登陆注册
18698300000006

第6章 息息相关——生活中的物质形态(1)

前面几章,我们已经对物质的形态作了全面介绍,处于不同空间中的物质具有不同的性质和形态,例如太空中的物质与地球上的物质的构成和形态均不同。那么,我们生活中的物质形态又是什么样子的呢?比如生活使用的水,吃的食物,用的电器以及穿的衣服等,都属于哪种物质形态呢?又将如何来对它们进行区分呢?走近生活中的物质世界,让我们一起了解其中的奥妙吧!

第一节生命甘露——物态中的水

水是人类的生命甘露,如果生活中没有水,就意味着我们无法生存。如此看来,水对于我们来说是一种非常重要的物质。那么,水都有哪些物质形态呢?我们知道常态的水是液态的,但是在温度高的时候,液态的水能变成水蒸气;在温度低的时候能变成冰;有的时候还能变成雾、霜、雪、雨,等等。在不同的情况下,物质有着不同的形态。

1.气态的水

气态的水是液态的水在高温的条件下发生的形态变化。在不同的条件下,液态水变成气态水的方式不一样,其中水的循环是一个比较常见的液态水转化为气态水的过程。根据水循环发生的领域不同,一般可以把水循环分为海洋与陆地之间的海陆间循环、陆地与陆地上空之间的内陆循环以及海洋与海洋上空之间的海上内循环等。

首先,是海洋与陆地之间的循环,这是一种常见的现象。一般情况下,水在太阳的照射下都会发生蒸腾现象,而海洋中的水更是如此。太阳照射下的海水,在蒸发的作用下变成水汽,然后再凝结成云。而云是雨水的最初形态,当云集中多了就会变成雨降落在陆地上。这样一来,陆地上的降水聚集多了就会流到江河中去,或者形成地下水。但是不管以哪一种方式,最终还会流回海洋,从而形成海陆间的水循环。

其次,是陆地与陆地之间的水循环,顾名思义,指的是陆地上的水,通过植物的蒸腾作用和江河水的蒸发作用升入到空中,然后形成云,而云经过积累又形成雨,最后又以雨的形式降落到陆地上。

再次,是海洋之间的水循环过程,这个过程也是通过蒸发的作用来实现的。在太阳直射的情况下,海洋上的水蒸发变成水蒸气,然后形成云,云再积累成雨,最终以雨的形式降落到海洋中。

由以上几个水循环的过程我们可以了解到,水的循环其实就是水的物态变化过程,其实也是水能够不断地循环利用的一个过程。

那么,在水的循环中都涉及到哪些物态的变化呢?

我们知道大气中的水汽主要是由地表水蒸发而成。无论是江河湖海中的水,还是潮湿的土壤,动、植物体内中的水分,只要在太阳的照射下都会发生蒸发作用。因此,这一过程是水由液态变成气态的一个过程。

虽然液态的水在太阳的照射下能变成气态水,但是如果温度不高的话,即使被太阳照射也不会发生蒸发。那么,在寒冷的地区,水还存在另一种形态——冰或者雪。在北方,冬天气温非常低,当地表的水在晴朗的天气中被蒸发到空气中时,遇到寒冷的气温就会凝结,从而形成雪或霜,然后降落到地面上。

当天气晴朗、气温开始回升的时候,固态的雪或者霜就会逐渐溶化成水,水在太阳的照射下又被蒸发成水蒸气,然后升华,进入大气层形成云,云层的积累又会形成雨,或者是再度被凝聚成雪或者是霜露等,在合适的时候再降落到地面,渗入土壤或流入江河湖海。

以后再蒸发(升华),凝结(凝华)下降。

因此,自然界里的水的物态变化是一个周而复始、不断循环的过程。液态的水可以凝结为固态的冰,也可以蒸发为气态的水汽,气态的水汽可以凝结为液态的云、雾、雨、露,也可以凝华为固态的冰晶、雪、霜;而固态的冰、雪、雹、霜可以融化为液态的水,也可以升华为气态的水汽。

