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第三章 物态变化
第四节 升华和凝华
物理观念：
（1）了解升华和凝华；
（2）进一步认识自然界和日常中水的多种状态变化。
（3）能用物态和物态变化知识解释身边发生的一些简单的物理现象。
科学思维：尝试对环境问题和水资源问题发表自己的见解。
科学探究：感知发生升华和凝华的条件。
科学态度与责任：
（1）关注水资源危机，养成节水意识和保护水资源意识。
（2）树立可持继发展的意识。
北方的冬天温度在0℃以下，结冰的衣服也会变干。衣服上的冰到哪里去了呢？
雾凇是严冬时节经常出现在东北地区的自然现象，它既不是冰也不是雪，它是怎样形成的呢？
雾凇
雾凇与桂林山水、长江三峡、云南石林并称为中国四大奇观。
结冰的湿衣服，不久以后也干了
知识点一：升华和凝华
在试管（碘锤）中放入少量碘并盖紧塞子，往烧杯中加入热水，将试管放入烧杯中加热。
当试管中充满气体后，将试管取出放在空气中冷却。
放在空气中冷却
放在热水中加热
仔细观察：
①加热前碘是什么状态的？
②加热过程中发生了什么变化？
③停止加热并冷却过程中看到了什么现象？
演示
观察到的现象是：
分析：试管内固态碘受热时，有紫色的碘蒸气产生，说明变成了气态的碘。当停止加热时，紫色的碘蒸气逐渐消失，在试管的内壁上看到附着一层固态的碘粒，是气态碘又变成了固态的碘。
停止加热，紫色的碘蒸气逐渐消失，在试管的内壁上附着一层固态的碘粒，无液态碘出现
盛少量固态碘的试管放入烧杯中加热时，有紫色的碘蒸气产生，无液态的碘出现。
结论：固态碘可以直接变成气态碘，气态碘也可以直接变成固态碘。
1.升华：物质从固态直接变成气态的过程叫做汽化。
2.凝华：物质从气态直接变成固态的过程叫做液化。
升华
凝华
液态
气态
哈尔滨当地气温持续在0℃以下，但是冰雕作品一天天变小。
这是由于冰发生了升华。
物质在固态时能量低，在气态时能量高，物质升华时，是从低能量状态到高能量状态，所以要吸收热量。
升华可使周围的温度降低。
3.升华需要吸热
4.凝华需要放热
物质凝华时，是从高能量状态到低能量状态，所以要放出热量。
凝华可使周围的温度升高。
1.下列发生物态变化的现象中，属于凝华的是（ ）
A．刚出冷库的冻肉比原来重
B．洒在地板砖上的水不见了
C．加在饮料中的冰块越来越小
D．放在衣柜里的樟脑丸变小了
A
2.下列现象发生的过程中，属于升华吸收热量的是（　）
A．春天，冰雪融化汇成溪流
B．夏天，从冰箱里面拿出来的饮料罐“出汗”
C．秋天，清晨的雾在太阳出来后散去
D．冬天，室外冰冻的衣服也会干
D
知识点二：升华、凝华凝华现在及应用
①衣柜里防虫用的樟脑丸（卫生球），过一段时间会变小，最后不见了。
②冬天冰冻的衣服也会变干。
从固态直接变为气态
1.升华现象：
①霜的形成
2.凝华现象：
霜，是指贴近地面的空气受地面辐射冷却的影响而降温到霜点以下，在地面或物体上凝华而成的白色冰晶。“霜”通常出现在秋季至春季时间段。
②寒冷的冬天，树枝上出现的“雾凇”
雾凇，俗称冰花、树挂等，是低温时空气中水汽直接凝华，或过冷雾滴直接冻结在物体上的乳白色冰晶沉积物，是非常难得的自然奇观，表现为白色不透明的粒状结构沉积物。
③冰花
空气中水蒸气遇冷凝华成的小冰晶。水蒸气在平滑表面凝结成冰片，似无数花朵镶嵌而成，故称冰花。
④雪的形成
大气中的水蒸汽直接凝华或水滴直接凝固而成，就是雪。也可说是云中的温度过低，小水滴结成冰晶，落到地面仍然是雪花时，就是下雪了。
⑤用久了的白炽灯泡玻璃内壁会变黑
白炽灯泡的钨丝在高温下会升华变成钨蒸气，使灯丝变细；钨蒸气遇到灯泡玻璃后又放热凝华变成固态钨附着在玻璃泡上，使内壁变黑，包含了两个过程：升华、凝华。
固态钨附着在玻璃泡上
新灯泡
旧灯泡
3.升华与凝华的应用：干冰
干冰是在一个大气压下以-78.5oC存在的固体二氧化碳（CO2），在常温下可以直接变成二氧化碳气体。
特点：容易升华，有致冷作用。
干冰
利用干冰能进行人工降雨、制造舞台烟雾、为食物保鲜等。
人工降雨
