水的相变与循环
水为什么能离开液面，又怎样变回小水滴？
从粒子运动和能量转移解释蒸发、凝结、降水与汇集怎样连接成循环。
学习目标
- 用粒子模型区分液态水与水蒸气。
- 把蒸发和凝结与能量转移联系起来。
- 根据温度变化预测相变方向。
开始前
- 知道物质由微小粒子构成。
- 会读摄氏温度和简单箭头图。
互动科学实验
- 1蒸发
- 2凝结
- 3降水
- 4汇集
正在准备互动模型…
正在准备互动模型…
定性教学模型：数值和图示用于比较趋势，并非精密测量。
边观察，边解释
依次完成四步。按钮会把互动模型切换到对应观察状态。
-
水吸收能量时，粒子平均运动更快。液面上一些粒子能够克服相互吸引而成为看不见的水蒸气；蒸发在沸点以下也能发生。
你的任务: 提高温度，观察离开液面的粒子数量怎样变化。
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水蒸气向较冷环境转移能量后，粒子运动减慢并聚集成液滴。可见的云滴是液态水，不是水蒸气本身。
你的任务: 增加湿度或降低温度，观察液滴在哪里形成。
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液滴碰撞、合并并长大；当重力作用足以使它们下落时就形成降水。下落是位置变化，不是新的相变。
你的任务: 观察小液滴怎样合并，指出开始下落前发生的变化。
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落下的液态水在低处汇集。物质没有消失；当水再次获得能量，液面上的蒸发又可开始，使过程循环。
你的任务: 沿箭头追踪水回到液面的路径，说明循环中哪些过程改变了物态。
把现象连成解释
蒸发不是沸腾
蒸发只需液面上一部分粒子具有足够能量，所以可在许多温度下发生。沸腾则在达到相应压力下的沸点时，液体内部也形成气泡。
守恒与循环
相变不会把水变成另一种物质。粒子的排列和运动改变了，H₂O 仍是 H₂O；在封闭模型中总粒子数保持不变。
检查理解
可打印练习纸
先独立完成练习页；答案和解释在单独一页。
化学
水的相变与循环
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水为什么能离开液面，又怎样变回小水滴？
- 一杯水没有沸腾，水量仍缓慢减少。最合适的解释是？
- 冷杯外出现小水滴，最可能发生了什么？
- 凝结时，水向周围环境怎样转移能量？
答案页
水的相变与循环
- 液面上部分粒子有足够能量进入气体
蒸发可在沸点以下发生；离开的仍是 H₂O 粒子。
- 空气中的水蒸气凝结
附近水蒸气向冷杯转移能量，聚集成液滴。
- 水向周围释放能量
气体变液体时，水把能量转移给较冷的周围环境。