知识小百科

你知道天上漂浮的白云是如何形成的吗?白云为什么是白色的吗

我们知道地表上的水,无论是海洋、湖面、植物表面,还是土壤中的水分,在太阳的照射下,每时每刻都在蒸发,变成水蒸气,然后进入大气层中。吸收了水蒸气的大气层变成湿空气,这些湿空气由于某种原因,不但不会向下降落而且还会慢慢地向上升。在上升过程中,由于周围空气越来越稀薄,气压越来越低,上升过程中空气体积就会发生膨胀。

我们知道,物质在膨胀的时候要消耗自身的热量,因此上升空气的温度要比原来的水蒸气低一些。温度降低了,容纳水汽的能力自然越来越小,空气含有充分的水分,水汽压就会减小,上升空气里的水汽很快达到饱和状态。如果温度再降低,多余的水汽就附着在空气中悬浮着的凝结核上,从而成为一个个的小水滴。如果温度低于0℃,多余的水汽就凝华成为冰晶或温度特别低的水滴。因此这些超级冷的小水滴集中在一起,在上升气流的支托下,在空中飘浮着,这就就是我们所看到云。

我们所看到的云大部分都是白色的,但为什么有的时候会是乌黑色的呢?特别是要下雨的时候,天空是暗黑色的,云也是乌黑的呢?其实,无论是白云或者是乌云,它们的组成成分都是一样的。不同的是它们内部的水滴的颜色有区别。

在晴朗的天气里,云朵一般都是白色的,而在阴天或者将要下雨的时候,云朵都是乌黑色的,这也是为什么我们会用“乌云密布”来形容下雨前的情景。晴朗的天空由于光度比较大,小水滴的颜色就显得比较亮一些,因此我们看到的云也是白色的;而在下雨前,由于天气骤变,光度受到其他因素的影响,小水滴见光度就会降低,因此就显得比较暗淡,甚至有时候什么也看不到,所以那时的云是乌黑色的。这就是白云和乌云的直接区别。据研究,白云的亮度要比乌云大100倍左右呢!

2.固态的水

气态的水是水循环的一个重要物质形态,那么,固态的水在水世界里占据着什么样的位置呢?固态的水又有哪些不同形态呢?在水家族中,雪、霜、冰等都是固态的水。

首先说雪,它是由空气中的水汽遇到低温而形成的一种固态水,是大气固态降水中的一种最主要的形式,也是冬季降水的主要形式之一。雪的大小与形状不一,有的是圆形的小颗粒状,有的是一片片的形如鹅毛状,还有的是一丝一丝的针状,它们分别被称为雪子、雪花以及针状雪晶。但是不管是什么形态的雪,它们都是一种固态的水,是水的一种比较重要的形态。另外,根据雪下的疏密程度不同,气象学上把雪分为暴雪、大雪、中雪和小雪四个级别。

其次说霜,它是冬季一种很常见的现象。在寒冷的季节的清晨,草叶上、土块上或者是地面上常常都会覆盖着一层白色的结晶。它们能够在初升起的阳光照耀下闪闪发光,待太阳升高后就融化了。

人们常常把这种现象叫“霜”。

那么霜是怎么形成的呢?它与雪不同,其形成不是从天空降下来的,而是在接近地面层的空气里形成的,是一种白色的冰晶,也是一种固态的水。霜的形成一般是在夜间,在少数情况下,也会在日落以前太阳斜照时形成。它的形成和天气、附着的物体的属性有一定的关系。只有在物体表面温度比较低,物体表面附近的空气温度比较高的情况下,才有可能形成霜。也就是说,当空气和物体表面之间存在一定温差的情况下,才能形成霜。

寒冷的季节,是不是在什么样的天气情况下都会有霜形成?当然不是这样的。因为霜的形成还要受其他一些物质的影响。例如云对地面物体夜间的辐射冷却有一定的妨碍,夜晚,当天空中有云的时候,也不利于霜的形成。因此,霜大部分都出现在晴朗的夜晚,也就是地面辐射冷却强烈的时候。另外,如果有风,也不利于霜的形成。因为有风的时候,由于空气流动速度很快,接触冷物体表面的时间太短,并且上下层的空气容易互相混合,不利于温度降低,从而妨碍霜的形成。不过在微风的情况下,受影响并不大,当风速达到3级或3级以上时,霜不容易形成。因此,霜一般形成在寒冷季节里晴朗、微风或无风的夜晚。这也是人们常说的晴朗的天气容易出现霜降,另外还有“霜重见晴天”的谚语,也是根据这个原理而来的。

