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(共24张PPT)
第4节　升华和凝华
升华和凝华
水循环
学习目标
你知道以下现象形成的原因吗？
衣柜里的樟脑丸逐渐变小，最后没有了
冻结的衣服也能晾干
探究
如图所示，封闭的玻璃容器中有少量碘颗粒，先向容器浇热水，容器中有什么变化？
然后向容器浇冷水，容器中又有什么变化？
实验结果
当向装有少量碘颗粒的封闭玻璃容器浇热水时，由于加热的作用，容器内的碘会经历固态至气态的变化，这个过程称为升华。碘升华后，整个容器内部会被紫色的碘蒸汽充满，这是碘蒸气的颜色特征。
接下来，若向该容器浇冷水，容器内温度骤降，碘蒸气因降温而凝华，重新变为固体形态。这一过程中，原本弥漫在整个容器中的紫色碘蒸汽会消失，再次形成碘晶体。肉眼可见的是，容器壁或者底部会出现结晶状物质，颜色也由紫变回了碘固态的颜色，可能是暗灰色或黑色。
实验展示了碘的升华和凝华过程，体现了物质状态变化与温度之间的关系。
升华和凝华
升华：
物质由固态直接变为气态的过程，升华需要吸热。
凝华：
物质由气态直接变为固态的过程，凝华需要放热。
凝华（放热）
固态
气态
升华（吸热）
物质从固态直接变成气态的过程叫升华。
物质从气态直接变成固态的过程叫凝华。
我国北方秋、冬两季，窗玻璃上出现冰花。
我国北方秋、冬两季，树枝上出现雾凇，这些都是凝华现象。
像熔化和汽化一样，升华也要吸热；像凝固和液化一样，凝华也会放热。因此，在运输食品的时候，为了防止食品腐烂变质，可以利用干冰（固态二氧化碳）的升华来吸热降温。
总结
舞台烟雾从何而来？
拓展：干冰“烟雾”之谜
干冰制造烟雾
干冰是固态的二氧化碳，在常温下会直接从固态升华成气态，这个过程中会吸收大量的热量，导致周围空气温度下降。空气中的水蒸气在遇冷后会凝结成微小的水滴，这些水滴悬浮在空气中形成了我们看到的烟雾效果。
人工降雨
选择合适时机，用飞机、火箭弹等向云中播散干冰，因为干冰在空中升华时要大量的吸收热量，使周围的空气的温度急剧下降，空气中的水蒸气液化成小水滴或者凝华成成小冰晶，冰晶下落时遇到暖气流就要熔化成水，就可变成雨点下落到地面。
水循环
水蒸气
水
冰
汽化
液化
凝固
熔化
升华
凝华
水蒸气液化
和凝华
小水滴、
小冰晶
雨或雪
水蒸气液化
和凝华
小水滴、
小冰晶
水循环
通过水的三态变化，地球上的水在不停地循环：阳光照在海面上，海水吸热蒸发成为水蒸气，上升到空中；当水蒸气上升到高空以后，与冷空气接触，水蒸气便液化成为小水滴，大量的小水滴悬浮在高空中，就形成了云；小水滴相互聚集，就会凝结成大水滴下降成为雨；如果在高空遇到更加寒冷的气流，小水滴就会凝固成小冰珠，最后有可能形成冰雹降落到地面；冬天，水蒸气在寒冷的高空急剧降温，从而凝华成微小的冰晶，这些冰晶聚集起来，就变成雪花飘落大地；这些天空的降水落到地面，一部分直接变为小溪，另一部分渗入地下，涌出地表后变成股股清泉，许多小溪汇合，形成江河，又注入大海。
水循环
云：由大量的小水滴和小冰晶组合而成。
雨：在一定条件下，云中小水滴和小冰晶越来越大，上升气流无法支持就会下落，下落过程中，冰晶熔化成水。
雪：云中水蒸气受冷直接在小冰晶上凝华成小雪花。
霜：由于空气中的水蒸气受冷直接凝华而成的。
