劉若彤
成語、諺語、古詩詞是經(jīng)過幾千年歷史錘煉的漢語精華,也蘊含著豐富的物理知識,讓我們共同了解其中的物態(tài)變化知識,以加深對相關(guān)知識的理解。
樹大招風(fēng)/大樹底下好乘涼(蒸發(fā))
物理原理:樹葉不停地進(jìn)行蒸騰作用,將樹體內(nèi)的水汽化成水蒸氣。汽化是一個吸熱過程,導(dǎo)致大樹下的氣溫較低,在樹葉間就形成一個低氣壓區(qū)。樹下及周圍的空氣在樹體外圍大氣壓的作用下就會前來補(bǔ)充,從而形成空氣的對流,便“招”來了風(fēng)。樹冠越大,這種對流越明顯,進(jìn)而加快了人體表面汗液的蒸發(fā),帶走人體更多的熱量,所以人在大樹底下感覺更涼快。
油中撈錢(沸騰)
物理原理:江湖藝人經(jīng)常表演把手伸到沸騰的油鍋里取銅錢,銅錢被拿出來的時候,手安然無恙。這個表演可稱為一個魔術(shù)表演。其中有個很簡單的沸點知識:江湖藝人的油鍋里有油和醋,醋的沸點只有60℃左右,低于油的沸點,翻滾的油鍋中其實只有醋在沸騰,所以不會燙傷手。
開水不響,響水不開(蒸發(fā)、沸騰)
物理原理:在水升溫的過程中,附在器壁和水中的空氣形成一個個的小氣泡,氣泡的體積隨蒸氣進(jìn)入而不斷增大上升,但水上部的溫度較低,上升的氣泡內(nèi)一部分蒸氣又凝結(jié)成水,使得氣泡變小或破碎,許多氣泡產(chǎn)生這種變化從而引起振動,發(fā)出響聲,即“響水不開”。當(dāng)水溫上升到沸點時,上下水溫一致,氣泡在上升過程中,有更多的蒸汽進(jìn)入氣泡,直至水面才破裂,所以沒有響聲,即“開水不響”。
揚湯止沸不如釜底抽薪(沸騰、蒸發(fā))
物理原理:水沸騰的條件有二,即達(dá)到沸點和繼續(xù)吸熱。水只要達(dá)到沸點,再繼續(xù)吸熱,就能沸騰。把開水舀起來再倒回去,可以增加水的表面積,從而加快水的蒸發(fā)速度,由此降低溫度,可以暫時緩解水的沸騰。但這不能解決根本問題。要使水停止沸騰,就必須切斷水的吸熱源,把鍋底的柴火抽掉,水就會馬上停止沸騰。
扇子有涼風(fēng),宜夏不宜冬(蒸發(fā))
物理原理:夏日氣溫較高,扇扇子有利于空氣的流動,從而加快了人體表面汗水的蒸發(fā)。而蒸發(fā)要吸熱,因此扇扇子有制冷作用,所以宜夏不宜冬。
加火不如加蓋(沸騰)
物理原理:在常壓下,水的沸點為100℃,沸騰之后再繼續(xù)加熱,水溫保持不變,只會使大量的水白白汽化,浪費能量。相反,給鍋加蓋能使鍋內(nèi)氣壓增大,水的沸點升高,從而使飯菜熟得更快,同時也能減少鍋內(nèi)水的汽化,減少熱量損失,節(jié)約能源。高壓鍋就是這個原理。
水缸出汗,不用挑擔(dān)/缸穿裙,大雨淋(蒸發(fā)、液化)
物理原理:夏天,缸中的水由于蒸發(fā),水面以下部分溫度比空氣溫度低,空氣中的水蒸氣遇到溫度較低的缸外壁就會產(chǎn)生液化現(xiàn)象,出現(xiàn)水珠。晴天時空氣中水蒸氣含量低,也可在水缸外壁液化,但微量的液化很快便會蒸發(fā),不能形成水珠。而如果空氣潮濕,水蒸發(fā)就很慢,水缸外壁的液化大于汽化,就有水珠出現(xiàn)。液化成的小水珠到了一定程度就會往下流,使得水缸外壁出現(xiàn)一條條的痕跡,像穿了裙子似的。出現(xiàn)此現(xiàn)象說明空氣中水蒸氣含量大,預(yù)示著要下雨,當(dāng)然不須挑水澆地了。
霧里山疑失,雷鳴雨未休(液化)
