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古诗词中的物态变化,把5摄氏度的水放入0摄氏度

发布时间:2019-07-24 00:45编辑:科学百科浏览(196)

    把5摄氏度的水放入0摄氏度的房间,不可以结成冰

    成语、谚语、古诗词是经过几千年历史锤炼的汉语精华,也蕴含着丰富的物理知识,在此我们共同了解其中的物态变化知识,以加深对物态的理解。

    是因为达到凝固点,但不可以继续放热。

    一、汽化、液化

    请问要怎么样才可以继续放热?

    1.树大招风/大树底下好乘凉

    把房间温度降低

    物理原理:由于树叶不停地进行蒸腾作用,将树体内的水汽化成水蒸气,汽化是一个吸热过程导致大树下的气温较低,在树叶间就形成一个低气压区。树下及周围的空气在树体外围大气压的作用下就会前来补充,从而形成空气的对流,风便被“招”来了。树冠越大,这种对流越明显,进而加快了人体表面汗液的蒸发,带走人体更多的热量,所以人在大树底下感觉更凉快。

    吹吹风,一样水就会蒸发,水蒸汽就会带走热量。

    2.扇子有凉风,宜夏不宜冬

    严格的说,在达到摄氏零度,继续放热的情况下,水才会释放出热量而变为冰;此时水的温度是不会低于零度的。之所以会继续放热,简单地说,是因为周围环境温度低于零度,水通过对流或辐射损失了热量,或是因为水的蒸发带走了热量。

    物理原理:夏日气温较高,扇扇子,有利于空气的流动,从而加快了人体表面汗水的蒸发;而蒸发要吸热,因此扇扇子有制冷作用,所以扇子宜夏不宜冬。

    零度房间里的水不马上结冰,主要是因为没有辐射及对流的热量损失;但,只要时间足够,房间的湿度不大,水迟早会因为蒸发散热而变为冰。

    3.加火不如加盖

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    物理原理:在常压下,水的沸点为100℃,沸腾之后再继续加热,但水的温保持不变,只会使大量的水白白汽化使之浪费。相反,给锅加盖能使锅内气压增大,水的沸点则升高,从而使饭菜熟得更快,同时也能减少锅内水的汽化,减少热量损失,节约能源。高压锅就是这个原理。

    4.油中捞钱

    物理原理:江湖艺人经常表演,把手伸到沸腾的油锅里,出来的时候,手安然无恙,从中拿出一枚铜钱,这便是“油中捞钱”,也可称为一魔术表演。其有个很简单的物质沸点道理:江湖艺人的油锅里是油和醋,而醋的沸点只有6 0℃左右低于油的沸点高,翻滚的油锅其实只有醋在沸腾,所以不会烫伤手。

    5.开水不响,响水不开

    物理原理:在水升温过程中,附在器壁和水中空气形成一个个的小气泡,气泡的体积随蒸气进入而不断增大上升,但上部水的温度较低,上升的气泡内一部分蒸气又凝结成水使得气泡变小或破碎,许多气泡产生这种变化从而引起振动,发出响声,即“响声不开”。当水温上升到沸点时,上下水温一致,气泡在上升过程中,有更多的蒸汽进入气泡,直至到水面才破裂,所以没有响声,即“开水不响”。

    6.扬汤止沸不如釜底抽薪

    物理原理:水沸腾条件有二,即达到沸点和继续吸热。水只要达到沸点,再继续吸热,就能沸腾。把开水舀起来再倒回去,可以增加水的表面积,从而加快了水的蒸发速度,由此而降低了温度,可以暂时缓解水的沸腾。但不能解决根本问题。要使水停止沸腾,就必须切断水的吸热源,把锅底的柴火抽掉,水的沸腾就会马上停止。

    7.水缸出汗,不用挑担/缸穿裙,大雨淋

    物理原理:夏天,缸中的水由于蒸发,水面以下部分温度比空气温度低,空气中的水蒸气遇到温度较低的缸外壁就会产生液化现象,出现水珠。晴天时空气中水蒸气含量低,也可在水缸外壁液化,但微量的液化很快便会蒸发,不能形成水珠。而如果空气潮湿,水蒸发就很慢,水缸外壁的液化大于汽化,就有水珠出现,液化成的小水珠到了一定程度就会往下流,使得水缸外壁出现一条条的痕迹,像穿了裙子似的。出现此现象说明空气中水蒸气含量大,这预示着要下雨,当然不需挑水浇地了。

    8.雾里山疑失,雷鸣雨未休

    物理原理:此句出自郑板桥的《江晴》。诗面上讲的是一段雨后风景,雨雾缭绕群山,雷声伴着最后的细雨,谈到了雾和雨,在晚上,低空中的水蒸气遇冷降温液化成小水珠,停留在空中就形成了雾。当水蒸气上升到高空时,遇冷温度下降液化成小水珠,降下即为雨。

