刍议物态变化问题的解题方法和技巧

摘 要：一直以来，在初中物理教学中，关于物态变化问题一直是重点和难点，同时部分学生在此类知识点的掌握上，也存在着很大的问题，本文通过列举一些实例，对物态变化问题的解题方法和技巧做了相关的探析。

关键词：：物态变化；方法；技巧

随着科学技术的发展，现在的物质可不只是固、液、气三态，还有第四态，第五态……但在初中阶段，我们就只研究固、液、气三态及三种物态之间的转化，物质由固态变为液态叫熔化；由液态变为固态叫凝固；由液态变为气态叫汽化；由气态变为液态叫液化；由固态变为气态叫升华；由气态变为固态叫凝华。

用图表表示如下：

下面有几个例题，来分析物态变化问题的解题方法和技巧：

例1：李东同学为了探究空气冷却时有什么现象发生，准备把冰棒放在茶杯中进行观察，于是，从冰箱的冷冻室中拿出一只冰棒，李东发现硬邦邦的冰棒上附着白花花的“粉”，剥去包装纸，看见冰棒在向下冒“白气”，他把这只冰棒放入茶杯里，不一会儿，茶杯外壁逐渐形成了一些小水珠，像是茶杯在“冒汗”，请你分析上述三种现象的原因，并说明空气冷却是会怎样？

分析：解释物态变化现象的一般规律：（1）确定物态变化前物质所处的状态；（2）确定物态变化后物质所处的状态；（3）根据物态变化的定义，确定物态变化的类型，及此过程中是吸热还是放热。白花花的“粉”是固态，是由水蒸气形成的，“白气”，和“汗”是小液滴，也是由水蒸气形成的，所以就有了正确答案，冰棒上附着白花花的“粉”，是水蒸气遇冷凝华形成的小冰粒；“白气”是水蒸气遇冷液化形成的小水珠；茶杯外壁逐漸形成的一些小水珠是水蒸气液化形成的，并且附着在茶杯的外表面上，液化和凝华都是放出热量。

此时又会出现两个问题：液化和凝华都是水蒸气放热形成的，那么什么条件发生液化，什么条件发生凝华呢？小水珠为什么会形成在茶杯的外壁？

首先，我们来比较一下液化和凝华，从定义上看，这两种物态变化的初始状态都是气态，且变化过程中都放热，不同的是它们变化后的状态不同，液化变为液态，凝华变为固态，液态和固态的区别从宏观上看温度不同，以水为例，标准状况下，低于0℃的是冰，在0℃至100℃是水，任何温度下都有水蒸气。其次，物态变化的本质是热传递，温度高的水蒸气遇冷放热，如果在低于0℃的环境，水蒸气就会凝华成冰，如果在0℃至100℃的环境下；水蒸气就会液化成水。由此题条件，刚从冷冻室中拿出的冰棒，周围温度很低，低于0℃，所以水蒸气凝华放热，硬邦邦的冰棒上会附着白花花的“粉”；在冰棒的远端，空气温度也会降低，但不会低于0℃，所以水蒸气会液化成水珠。把这只冰棒放入茶杯里，茶杯里的温度低，而茶杯外是温度高的水蒸气，那么温度高的水蒸气遇冷液化放热形成的小水珠就会附着在茶杯的外表面上。综上所述，空气冷却，空气中的水蒸气遇冷会发生液化或凝华两种物态变化。

例2：为了制造舞台效果，工作人员向着舞台喷洒干冰（固态二氧化碳），舞台便雾气缭绕，仿佛人间仙境，请你解释这种现象。

解析：首先我们要确定雾气是液态，气态物质人用肉眼是看不见的，那么雾气是不是液态二氧化碳呢？根据上题分析，常温下二氧化碳是气态，因此干冰发生的物态变化是升华，吸收了周围空气的热量；周围空气遇冷，空气中的水蒸气就会液化，放热形成小水珠，所以舞台上的雾气是水蒸气液化形成的。我们在分析题目的时候，要知其然，还要知其所以然。

根据以上方法，再分析一道近年来的中考题：

例3：从冰箱内取出的冰棍周围会弥散着“白气”；水烧开后水壶嘴会喷出“白气”。下列分析正确的是（ ）

A. 冰棍周围的“白气”，是冰熔化成的小水珠

B. 这两种情况的“白气”都是水蒸气

C. 壶嘴喷出的“白气”是壶嘴喷出的水蒸气液化成的小水珠

D. 这两种情况的“白气”都是空气中原来的水蒸气液化而成的小水珠

此题考点是“白气”的来源，我们首先确定“白气”是小水珠，不是水蒸气，那么“白气”，是从哪里来的呢？有两种情况，熔化和液化，如果是熔化，“白气”不会在空气中弥散，因此“白气”只能是水蒸气液化而来的，液化是要放热的，所以是温度高的水蒸气遇冷液化形成小水珠。冰箱内取出的冰棍周围弥散的“白气”，是因为冰棍周围温度低，空气中的水蒸气遇冷液化成小水珠；水烧开后水壶嘴喷出的“白气”，是因为水沸腾汽化形成标准状况下100℃水蒸气，温度高的水蒸气与空气发生热传递，液化放热形成小水珠。

分析物态变化问题，主要从分析热传递入手，掌握了这种方法，一切问题都迎刃而解了。

作者简介：

任春明，甘肃省武威市，民勤县蔡旗中学。