初二物理|3个诀窍帮孩子分清升华和凝华

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初二物理|3个诀窍帮孩子分清升华和凝华

你好,我是物理柯老师,985本科,香港科技大学硕士。

这里日常分享初中物理学习方法,文末会有精心准备的资料,希望我能帮助到您的孩子。

一位家长发来孩子的作业:冰箱冷冻室里的霜,孩子写成了“水凝固成冰”。她问我:“霜也是冰,怎么不是凝固呢?”

这句话正好卡在了物态变化的关键处。我们看到了最后的冰,还得弄清它原来是什么。水冻成冰和水蒸气直接变成冰,终点一样,走的路却不同。

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一、看见冰,还要问它从哪里来

冰箱壁上的霜,来自空气中的水蒸气。水蒸气遇到很冷的表面,直接变成细小冰晶,气态直接变成固态叫凝华,过程中放出热量。

冰箱关着门也可能长霜,因为里面仍有水蒸气。食物带入的水分、开门时进入的潮湿空气,都可能提供水蒸气;冷冻室内壁给它提供了凝华的冷表面。

如果先有一滴液态水,再冻成冰,发生的才是凝固。两种变化都能得到冰,但变化前的状态不同,所以名字不同。

孩子容易把“遇冷”当成判断依据,可遇冷还能发生液化。冷饮杯外的露珠是液体,冰箱里的霜是固体;我们要看清最后形成的是小水滴还是小冰晶,不能一看到水蒸气遇冷就写液化。

清晨草叶上的露水,通常是空气中的水蒸气液化;寒冷时表面直接长出的霜,通常是凝华。让孩子把“从气体变成什么”说清,两种现象就能分开。

如果露水先形成,后来又冻成冰,就经历了液化和凝固。虽然最后也是固体,却不能把这两个过程合起来叫凝华;“直接”要求中间没有先形成液态水。

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二、冻硬的衣服变干,中间一定有水吗

在持续低于0℃、衣服始终没有解冻的条件下,冻硬的湿衣服也会慢慢变干。原先留在布上的冰减少了,却没有先变成液态水,而是直接成为水蒸气进入空气。

固态直接变成气态叫升华,它与凝华的方向相反。这里的“直接”很重要,说明没有经过液态。

升华需要吸收热量。寒冷不等于没有热量传递,冰仍能从周围吸热,缓慢升华。不能因为气温低,就断言任何吸热变化都不会发生。

如果白天衣服先解冻成水,随后水蒸发,也能变干,但那就是熔化后再汽化了。题目强调“始终未解冻”,正是在排除这条变化路径。

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三、干冰少了,白雾却不是它变成的气体

干冰是固态二氧化碳。常压下,它吸热后直接变成气态二氧化碳,属于升华。名字里有“冰”,并不说明它就是冻成固体的水。

干冰旁边常出现白雾,孩子会顺着想:白雾就是干冰升华后的气体。这里要分开两种物质:二氧化碳气体看不见,眼前白雾主要是小水滴。

干冰升华从周围吸热,使附近空气降温。空气中的水蒸气遇冷液化,形成许多小水滴,才有了看得见的雾。干冰升华、白雾形成,是相关却不同的两个过程。

所以,“干冰变少”对应升华吸热;“周围出现白雾”对应水蒸气液化。

干冰用于人工降雨,也是借助升华吸热。在适合的低温云层中,水蒸气可能凝华成小冰晶;冰晶长大下落,进入较暖空气后熔化,才成为雨滴。

不能把“最后下雨了”直接写成干冰液化。题目问谁,就跟住谁,不把两种物质的变化混在一起。

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让孩子做下这几道题(5道)

基础题

1.(2026·江苏苏州)装有干冰的易拉罐置于空气中一段时间后,外壁上部出现水滴,是由于水蒸气________热量液化形成的。罐内干冰体积变小,这是因为干冰发生了________(填物态变化名称)。

2.(2026·黑龙江)“空里流霜不觉飞,汀上白沙看不见”,下列与霜的形成原理相同的是(  )

A.冰雪消融

B.晶莹的露珠

C.水结成冰

D.雪白的雾凇

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3.(2026·新疆)诗人李白有描写天山的诗句“五月天山雪,无花只有寒”。雪的形成是由于水蒸气发生了(  )

A.熔化

B.凝固

C.液化

D.凝华

中档题

4.室外气温始终低于0℃,冻硬的湿衣服一直没有解冻,却慢慢变干。衣服上的冰发生了什么物态变化?是吸热还是放热?若衣服先解冻后变干,还能用同一个名称解释全过程吗?

5.常压下,干冰逐渐变小,旁边出现白雾。分别指出干冰变小和白雾形成的物态变化,并说明白雾为什么不能叫“二氧化碳气体”。


答案与解析

第 1 题:答案 放出;升华。

解析:外壁水滴由水蒸气液化形成,液化放热。干冰是固态二氧化碳,常压下直接变成气体,是升华。

第 2 题:答案 D。

解析:霜和雾凇都是水蒸气直接变成小冰晶,属于凝华。A是熔化,B是液化,C是凝固;它们的变化路径都不同。

第 3 题:答案 D。

解析:水蒸气由气态直接变成固态冰晶,属于凝华。若液态水结成冰,才叫凝固。

第 4 题:答案 升华;吸热;不能,先解冻后变干是熔化后汽化。

解析:题目强调一直没有解冻,排除了先变成液态水的路径,因此是冰直接变成水蒸气。若先解冻,就包含固态变液态和液态变气态两个过程。

第 5 题:答案 干冰升华;水蒸气液化;白雾是小水滴。

解析:干冰升华吸热,使附近空气降温,空气中的水蒸气液化形成白雾。升华后的二氧化碳气体肉眼不可见,不能与白雾混同。


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