熱學的物態變化及其條件

物態變化是指物質從一種狀態變為另一種狀態的過程。我們知道，物質有三種不同的基本狀態:固態、液態、氣態。(像火和電等，它們屬於等離子態) 這次我們就從固、液、氣物質的三種基本狀態來說說物態變化及相應的條件。

融化和凝固

物質由固態變為液態的過程是熔化，這個過程中需要吸收熱量。比如常見的雪後天晴，相信大家也有過這種感覺:在冬天大雪紛飛時，往往覺得也不是特別冷。倒是天晴後雪開始融化成水時，反而覺得比下雪時還冷。這就是因為固態雪融化成液態水時，從空氣中吸收了熱量；物質由液態變為固態就是凝固，這個過程中會放出熱量，比如在煉鐵廠裡，鐵為液態時不怎麼覺得周圍熱，當液態鐵開始凝固成固體時，就覺得周圍都熱氣騰騰的。這就是凝固過程中會釋放熱量。

晶體和非晶體

物質可以分為晶體和非晶體，它們的熔化和凝固有相同點，也有不同點。首先相同點就是，都是熔化時會吸熱、凝固時會放熱。那麼不同點都有什麼呢？比如食鹽、海波、冰等物質都是屬於晶體。晶體在熔化過程中吸熱，而溫度不變。有一定的熔點，比如海波的熔點為48℃，那麼它到48℃就熔化了。同時也有一定的凝固點。接著我們再來說說非晶體，玻璃、瀝青、松香等物質都屬於非晶體。那麼它們就沒有一定的熔點和凝固點。非晶體熔化要持續吸熱。也就是說，冰熔化成水的過程中溫度不變。那麼給它加熱至沸騰的過程又是怎樣的呢？這裡就得說說汽化和液化，接著往下看吧……

汽化和液化

物質由液態變為氣態的過程是汽化，過程中會吸熱；物質由氣態變為液體狀態是液化，過程中會放熱。汽化有兩種形式:蒸發和沸騰。蒸發是發生在液體表面，在任何溫度下都可進行。它是緩慢汽化，與液體表面積、環境溫度、表面空氣流速等因素都有關；而沸騰是在液體表面和內部同時發生，需要達到液體的沸點，而且沸騰過程中是持續吸熱的。水沸騰後，繼續吸收熱量但溫度就不變了。那有的小夥伴就有疑問了:「那液體沸騰後吸收的熱量都去哪裡了？」以水為例從微觀角度解釋一下:分子間的引力和斥力是同時存在的，水分子也不例外。當持續對沸騰的水加熱，水吸收的熱量就轉化為了水分子分散脫離的能量了。想想這種情況下，水分子都一個一個地「跑」了。宏觀看到的水也就越來越少。這就是人們常說的「水燒乾了，沒有了。」其實啊，不是沒有了。是因為水分子們都去了別的地方，它們確實是一個都沒少。

升華和凝華

升華就是物質從固態直接變為氣態，過程中需要吸熱。比如固態的碘在受熱後直接成了碘蒸汽，固體二氧化碳也就是乾冰，受熱後直接成了氣態；在一些情況下，物質也會從氣態直接變為固態，中間沒有液體狀態出現。這就是凝華，過程中會放出熱量。比如電燈泡用久了以後大家會發現燈泡壁上有一層黑色的東西，這是因為電燈泡在運作時發熱，鎢絲一受熱就會升華為氣體。碰到燈泡壁遇冷又凝化成固態鎢。還有在寒冷的冬天，樹枝上形成的白色的霧凇，都是凝華現象。霧凇景象真的很漂亮。