用高射炮或飞机在天空中撒下干冰或碘化银等等催化剂，它们会升华吸热，使云层中的温度急剧下降，从而使云层中的水蒸气遇冷液化成小水滴，或者直接凝华成小冰晶，大量冰晶，使冷云上部的冰晶密度增大，促成或增加降水落到地上便形成雨。
人工降雨
舞台上喷出的干冰瞬间升华，从周围吸热，导致温度下降，周围的水蒸气遇冷液化成小水珠或凝华成小冰晶悬浮在空气中，即我们所见到的烟雾。
舞台烟雾
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）的升华吸热来降温。
为食物保鲜
3.随着科技的发展，“呼风唤雨”的神话已成为现实。人工降雨是用飞机在空中喷洒干冰（固态二氧化碳），干冰迅速________，这个过程需要_______热量（选填“吸收”或“放出”），周围空气中的水蒸气有的_______成小水滴，有的________成小冰粒，冰粒逐渐变大而下落，下落过程中________成水滴，水滴降落就形成了雨。（除了第二空，其余四空均填物态变化的名称）
熔化
升华
吸收
凝华
液化
想想议议
水的三种状态分别是冰、水、水蒸气。给填字，说明它们三者之间的转化过程的名称及吸热、放热的关系。
水蒸气
熔化
汽化
（吸热）
凝固
液化
凝华
（放热）
制冷作用
制热作用
冰
水
升华
水是人类生存环境的重要组成部分。通过水的三态变化，地球上的水在不停地循环：阳光晒暖的海洋，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。
知识点三：水循环
视频欣赏——《自然界中的水循环》
蒸发
水蒸气
水
露
雪
水
液化、凝华
霜
云
雨
液 化
凝 华
凝 华
液 化
地球表面的70%以上是海洋，虽然地球表面大部分被水覆盖，但是其中海水约占97%，江河湖泊、土壤、岩层和冰川中的淡水仅约占3 % ，而能够供人类直接利用的淡水资源更是仅在淡水资源的0.3%。
随着社会的发展，技术的进步，人类对水的依赖程度越来越大。除了日常的生活用水以外，工业生产也必须用水，电力、纺织、印染、钢铁、石油、化工以及食品工业等各个领域都需要大量的水资源，农业生产更需要大量的水进行灌溉。随着人口的膨胀和经济的快速增强，水资源已经出现了严重的危机。
水资源是维持人类生活的源泉。在历史发展中人类总是向有水的地方聚集、生活。
请大家思考一下：水资源缺乏是当今世界的一大危机，我们应如何合理地节约用水？
我们不仅需要在技术上使用节水器具、优化用水系统的运行，更需要每个人提高节水意识、养成良好的用水习惯，共同保卫我们的蓝色家园。
我国是严重缺水的国家，水资源人均占有量只是世界平均值的25%，是世界上人均水资源最贫乏的国家之一。全国有一半以上的城市存在不同程度的缺水。人类不仅直接消耗了大量水资源，在生产和生活中还造成了水的污染，进一步加剧了水资源危机，这已经敲响了影响人类生存的警钟。
4.我国是严重缺水的国家，水资源人均占有量是世界平均值的25%，是世界上人均水资源最贫乏的国家之一。了解地球的水循环知识，提高节水意识，培养良好的用水习惯，是我们每个公民的义务和责任。关于地球的水循环，下列说法正确的是（　　）
A.海水吸热，汽化形成水蒸气
B.水蒸气与冷空气接触，熔化形成小水滴
C.小水滴遇到更寒冷的气流，凝华形成小冰珠
D.小冰珠在降落过程中，液化形成雨水
A
凝固放热
熔化吸热
汽化吸热
凝华放热
升华吸热
液化放热
一、常见的六种物态变化
二、水的三态变化
冰
水
水
蒸气
熔化（吸热）
汽化（吸热）
凝华（放热）
液化（放热）
凝固（放热）
升化（吸热）
三、自然界中一些自然现象的形成原因
自然现象 形成原因 物态变化
雾、露 水蒸气液化成为小水滴 液化
霜 气温急剧降到 0 ℃以下时，水蒸气凝华成白色冰晶 凝华
雪 高空水蒸气凝华成六角形的冰花 凝华
云 水蒸气遇冷液化成的小水滴或凝华成的小冰晶 液化、凝华
雨 水蒸气不断液化成水，云中的小冰晶也熔化成小水滴 液化、熔化
冰花 水蒸气遇冷凝华成的小冰晶 凝华
雾凇 空中的水蒸气，凝华成小冰晶，挂在树枝等物体上 凝华

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