    9.冒气的冰淇淋,不冒气的热汤

    物理原理:冰淇淋是夏日解渴的上佳食品,每当打开它便会白气冒起,其原因为空气中的水蒸气遇到冷冷的冰淇淋,温度降低,液化成大量小水珠浮在空气中,即冰淇淋上冒出的“白气”。火锅是冬天的美食,但汤在加热时竟无一丝“白气”冒出,那是因为热汤上浮有厚油一层,油阻碍了水的蒸发,反而无“白气”。

    二、凝华、凝固、升华、熔化

    1.霜前冷,雪后寒/雪落高山,霜降平原/下雪不冷化雪冷(凝华、凝固、升华、熔化)

    物理原理:霜是地表上的水蒸气在较低温度下放热凝华形成的,故形成霜前的温度一定较低。又因为山下平地表面上的水蒸气比高山上多,故平地易结霜,而高山不易形成霜。雪是高空中的水蒸气凝华或水滴凝固形成的,凝华、凝固都是放热过程,但化雪主要熔化和少量的升华过程,都需吸热。高山气温低于山下平地气温,下到高山的雪不易融化,而下到平地的雪易及时融化,所以同样的雪,高山上比平地多。

    2.月落鸟啼霜满天,江枫渔火对愁眠/蒹葭苍苍,白露为霜/秋风萧瑟天气凉,草木摇落露为霜

    物理原理:这三句是诗分别出自:张继的《枫桥夜泊》《诗经蒹葭》,曹丕的《燕歌行》。霜是由地表上的水蒸气在较低温度下放热凝华形成的,落在草、树枝等近地表的位置。在晚上,低空中的水蒸气遇冷降温液化成小水珠,停留在空中就形成了雾,弥漫在空中的。地面上草、木、石块等固体由于辐射热量,它们的温度下降速度快于空气温度的下降。当草、木、石块等降到某一温度而使附近的空气达到露点时,则有水珠凝结在这些物体上液化形成露。所以诗文中的“霜满天”个人认为是指雾弥漫在空中。后两句中均提到“露为霜”,由以上分析可知霜为水蒸气凝华所得,而非露凝固所得。显然这三句均为夸张,违背了物态变化的规律。

    3.冰,水为之,而寒于水

    物理原理:此句出自《荀子·劝学》。蕴含的物理知识:水在0℃以下,随着时间的推移可结成厚厚的冰,而冰熔化需要吸收热量,所以用手摸着感觉比水凉许多。

    4.冰冻三尺,非一日之寒

    物理原理:由水结冰的原理可知,水的温度在0℃~4℃之间是热缩冷胀,4℃时水的密度最大。当整个水温都降到4℃时,水的对流停止。气温继续下降时,上层水温降到4℃以下,密度减小不再下沉,底层水温仍保持4℃,上层水温降到0℃并继续放热时,水面开始结冰。由于水和冰是热的不良导体,光滑明亮的冰面又能防止辐射,冰下的水放热极为缓慢,结成厚厚的冰,当然需要很长的寒冷时间。

    5.北国风光,千里冰封,万里雪飘/欲渡黄河冰塞川,将登太行雪满山

    物理原理:前句出自毛泽东的《沁园春·雪》,显示了冰雪的震慑之美。后者为李白《行路难》,展示了冰封江河,大雪封山给行路带来的艰难。冰雪均为水的物态变化,冰为水温降低到0℃以下凝固结成冰,而雪则为高空中的水蒸气在温度低于0℃便直接凝华成小冰晶,落到地面上便是美丽的雪花。

    6.小麦冬盖一床被,来年枕着馒头睡/瑞雪兆丰年

    物理原理:落在地上的雪有许多松散的空隙,里面充满着不流动的空气,是热的不良导体,它能较好地防止地里热量的散失,保护农作物,在寒冷的冬季不被冻坏。同时雪融化成水渗入麦田,对麦苗来年的生长极为有利;雪花在形成和降落过程中会凝聚许多含有微量元素或有机物的灰尘,对小麦还具有一定的肥效。

    7.抱雪向火

    物理原理:向火的目的是为了取暖,吸收热量。而抱着雪向火,雪不仅会从火源处吸收热量,还会从人体中吸收热量。这样人体不仅不能吸收热量,反而要放出热量。事以愿违,南辕北辙。

    小结

    关于物态变化的语句还很多,在此不再赘述。对于这类语句涉及到的物态变化如在教学中很好的引用,将起到事半功倍的教学效果;同时也应引导学生对诗句的物理知识进行分析,是否符合事实。

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