物态变化物理科技小论文

人们常常看到天空有时碧空无云，有时白云朵朵，有时又是乌云密布。为什么天上有时有云，有时又没有云呢?云究竟是怎样形成的呢? 它又是由有什么组成的？ 漂浮在天空中的云彩是由许多细小的水滴或冰晶组成的，有的是由小水滴或小冰晶混合在一起组成的。有时也包含一些较大的雨滴及冰、雪粒，云的底部不接触地面，并有一定厚度。 云的形成主要是由水汽凝结造成的。 我们都知道，从地面向上十几公里这层大气中，越靠近地面，温度越高，空气也越稠密；越往高空，温度越低，空气也越稀薄。 另一方面，江河湖海的水面，以及土壤和动、植物的水分，随时蒸发到空中变成水汽。水汽进入大气后，成云致雨，或凝聚为霜露，然后又返回地面，渗入土壤或流入江河湖海。以后又再蒸发(升华)，再凝结(凝华)下降。周而复始，循环不已。 水汽从蒸发表面进入低层大气后，这里的温度高，所容纳的水汽较多，如果这些湿热的空气被抬升，温度就会逐渐降低，到了一定高度，空气中的水汽就会达到饱和。如果空气继续被抬升，就会有多余的水汽析出。如果那里的温度高于0°C，则多余的水汽就凝结成小水滴；如果温度低于0°C，则多余的水汽就凝化为小冰晶。在这些小水滴和小冰晶逐渐增多并达到人眼能辨认的程度时，就是云了。 雾和云都是由浮游在空中的小水滴或冰晶组成的水汽凝结物，只是雾生成在大气的近地面层中，而云生成在大气的较高层而已。雾既然是水汽凝结物，因此应从造成水汽凝结的条件中寻找它的成因。大气中水汽达到饱和的原因不外两个：一是由于蒸发，增加了大气中的水汽；另一是由于空气自身的冷却。对于雾来说冷却更重要。当空气中有凝结核时，饱和空气如继续有水汽增加或继续冶却，便会发生凝结。凝结的水滴如使水平能见度降低到1千米以内时，雾就形成了。 另外，过大的风速和强烈的扰动不利于雾的生成。 因此，凡是在有利于空气低层冷却的地区，如果水汽充分，风力微和，大气层结稳定，并有大量的凝结核存在，便最容易生成雾。一般在工业区和城市中心形成雾的机会更多，因为那里有丰富的凝结核存在。 在寒冷季节的清晨，草叶上、土块上常常会覆盖着一层霜的结晶。它们在初升起的阳光照耀下闪闪发光，待太阳升高后就融化了。人们常常把这种现象叫"下霜"。翻翻日历，每年10月下旬，总有"霜降"这个节气。我们看到过降雪，也看到过降雨，可是谁也没有看到过降霜。其实，霜不是从天空降下来的，而是在近地面层的空气里形成的。 霜是一种白色的冰晶，多形成于夜间。少数情况下，在日落以前太阳斜照的时候也能开始形成。通常，日出后不久霜就融化了。但是在天气严寒的时候或者在背阴的地方，霜也能终日不消。 霜本身对植物既没有害处，也没有益处。通常人们所说的"霜害"，实际上是在形成霜的同时产生的"冻害"。 霜的形成不仅和当时的天气条件有关，而且与所附着的物体的属性也有关。当物体表面的温度很低，而物体表面附近的空气温度却比较高，那么在空气和物体表面之间有一个温度差，如果物体表面与空气之间的温度差主要是由物体表面辐射冷却造成的，则在较暖的空气和较冷的物体表面相接触时空气就会冷却，达到水汽过饱和的时候多余的水汽就会析出。如果温度在0°C以下，则多余的水汽就在物体表面上凝华为冰晶，这就是霜。因此霜总是在有利于物体表面辐射冷却的天气条件下形成。 另外，云对地面物体夜间的辐射冷却是有妨碍的，天空有云不利于霜的形成，因此，霜大都出现在晴朗的夜晚，也就是地面辐射冷却强烈的时候。 此外，风对于霜的形成也有影响。有微风的时候，空气缓慢地流过冷物体表面，不断地供应着水汽，有利于霜的形成。