水、冰、水蒸气三者之间的转化过程及吸放热关系如下:
一、常见转化过程
固态到液态(熔化) 冰受热吸收热量后变成水,例如冰水混合物加热至0°C以上。 - 吸热:
熔化过程需要输入热量。
液态到固态(凝固)
液态水冷却至0°C以下变成冰,例如水结冰。 - 放热: 凝固过程释放热量。液态到气态(汽化)
液态水加热至100°C(标准大气压)沸腾后变成水蒸气,或常温下缓慢蒸发。 - 吸热: 汽化过程需要输入热量。气态到液态(液化)
水蒸气遇冷(如冷凝器)变成小水滴,例如湿衣服晾干时表面形成的水珠。 - 放热: 液化过程释放热量。固态到气态(升华)
冰直接变成水蒸气,例如冬天窗户上的冰花形成。 - 吸热: 升华过程需要输入热量。气态到固态(凝华)
水蒸气遇冷直接变成冰晶,例如霜的形成。 - 放热: 凝华过程释放热量。 二、特殊说明 过冷却
升华的逆过程:升华需要高温(如樟脑丸挥发),而凝华的逆过程(熔化)需要加热。
三、状态变化实质
水分子间距的变化是三态转换的本质:
固态:分子间距最小,排列规则;
液态:分子间距增大,流动性增强;
气态:分子间距最大,无固定形状。
通过控制温度和压力,可以灵活实现三态之间的转换。
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