水的三態與相互轉化


三態界説
水存在於三種相態:固態(冰)、液態(水)和氣態(水蒸氣)。在不同温度與壓力下,水可以相互轉化為不同的相態。
轉化過程
轉化過程 | 類型 | 特徵 |
---|---|---|
蒸發 | 液態 → 氣態 | 水吸收能量後,從液態轉變為氣態。 |
凝結 | 氣態 → 液態 | 水蒸氣釋放能量後,從氣態轉變為液態。 |
昇華 | 固態 → 氣態 | 冰直接轉變為水蒸氣,不經過液態階段。 |
沉積 | 氣態 → 固態 | 水蒸氣直接轉變為冰,不經過液態階段。 |
熔化 | 固態 → 液態 | 冰吸收能量後,達到熔點,轉變為液態。 |
凝固 | 液態 → 固態 | 水釋放能量後,達到凝固點,轉變為固態。 |
三相點
三相點是指特定温度與壓力下,水的三態可以同時並存。水的三相點位於 0.01°C 和 611.73 Pa。
能量釋放與吸收
蒸發和昇華需要吸收能量,而凝結、沉積、熔化和凝固則會釋放能量。這些能量變化在許多自然和工業過程中都扮演著重要角色。
水的三態
水的三態是指水在不同温度和壓強下存在的三種物理狀態,分別是:固態(冰)、液態(水)和氣態(水蒸氣)。
態狀 | 温度 | 壓強 | 分子排列 | 特性 |
---|---|---|---|---|
冰 | 低於 0 °C | 標準大氣壓 | 有序排列 | 固態、體積膨脹、密度低、不導電 |
水 | 0 °C 至 100 °C | 標準大氣壓 | 近於無序 | 液態、可流動、密度比冰高、導電 |
水蒸氣 | 高於 100 °C | 標準大氣壓 | 無序排列 | 氣態、可擴散、密度比水和冰低、不導電 |
水的三態的轉化
水的三態之間的轉化是由温度和壓強的變化引起的。當水在低温和高壓下時,分子運動緩慢,排列有序,形成冰。當温度升高或壓強降低時,分子運動加快,排列變得混亂,形成水。當温度進一步升高或壓強進一步降低時,分子運動更加劇烈,排列完全混亂,形成水蒸氣。
水的三態的性質
水的三態在性質上存在明顯的差異。冰是固態物質,具有規則的晶體結構,比水和水蒸氣更緻密,且不導電。水是液態物質,近似於無序排列,具有流動性和導電性,比冰更緻密,但比水蒸氣更稀薄。水蒸氣是氣態物質,分子排列無序,具有擴散性,比水和冰更稀薄,且不導電。
水的三態的應用
水的三態在人類生活和工業生產中具有廣泛的應用。冰可用於製冷、保鮮和醫療用途。水是人類生存和經濟發展不可或缺的資源,可用於飲用、農業灌溉、工業冷卻等。水蒸氣可用於發電、蒸汽推動和醫學消毒等。
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