但是，风大的时候，由于空气流动得很快，接触冷物体表面的时间太短，同时风大的时候，上下层的空气容易互相混合，不利于温度降低，从而也会妨碍霜的形成。大致说来，当风速达到3级或3级以上时，霜就不容易形成了。 因此，霜一般形成在寒冷季节里晴朗、微风或无风的夜晚。 霜的形成，不仅和上述天气条件有关，而且和地面物体的属性有关。霜是在辐射冷却的物体表面上形成的，所以物体表面越容易辐射散热并迅速冷却，在它上面就越容易形成霜。同类物体，在同样条件下，假如质量相同，其内部含有的热量也就相同。如果夜间它们同时辐射散热，那末，在同一时间内表面积较大的物体散热较多，冷却得较快，在它上面就更容易有霜形成。这就是说，一种物体，如果与其质量相比，表面积相对大的，那么在它上面就容易形成霜。草叶很轻，表面积却较大，所以草叶上就容易形成霜。另外，物体表面粗糙的，要比表面光滑的更有利于辐射散热，所以在表面粗糙的物体上更容易形成霜，如土块。 霜的消失有两种方式：一是升华为水汽，一是融化成水。最常见的是日出以后因温度升高而融化消失。霜所融化的水，对农作物有一定好处。 我们已经知道，云是由许多小水滴和小冰晶组成的，雨滴和雪花就是由它们增长变大而成的。那么，小水滴和小冰晶在云内是怎样增长变大的呢? 在水云中，云滴都是小水滴。它们主要是靠继续凝结和互相碰撞并合而增大的。因此，在水云里，云滴要增大到雨滴的大小，首先需要云很厚，云滴浓密，含水量多，这样，它才能继续凝结增长；其次，在水云内还需要存在较强的垂直运动，这样才能增加多次碰撞并合的机会。而在比较薄的和比较稳定的水云中，云滴没有足够的凝结和并合增长的机会，只能引起多云、阴天，不大会下雨。 在各种不同的云内，其云滴大小的分布是各不相同的，造成云滴大小不均的原因就是周围空气中水汽的转移以及云滴的蒸发。使云滴增长的因素是凝结过程和碰撞并和过程，在只有凝结作用的情况下，云滴的大小是均匀的，但由于水汽的补充，使某些云滴有所增长，再加上并和作用的结果，就使较大的云滴继续增长变大成为雨滴。雨滴受地心引力的作用而下降，当有上升气流时，就会有一个向上的力加在雨滴上，使其下降的速度变慢，并且一些小雨滴还可能被带上去。只有当雨滴增大到一定的程度时，才能下降到地面，形成降雨。

物态变化熔化：固态→液态【吸热】凝固：液态→固态【散热】汽化：液态→气态【吸热】液化：气态→液态【散热】升华：固态→气态【吸热】凝华：气态→固态【散热】物质由一种状态变为另一种状态的过程称为物态变化（changeofstate)首先是物质的固态和液态，这两者之间的关系，物质从固态转换为液态时，这种现象叫熔化，熔化要吸热，比如冰吸热熔化成水，反之，物质从液态转换为固态时，这种现象叫凝固，凝固要放热，比如水放热凝固成冰。在这些从固态转换为液态的固体又分为晶体和非晶体，晶体有熔点，就是温度达到熔点时（持续吸热）就会熔化，熔化时温度不会高于熔点，完全融化后温度才会上升。非晶体没有固定的熔点，所以熔化过程中的温度不定。晶体熔化时温度不变，存在三种状态，例：冰熔化时，温度为0℃，同时存在冰的固态，水的液态和冰与水的固液共存态。然后是物质气态与液态的变化关系，物质从液态转换为气态，这种现象叫汽化，汽化又有蒸发和沸腾两种方式，蒸发发生在液体表面，可以在任何温度进行，是缓慢的。沸腾发生在液体表面及内部，必须达到沸点，是剧烈的。汽化要吸热，液体有沸点，当温度达到沸点时，温度就不会再升高，但是仍然在吸热；物质从气态转换为液态时，这个现象叫液化，液化要放热。例如水蒸气液化为水，水蒸发为水蒸气。