液化现象的剖析
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一、 知识精讲
物质由气态变成液态的现象叫做液化.我们首先来回顾一下课本上的两个实验：
实验一 探究“模拟自然界中‘雨’的形成”.在两个锥形瓶内注入少量的温水，在两个蒸发皿中分别装有少量冰块和开水（如图1所示），观察到图1甲中瓶口内出现“白雾”，而图1乙中却没有出现“白雾”，比较这一现象说明锥形瓶内的水蒸气，遇到温度较低的蒸发皿，温度降低凝结成小水滴发生液化现象，而遇到温度比较高的蒸发皿，温度不会降低就没有发生液化.
实验二 通过观察在注射器内滴入几滴乙醚，用橡皮塞堵住注射孔，先向外拉动活塞，当看不见针筒中的乙醚液体时，再推压活塞，就看到针筒中又出现液态乙醚.这一现象说明在乙醚气体的体积减小时发生了液化现象.
由此可见，使气体液化的方法有两种： 降低气体的温度和压缩气体的体积.
液化是汽化的逆过程，液体汽化时要吸热，气体液化则要放出热量.
二、 应用实例
“青藏铁路”在修建的过程中，为了解决千年冻土的问题，在铁路的两侧插了许多叫做“热管”的柱子.（如图2所示）热管是20世纪80年代研制出来的一种导热本领非常大的装置，它比铜的导热本领大上千倍，而它的结构并不复杂.在热管的内壁衬上一层多孔材料，叫做管芯，管芯里面装有极容易挥发的液氨，然后将两端密封起来，热管内处于真空状态.热管的工作原理很简单： 当路基温度上升时，液态氨吸收热量发生汽化现象，液体分子变成速度极高的气体分子上升到热管的上端，通过散热片将热量传导给空气，此时气态氨放出热量的同时发生液化现象变成了液态氨，经管芯的毛细作用又沉入了管底.热管中的液氨不断的汽化和液化，把热量从一端传到另一端，液态氨在汽化和液化过程中，要吸收和放出大量地热，这样热管就相当于一个永动的天然“制冷机”.其实利用热管高效传递热量的特点，有许多地方都可用到.如在人造卫星的外壳上，用热管一圈圈环绕起来，可使受阳光照射的一面与背阳光的一面温差大大减小.保持卫星各部分温度基本均匀，保证了外壳安全和内部仪器和仪表的正常工作.又如不可以直接加热的设备，可以利用热管间接加热；锅炉上装有热管可以用来回收余热，提高热效率等等.
三、 典型题析
例1 下列说法正确的是（）
A. 常看到从水壶嘴里冒出的“白汽”就是水蒸气
B. 夏天打开电冰箱冷冻室门时，看到从门里放出“白汽”，是电冰箱里的水蒸气遇冷液化而生成
C. 冬天人在室外讲话，常常会看到口中冒“白汽”，是空气中的水蒸气遇冷液化生成的
D. 通常所说的“白汽”，其实就是雾状的水珠，是温度较高的水蒸气遇冷液化而生成的
分析 水蒸气是气体，在空气中是看不见的，“白汽”在空气中看得见，它就不是气体，而是液体，是较高温度的水蒸气，遇冷温度降低而生成的小水珠.B中是电冰箱外的水蒸气.C中是说话人口中的水蒸气遇冷温度降低液化而成的.
解答 D
例2 用如图3所示的装置将沸腾时产生的水蒸气，通入水槽B中的试管A，水槽B装有冷水.一段时间后，我们会看到在试管A中有水，同时发现温度计C的示数上升.这一现象说明__________.
分析 试管A中有水，说明发生了液化现象；温度计示数上升说明冷水吸收了热量，温度上升.
解答 水蒸气液化时要放出热量
例3 烧伤科医生说： 喷出的蒸气烫伤要比开水烫伤严重，这是为什么？
分析 物态变化的过程伴随着热量（能量）交换的过程.气体液化时要放出大量的热，1g100℃的水蒸气液化成1g100℃的水，放出的热量是同质量的100℃的水温度降低1℃放出热量的539倍.
解答 100℃的水蒸气降温变成水可分成两个过程： （1） 100℃的水蒸气要放出大量的热才液化成100℃开水；（2） 100℃的开水温度降低还要再放出热量.可见水蒸气烫伤要比开水烫伤严重.
例4 如下表所示，若用降温的方法，在通常情况下，首先液化得到的是（）
A. 液态氧B. 液态氮
C. 液态氢D. 无法判断
分析 在通常情况下，物质在沸点以上处于气态，在沸点以下熔点以上处于液态，在熔点以下处于固态.可以用常见物质“水”作类比的方法帮助理解和记忆： 100℃（水的沸点）以上是水蒸气（气态），0℃（熔点）~100℃之间是水（液态），0℃以下是冰（固态）.同理，-253℃（液态氢的沸点）以上是气态氢，-259℃（固态氢的熔点）~-253℃之间是液态氢，-259℃以下是固态氢.以此类推，-183℃以下首先得到的液态氧.
解答 A
例5 如图4所示，甲、乙两个房间的两水壶都已烧开，试判断哪个房间的气温比较高？说明理由.
分析 我们不仅可以从温度推断出物质所处的状态，而且还可以通过物态变化的快慢推断出气温.解答例5时，联想到人说话冬天能够看到呼出来的“白汽”，而夏天却看不到，就是因为冬天人呼出来的气体中的水蒸气，温度可以降低发生液化，而夏天温度却不会降低不发生液化现象，所以看不见.
解答 乙房间的气温高.因为乙房间液化现象没有甲房间明显.