再次说冰,在一定的条件下,冰是由液态的水转化为固体的水而形成的一种最常见的物质。由于液态的水遵守热胀冷缩这一规律,所以一般在4℃以下的时候,原来呈线形分布的缩合分子,就会出现一种像冰晶结构一样的似冰缔合分子,叫做“假冰晶体”。“假冰晶体”的存在,使水的密度降低,这也是水在4℃时密度最大,低于4℃密度又要减小的原因。一般在4℃以下的时候水就比较容易凝结成冰了,这就是为什么在寒冷的季节中,水容易结成冰的原因。

另外还有一种和冰质地一样,但是并不一定要在冬季才会形成的固态水,它就是“冰雹”。它俗称雹子,在有的地区也叫“冷子”,是夏季或春夏之交时期最为常见的一种自然现象。它大小不一,有的小如绿豆、黄豆,而有的大似栗子、鸡蛋等,特大的冰雹甚至比柚子还要大。

那么冰雹是如何形成的呢?其实它和雨、雪一样都是从云里掉下来的。不过,能够形成冰雹的云是一种发展十分强盛的积雨云,而不是普通的云层。对于普通的云层来说,是不会形成冰雹的,即使能也只是很小的粒子。积雨云也是由地面附近空气上升凝结而形成的。空气从陆地上升的过程中气压会降低,体积会膨胀,如果上升空气与周围没有热量交换,由膨胀消耗的能量会使空气的温度降低,这种温度变化又被称为绝热冷却。

一般情况下,空气每上升100米,绝热变化会使温度降低1℃左右。在这样的情况下,空气中所容纳的水量就会随绝热变化而降低。

空气达到饱和之后,过剩的水汽便附着在飘浮于空中的凝结核上,从而形成水滴。当温度低于0摄氏度时,过剩的水汽便会凝华成细小的冰晶。当这样的小冰晶越聚越多的时候,也就形成云了。如果是在对流运动的情况下形成的云,就是积云。积云的不同变化会形成不同的自然现象,例如积云在空中的对流不是很强烈的话就会形成积云雨,如果是中等强烈的话会形成暴雨,如果是特别强烈的积云就会形成冰雹。冰雹和雪一样,也是一种固态降水。

以上是我们常见的水的几种不同形态,不管是哪种形态的水,都对于我们的生活非常重要。无论是固态的水还是气态的水,它们最终都要转化为液态,成为地下水或者是江河湖海中的水。由此可见,水对于我们来说是多么重要。但是,近些年来水资源的破坏十分严重,不仅是因为人口的增多水资源带来了负担,更重要的是一些工业的发展使原本能够利用的水变成了废水。地球上的淡水资源在不断减少,如果我们不引起重视的话,将会面临一场前所未有的水危机。

我们知道,水资源日益减少,人类的水资源环境日益恶化。那么,究竟是什么原因造成水资源的锐减呢?

首先是人口的原因。在20世纪,世界人口比以前增长了两倍,而人类的用水量增长了6倍。在过去的50多年里,全世界淡水的使用量增加了将近4倍,每年高达4130立方千米。据估计,目前全世界有一半以上的国家和地区面临饮用水缺乏的问题,特别是对于那些经济欠发达的第三世界国家,已有70%的人面临缺水的威胁。

其次是污染严重。随着现在工业的不断发展,原本数量有限的淡水资源,受到的污染越来越多。从全世界来看,每年排放的污水多达4000多亿吨,造成污染的水多达5万多亿吨。根据世界联合国有关机构对水资源所进行的监测表明:全球高达十分之一的河流受到了不同程度的污染,致使地球上每年有700多万人因饮用不干净的水,而引发了不同种类的疾病,严重的还导致死亡。目前全球每天都有6000名左右的儿童死于饮用水污染导致的疾病。据专家估计,在今后20年的时间里,人类用水量还将增长40%左右,在那个时候将会有更多的人没有干净的水使用。如果不改变目前的用水方式,到2025年全球将有约50亿人的生活将面临用水困难问题,其中25亿人将面临用水短缺。