雹：夏季，小水滴在空气对流手冷凝华成小冰雹。
霜是怎样形成的？请你动手做一做下面的实验，并思考形成霜的条件。
如图所示，将冰块放于易拉罐中并加入适量的盐。用筷子搅拌大约半分钟，用温度计测量罐中冰与盐水混合物的温度，可以看到混合物的温度低于0°℃。这时观察易拉罐的下部和底部，就会发现白霜。
小试牛刀
霜的形成是因为当液体温度低于其饱和蒸气压时，它会从液态转变为固态。在这个实验中，冰块与盐水形成了一个低温环境，使得罐内的空气温度下降至冰点以下。空气中的水蒸气遇冷凝结在易拉罐的外部表面，从而形成霜。
形成霜的条件包括：
低温环境：需要有一个低温源，如冰块，来降低罐内的温度。
高湿度：空气中必须含有大量的水蒸气。
低温接触面：需要一个低温的表面，如易拉罐的外部，以便水蒸气凝结成霜。
搅拌：通过搅拌，可以加速盐和水的混合，提高冷却效率，从而使混合物的温度更快地降至冰点以下。
小试牛刀
下列有关物态变化的描述中，正确的是（ ）
A.舞台上用干冰制作云雾，是汽化现象
B.秋天草地叶片上的露珠，是液化现象
C.屋顶瓦上结了一层白霜，是熔化现象
D.樟脑丸过一段时间变小，是凝华现象
小试牛刀
【答案】B
【解析】
A. 舞台上用干冰制作云雾，实际上是升华和凝结现象。干冰（固态CO ）直接升华为气态，吸收大量热量使周围空气冷却，促使空气中的水蒸气凝结成小水滴，形成所谓的“云雾”。
B. 秋天草地叶片上的露珠，确实是液化现象。夜间空气湿度大，地面辐射冷却，空气中的水蒸气遇冷液化成小水珠，落在草叶上形成露珠。
C. 屋顶瓦上结了一层白霜，不是熔化而是凝华现象。在低温条件下，空气中的水蒸气直接凝华为固态冰晶，形成霜。
D. 樟脑丸过一段时间变小，是升华现象而非凝华。樟脑丸中的萘分子在室温下逐渐转化为气态，造成樟脑丸减小。
小试牛刀
凝华和升华的区别
凝华是指气体由高温高压向低温低压转化为液体或固体的过程。例如，水汽在冷凝器中变成水，二氧化碳气体在温度和压力适当时可以变成固体干冰。凝华是气体到液体或固体的转变过程，因此它是从高能量状态到低能量状态的转化。
升华是指固体直接由低温低压向高温高压转化为气体的过程，而不经过液态。例如，干冰在室温下逐渐变成气体二氧化碳，天然气水合物在高温高压的条件下升华成天然气。升华是固体向气体的转变过程，因此它是从低能量状态到高能量状态的转化。
液化和汽化的区别
液化是指气体由高温高压向低温低压转化为液体的过程。例如，天然气通过加压和降温就可以液化成为液态天然气，空气通过压缩和冷却可以液化成为液氧、液氮等。液化是气体变为液体的过程，因此它同样是从高能量状态到低能量状态的转换。
汽化是指液体通过加热或降压向气体转化的过程，例如水蒸气从水中蒸发出来。汽化是液体向气体的转变过程，因此它同样是从低能量状态到高能量状态的转化。
凝华、升华、液化、汽化是物态变化中常见的几种形式。凝华和升华是气体向液体或固体的转变，而液化和汽化则是气体和液体之间的相互转化。无论是哪种物态变化，它们都是由物质内部抵抗或适应环境因素而产生的。在实际应用中，液化和汽化是化学、高能物理、机械工程等领域中的重要技术环节，通过这种方式可以使原本难以使用的物质得到更广泛的应用。
课堂小结
我们都学了什么？

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