，从而保护了发射架。

三、物质的升华吸热的应用干冰冷藏食品：运输食品时利用干冰升华吸热降温来防止食品腐烂变质。

舞台烟雾效果：在文娱演出时，舞台上往往要用弥漫的白雾给人以若隐若现的舞台效果，这种烟雾是由于向空气中喷撒干冰（固态二氧化碳），干冰升华时吸热，使气温迅速下降，空气中的水蒸气有的液化成小水滴，形成白雾，有的凝华成小冰晶，形成白烟，这样就造成了舞台上的云雾效果。

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。

手术麻醉：固态二氧化碳可以直接升华为气态的二氧化碳，同时吸收大量的热，还没有残留物。