因此,水资源的缺乏已经是一个很严重的问题。但是,目前并没有太多的人注意到这个问题的严重性,甚至有些人还天真地认为水是用之不竭、取之不尽的。这是一种完全错误的认识,因为世界性的水荒已经开始给我们带来严重的后果。例如,有的地区由于水供应不足从而阻碍了各方面发展;在地中海沿岸、非洲北部和撒哈拉沙漠以南等地区,由于水资源的缺乏而引起了一些争端问题等。

因此联合国最新统计表明,全球大部分的热点地区与严重缺水有关,其中以非洲和中东地区最为明显。

因此,我们一定要节约用水,不要让那些口号成为一句空话,要做到从自身做起,从现在做起。如果你是一个爱护生活和我们美好家园的孩子,那么就要积极参与节约用水的活动。告诉你身边的朋友、家人、同学,珍惜每一滴水!

第二节生活保障——物态自然观

生活中,除了我们饮用的水有不同的物质形态外,其他的生活用品也有不同的形态的。就拿我们使用的燃料来说吧,有气态的、液态的、固态的等,虽然它们的形态各不相同,但是都具有可燃性,而且在我们的生活中有着不同的作用。

1.气态燃料

同类推荐
  • 驭海史话:人海和谐共生之路

    驭海史话:人海和谐共生之路

    《驭海史话:人海和谐共生之路》讲述了人类行为海洋中数以万计的居民的生活环境造成的冲击与影响。书中研究了人类与海洋过去和现在的联系,主要阐述了人类对海洋生命及栖息地造成的负面影响。其中包括大气和海洋的污染以及商业性的捕鱼等,导致濒临灭绝的海洋生物种类不断增加,使得巨大的海洋资源被人为的破坏。书中呼吁人类与海洋应该健康和谐地共处,保护这个看似强大实则脆弱的海洋生态。
  • 求知文库-地理知识大博览

    求知文库-地理知识大博览

    地球是我们赖以生存的地方,是人类和其他动植物共同的家园,地球和我们的关系太密切了,从一出生就注定了和它再也不能分开,那么地球又是从哪儿来的呢?
  • 探索未知-诺贝尔物理粒子发现

    探索未知-诺贝尔物理粒子发现

    探索未知,追求新知,创造未来。本丛书包括:奇特的地理现象、遗传简介、生活物理现象解读、奥妙无穷的海洋、认识微生物、数学经典题、垃圾与环境、湛蓝浩瀚四大洋、生物的行为、漫谈电化学、数学古堡探险、中国的世界文化遗产、中国古代物理知识、中国三大三角洲、中国的地理风情、多姿的中国地形、认识少数民族医学、悠悠的中国河流等书籍。
  • 探索未知丛书-从小学科学03

    探索未知丛书-从小学科学03

    探索未知,追求新知,创造未来。本丛书包括:地理世界、动物乐园、海洋与天空、化学天地、计算机王国、历史趣闻、美术沙龙、农业科学、少年楷模、物理城堡、艺术天地、音乐之声、幼儿教育、语文大观、植物之谜、走遍天下、祖国在我心中等书籍。
  • 新编科技知识全书:衣食住行与科学知识

    新编科技知识全书:衣食住行与科学知识

    面对浩瀚广阔的科普知识领域,编者将科普类的内容归纳总结,精心编纂了一套科普类图书,使读者能够更全面、更深入的了解科普知识,以便解开心中的种种谜团。阅读本套图书,犹如聆听智者的教诲,让读者在轻松之余获得更加全面深刻的理论教育,使自己的思想更严谨,更无懈可击。相信每一个看过这套书的读者都会为之受益。
热门推荐
  • 天武之途

