如何分析物态变化
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作者: 林 健
生活中有很多物理现象，要运用物理知识进行分析解释，如在初中物理的热学部分，经常用热学知识来解答，大部分学生对此也有感性认识，但在分析其物态变化过程中，缺乏逻辑性，把握不全。在此，提出一种分析此类问题方法，以增强大家的逻辑分析能力和对生活中物理现象的理解能力，以达到事半功倍的效果。
我从事中学物理教学已有二十多年，生活中的物理现象，要善于观察、分析，这种习惯的养成有助于教育教学，有利于提高教学质量，对有关热学现象，可由“三步曲”进行，即一看，二想，三定果。“一看”是指观察生活中的有关现象，从而确定研究对象及在变化之前的状态。“二想”是指运用所学知识进行分析，比较在变化过程中研究对象与周围物质变化。“三定果”是指确定研究对象的最终状态，并由吸收热量情况分析物态变化的过程。
例1：冬天，课堂上同学们会发现教室窗户的内表面往住会有许多小水珠，试解释这种现象。
（1）看，确定研究对象，玻璃内表面由没有水变成有水，水珠在没有形成之前是以什么状态而形成的呢？又是从何而来的呢？我们知道，课堂上同学们都要呼吸，另外教室里的空气中有大量水蒸气，这样我们就会明确是在形成之前空气中的大量水蒸气。
（2）想，由于进入冬天，教室内外温度都要下降，但室外空气温度下降较快，而室内温度降得较慢，这样就形成了室内室外温差状态。
（３）定果，最终在窗户的内表面形成了一层水滴，这是水蒸气遇冷后结成的小水珠。
结论：空气中的水蒸气遇冷形成小水珠，即液化现象：水蒸气→遇冷降温→小水珠。
当天气变得特别冷时，室内外温差更大，这时室内水蒸气会直接发生凝华现象，形成一层霜。
类似现象，如夏天自来水钢管外表会“冒汗”。夏天早晨，花草上的露珠。早晨，饭锅盖内上的水珠。
例2：夏天刚从冰箱中拿出的冰棒，剥开包装，会发现冰棒周围“冒烟”，试分析这种现象。
（1）看，明确研究对象，是冰还是“白烟”，我们都知道冰棒刚拿出来仍是固态的，所以应当是“白烟”，那么“白烟”又是从哪里来的呢？大家都清楚，空气中有大量水蒸气，至此我们弄清楚我们所研究的对象是空气中的水蒸气。
（2）想，拿出冰棒后会有什么变化呢？因为冰棒周围的空气温度应当降低，但是冰棒不会立即融化，所以冰棒周围空气温度由于冰棒的存在而降低。
（3）定果，水蒸气的最终状态是液体的小水滴，在这一过程中水蒸气是因遇冷而形成。
结果：空气中水蒸气，由于遇冷而液化形成小水珠，即水蒸气→遇冷降温→水珠。
由此，同学们又会联想到，冬天水面上“烟雾”，初冬山坳中的“白气”，冰箱门打开时周围出现的“白雾”。
例3：夏天用嘴对着手吹气会感到凉爽，而冬天用嘴对着手哈气却感到暖和，这是什么道理？
（1）“夏天用嘴对着手吹气会感到凉爽”可以这样分析：A.夏天，我们手上有汗，汗在蒸发时要吸热，所以我们研究的对象是汗。B.用力对手吹风，汗上面空气流动速度发生变化使得汗蒸发加快。C.空气流动加快，促进蒸发，液态的汗变为水蒸气，加快从手上吸收更多的热，从而使得手感到凉爽。
结果：夏天，由于天热手上有汗，对手吹风加快汗面上的空气流通，蒸发而吸收热量，所以手感觉凉爽。
（2）“冬天用嘴对着手哈气会感到暖和”。
①看，确定研究对象，是什么东西使手热？我们会发现暖和的同时手上会有一些水滴，是从哪里来的水滴，我们呼出的气体中含有大量水蒸气，这样我们看到的，确定的对象是水蒸气。
②想，呼出的水蒸气在哈气的过程中，有什么样的变化？有水生成。
③定果，水滴生成的同时，并且还感到手暖和，这是一种由水蒸气变成水滴向外放热的过程――液化。
结论：我们对上面的现象有了一个清晰认识，本题答案是：冬天呼出的水蒸气遇冷的手发生液化现象，液化时对外放热，所以手感到暖和。
所以，冬天人们为什么会呼出“白气”？这是因为冬天由于气温较低，呼出水蒸气遇冷液化为无数水滴，而形成“白雾”。
例4：同学们家里使用的电灯泡用久后，为什么会发黑？灯泡不使用时不会发黑，经使用后才会发黑，而且用手抹不去，从而可以断定在灯泡内壁，而内部仅有金属钨，除此之外没有别的东西，最后确定是由于灯泡里面的钨丝引起的，钨丝温度可以达到两千多摄氏度，使得钨丝吸热，然而钨丝并不熔化，而是由固态的钨直接升华为气态的钨，但灯泡壁较灯丝温度低，这时就要向外放热，钨蒸气又变成固态的钨，即发生凝华现象。
结果；钨丝在受热时升华成钨蒸气，钨蒸气遇冷的玻璃又直接凝华成固态的钨。
（要点提示：在这个例子中首先应当知道升华是在任何温度下都可以进行的，但在温度较高时升华得快，在温度较低时较慢，这时因为升华需要吸收大量的热。）
同样可以知道，冬天冰冻的衣服也会晾干；夏天，衣柜里的樟脑丸会慢慢消失。
例5：人们常说，“霜前冷，雪后寒”，请你说说这一自然现象的科学道理。
分析与解答；当气温达到零摄氏度以下时，空气中的水蒸气直接凝华成小冰粒附着在地表物体上，就行成了霜，气温在零摄氏度以下人们感觉上就觉得冷。下雪后，雪融化成水要吸收大地、空气的热量，从而使气温下降，此时人们感觉寒气逼人。
例6：夏天人们在室外纳凉，常在地上洒水，试分析这对纳凉有什么作用？
分析与解答：液体蒸发要吸收热量，人们在室外纳凉洒些水，水蒸发要从周围空气中吸收热量，使其周围环境温度降低，从而感觉凉爽。
生活中有大量的热现象，只要大家熟练掌握此法，便可以较好地理解物态变化现象。
作者单位：
湖南会同县第二中学
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