加快液体的蒸发速度的方法一般有：1.增加液体的表面积；2.加快液体表面的空气流速；3.提高液体的温度；4.降低周围环境的水蒸气含量，使其无法饱和（就是使空气干燥。）。最后是我们不常见的物质固态和气态的关系，物质从固态直接转换为气态，这种现象叫做升华，然后是物质直接从气态转换为固态，这叫凝华，升华吸热，凝华放热。在发生物态变化之时，物体需要吸热或放热。当物体由高密度向低密度转化时，就是吸热；由低密度向高密度转化时，则是放热。而吸热或放热的条件是热传递，所以物体不与周围环境存在温度差，就不会产生物态变化。例如0摄氏度的冰放在0度的空气中不会熔化。这就是物态变化三者之间的关系，他们转换的依据主要是温度。物质从固态变为液态，从液态变为气态以及从固态直接变为气态的过程，需要从外界吸收热量；而物质从气态变为液态，从液态变为固态以及从气态直接变为固态的过程中，向外界放出热量。例如:熔化:铁变成铁水,石蜡变成液态,海波变成液态凝固:铁水变成铁,液态沥青放热凝固,液态石蜡放热凝固汽化:沸腾,蒸发,酒精挥发液化:露,雾,"白气'升华:碘变成碘蒸气,冰变成水蒸汽,樟脑片不见了凝华:霜,雾凇,冰花，雪

暑假中学校布置要做一个叫“塑料瓶潜水艇”的小制作，我做了一个，效果还不错。这个“潜水艇”制作起来很容易：先准备一个塑料瓶，两根塑料管，橡皮泥和卡纸少量。需要的工具也很常见：剪刀、刀片和小锥子。对了，还有必不可少的塑料绝缘防水胶带（橡皮胶布）。用刀片将塑料瓶的瓶底整齐地切下来，在瓶内放一小块橡皮泥并用塑料绝缘胶带（橡皮胶布）固定，作为压舱物。再在瓶盖上分别钻两个孔，将一长一短的两根塑料管插入，胶布固定。然后用胶布把刚才切下的瓶底固定在原处（注意密封）。之后用卡纸做一个“指挥塔”，并用蜡笔在两面涂上颜色（防水）。最后装饰下就好啦！我找来一个长些的盆子，盛了大半盆水，手拿“潜水艇”慢慢放入水面，水从下面的塑料管流入瓶内，当瓶内装满水后，潜水艇就沉在水底。这时，嘴从上面的塑料管中慢而均匀地吹气，就会发现浸在水中的下面的塑料管口会往外冒一长串的水泡，然后开始往外出水。潜水艇慢慢地前进，一边航行一边上浮。停止吹气的话，水又会流入瓶内，潜水艇又下沉了。而当你在吹气的过程中用手指堵住另一根漫在水里的塑料管管口，水就会从你吹气的管中流出呢。如果拿出灌满水的潜水艇，倒过来，让两根塑料管管口都朝下，你又会发现，只有一根管往外出水，另一根管却在往瓶里送空气。堵上出水管，另一根管就改为出水管了，而原来的出水管又变为出气管。进行一系列的实验后，你一定有许多疑惑吧。第一，潜水艇为什么在吹气的过程中会一边向前航行一边上浮呢？因为空气进入瓶内后，瓶内的水受到空气的压力会从另一根管中流出，瓶里的水排出了，潜水艇自然会上浮，至于航行，是因为排出的水有一股反作用力，会推动它慢慢前进。第二，为什么堵住漫在水中的塑料管管口，水会从吹气的管中流出？因为瓶内的水由于空气的压力必须通过塑料管这惟一可以出水的通道排出，如果堵上了，水失去出去的通道，自然会选择吹气管往外排出，压力大就可促进水向气体进入的地方流。第三，为什么倒拿潜水艇塑料管一根会出水一根却要进空气呢？因为“水往低处流”，倒拿后水一定会找下方的通道流出，选择低处的管道后，高处的管道自然会往里进空气。因为水排出后，水所占瓶内的容积会逐渐变小，瓶内的另一部分要靠空气来填充，这就促使空气不断地通过塑料管进入了。 通过这次的实验，我明白了许多科学道理，同时也明白了：只有亲自去实验论证，才能得出最科学最精确的答案！仅供参考 欢迎采纳 希望帮到你 祝你学习进步