    天武之途

    乞丐紫阳,在面临着宗门灭门之时,却在后山突然发现了一块木头,就是这块木头彻底改变了他的人生,彻底改变了他乞丐之名。他乃乞丐出身,但绝不会因乞丐而终生,看他如何以一个蚂蚁的力量,步一步独登巅峰,问鼎苍穹!“我紫阳不可能一辈子行乞!武道天途,唯我独霸!”……
  • Moon-Face and Other Stories

    Moon-Face and Other Stories

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。
  • 霸道总裁强娶新娘

    霸道总裁强娶新娘

    文清雅和肖皓本来是两个世界的人,但是文清雅遇见了李新,李新便对文清雅一见钟情,李新和肖皓的妹妹肖雯本来是一对恋人,面对李新的变心,肖雯伤心不已,肖皓就这么一个妹妹,自然是看不下去的,所以他不会让李新幸福的,他妹妹受得罪,他都会原封不动的还给李新,所以他决定要把文清雅用尽一切办法就在身边,本来以为这只是一场对李新抛弃自己妹妹的报复,可是不知不觉,肖皓竟然对文清雅动了心,而且一发不可收拾……
  • 物欲动物

    物欲动物

    富二代都是些生在父辈们很努力的家庭中的孩子,从遗传学的角度看,他们也应该很努力、很聪明……富二代的优点是懂得生活、懂得享受,在追求物质享受方面,超越了他们的父辈,比他们的父辈玩得更加刺激,因而骄逸,缺点是承受能力低,经受不了打击。这是一种普遍现象。电视或报纸上,常有这些报道……不是所有的富二代都是只懂得享受的人,他们也能吃苦,在追求金钱、财富和理想上,他们也跟普通老百姓家的年轻人一样努力,甚至更努力。
  • 七界孤星

    七界孤星

    一个不同寻常的一生,一个不同他人的修仙之路,一个天煞孤星传奇的故事
  • 冷妻捍夫

    冷妻捍夫

    她是丞相府不受宠爱的嫡长女,他是逍遥王府不受待见的二少爷。一日朝堂之上,他尴尬被女方退婚,她的一句我愿意仿佛一道光射进他的心底。从此她成了他的彪悍小娇妻!
  • 修真离婚后

    修真离婚后

    离婚后,虐渣男,她要过自己生活,不就一个男人,难道离了就活不起去了?切!谁知……迎来了第二春。
  • 苗归战纪

    苗归战纪

    5000年前,九星连珠发生飞星夺日的异象,带走正在《逐鹿之战》鏖战的战神蚩尤;5000年后,九星连珠又一次轮回,战神蚩尤又凭借九星连珠的强大力量回到了当初的那片热土。5000年后的世界又会掀起什么样的血雨腥风......苗族小子传承天命一路带着小伙伴,经过阎王殿,寻找九曲铜牛,穿过竹海碧波,闯过黄沙荒漠......最终找齐开启洪荒之界的钥匙,完成三大神器的开启;看苗族小子怎么书写史诗篇章,带领最后的九黎后裔回到当初的家园......
  • 可爱丫头争夺战

    可爱丫头争夺战

    君逸校园里的四位性格迥异的四位校草,霸道的顾铭兮,温柔的萧宇,萌男夜邱泽还有和林浅溪(女主)青梅竹马的上官睿,这样的四位校草又会与林浅溪擦出怎样的火花,浅溪的好闺蜜夏李又会发生什么。
  • 月亦为凰:逆天帝姬太嚣张

    月亦为凰:逆天帝姬太嚣张

    【血色的火焰降于凡界,万年前的诅咒开始运行】她是帝国的废柴帝姬,没有灵根,天生痴傻,貌丑无颜;她是末世纪令人闻风丧胆的第一杀手,腹黑毒舌,惊才艳艳,美似天仙。当她变成了她会发生怎样的故事呢?他是大陆身世成谜的少年国师,却在众人弃她于不顾之时对她纠缠不休。万年前的血咒开始慢慢转动,邪尊的示好,冥皇的落寞,魔君的霸道,神帝的溺宠,这一切到底隐藏着怎样的真相?万年前那不堪回首的记忆涌现,她又该何去何从……