物理原理:此句出自鄭板橋的《江晴》。詩面上講的是一段雨后風(fēng)景:雨霧繚繞群山,雷聲伴著最后的細(xì)雨。該句談到了霧和雨。在晚上,低空中的水蒸氣遇冷降溫,液化成小水珠,停留在空中就形成了霧。當(dāng)水蒸氣上升到高空時,遇冷溫度下降,液化成小水珠,降下即為雨。
霧里山疑失,雷鳴雨未休(液化)
物理原理:此句出自鄭板橋的《江晴》。詩面上講的是一段雨后風(fēng)景:雨霧繚繞群山,雷聲伴著最后的細(xì)雨。該句談到了霧和雨。在晚上,低空中的水蒸氣遇冷降溫,液化成小水珠,停留在空中就形成了霧。當(dāng)水蒸氣上升到高空時,遇冷溫度下降,液化成小水珠,降下即為雨。
冒氣的冰淇淋,不冒氣的熱湯(液化、蒸發(fā))
物理原理:冰淇淋是夏日解渴的上佳食品,打開它時白氣冒起。其原因為空氣中的水蒸氣遇到冷冷的冰淇淋,溫度降低,液化成大量小水珠浮在空氣中,即冰淇淋上冒出的“白氣”?;疱伿嵌斓拿朗常珳诩訜釙r竟無一絲“白氣”冒出,那是因為熱湯上浮有一層厚油,油阻礙了水的蒸發(fā),反而無“白氣”。
冰,水為之,而寒于水(凝固、熔化)
物理原理:此句出自《荀子·勸學(xué)》。蘊含的物理知識:水在0℃以下,隨著時間的推移可結(jié)成厚厚的冰,而冰熔化需要吸收熱量,所以用手摸著感覺比水涼許多。
北國風(fēng)光,千里冰封,萬里雪飄/欲渡黃河冰塞川,將登太行雪滿山(凝固、凝華)
物理原理:前句出自毛澤東的《沁園春·雪》,顯示了冰雪的雄渾狀美;后者出自李白的《行路難》,展示了冰封江河、大雪封山給行路帶來的困難。冰雪均為水的物態(tài)變化,冰為水溫降低到0℃以下凝固而成,而雪則為高空中的水蒸氣在溫度低于0℃時直接凝華成的小冰晶。
抱雪向火(熔化)
物理原理:向火的目的是為了取暖,吸收熱量。而抱著雪向火,雪不僅會從火源處吸收熱量,還會從人體中吸收熱量。這樣人體不僅不能吸收熱量,反而要放出熱量,事與愿違,南轅北轍。
霜前冷,雪后寒/雪落高山,霜降平原/下雪不冷化雪冷(凝華、升華、熔化)
物理原理:霜是地表上的水蒸氣在較低溫度下放熱凝華形成的,故形成霜前的溫度一定較低。又因為山下平地表面上的水蒸氣比高山上多,故平地易結(jié)霜,而高山不易形成霜。雪是高空中的水蒸氣凝華形成的,凝華是放熱過程,但化雪主要是熔化和少量的升華過程,都需吸熱。高山氣溫低于山下平地氣溫,下到高山的雪不易融化,而下到平地的雪易融化,所以同樣下雪,高山上的會比平地多。
冰凍三尺,非一日之寒(凝固)
物理原理:由水結(jié)冰的原理可知,水在溫度為0℃~4℃時熱縮冷脹,4℃時水的密度最大。當(dāng)整個水溫都降到4℃時,水的對流停止。氣溫繼續(xù)下降時,上層水溫降到4℃以下,密度減小不再下沉,底層水溫仍保持4℃,上層水溫降到0℃并繼續(xù)放熱時,水面開始結(jié)冰。由于水和冰是熱的不良導(dǎo)體,光滑明亮的冰面又能防止輻射,冰下的水放熱極為緩慢,結(jié)成厚厚的冰,當(dāng)然需要很長的時間。
小麥冬蓋一床被,來年枕著饅頭睡/瑞雪兆豐年(熔化)
物理原理:落在地上的雪有許多松散的空隙,里面充滿著不流動的空氣,是熱的不良導(dǎo)體,它能較好地防止地里熱量的散失,保護(hù)農(nóng)作物在寒冷的冬季不被凍壞。同時雪融化成水滲入麥田,對麥苗來年的生長極為有利;雪花在形成和降落的過程中會凝聚許多含有微量元素或有機(jī)物的灰塵,還具有一定的肥效。
人教版物理八年級(上)第三章《物態(tài)變化》課內(nèi)知識拓展?編輯/王一鳴