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同為吸熱,為何溫度變化不同?

編輯: 路逍遙 關鍵詞: 高中物理 來源: 記憶方法網

  問題:在室溫為26℃環境下保存的酒精,打開蓋子一段時間后,留在杯中的酒精的溫度將_________(高于/低于/等于)26℃。

  一組對比數字:一個班在只學習“液體蒸發”內容時將這個問題作為當堂鞏固練習,選“低于”的占90%以上;,然而另一個班等學習完“物態變化”后再做這個問題,選擇正確的只有50%左右了。通過與學生進行交流,發現選擇“高于”或“等于”的同學普遍存在這樣“同理可證”的認識:

  觀點一:固體吸收熱量,溫度上升,如-10℃的冰塊吸熱后溫度會上升,所以酒精蒸發要吸收熱量,溫度肯定要高于26℃。

  觀點二:水沸騰時吸收熱量,但溫度保持不變;液體蒸發與沸騰一樣同為汽化,所以酒精蒸發時吸熱但不升溫,所以溫度仍為26℃。

  無論是蒸發還是沸騰都必須吸收熱量,例如水的沸騰通常是通過燃料燃燒來提供熱量,那么液體蒸發時從哪里吸熱呢?又為什么會吸熱呢?

  從分子運動的角度來看,蒸發是液體分子從液體表面分離出去的過程。因為分子從液體表面逃出需要克服分子引力,即能逃出去的那些分子的能量都很大,留下的都是能量較小的分子,所以蒸發的結果使液體的內能減小。宏觀上看,液體分子蒸發,吸收液體熱量,液體溫度降低。液體溫度的降低又直接導致了液體與其周圍物體之間存在了一定的溫度差,因而液體又會與周圍物體之間發生熱傳遞現象而從周圍物體(依附物、留下的液體、空氣等) 吸熱,導致周圍物體的溫度也會下降。

  另外,我想是不是也可按目前流行的說法來進行類比分析:

  固體熔化吸熱、液體沸騰吸熱,都是因為周圍溫度高于這些物體當前的溫度,所以它們都是“被動”吸熱;而液體蒸發時,不管周圍環境溫度怎樣,都有液體分子在掙脫液體束縛而逃離,也就是說蒸發在任何溫度下都可進行,它的吸熱是主動的,為了“自由”而戰——故液體蒸發具有致冷作用。


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