水的相变是什么 水的相变潜热是多少

导语：水的相变是什么？水的相变是一个精彩而神奇的过程，它展现了物质世界的多样性和变化规律，并且通过深入研究水的相变，我们可以更好地理解自然界的运行机制，为人类的生产生活提供更多启示和可能性，下面就去看看水的相变潜热是多少吧！

水的相变是什么

水滴

水是唯一以固态(冰)、液态和气态(水汽)在地球上存在的物质。如前所述，水的所有形态都是由氢原子和氧原子结合而成为水分子(H₂O)的。

冰、液态水和水汽

冰是由水分子组成的，这些动能(运动)较低的水分子由其相互作用引力(氢键)而结合在一起。冰的分子以网络状有序地紧密结合在一起。这种结构使得水分子相互之间彼此不能自由移动而只能在固定的位置振动。当冰被加热时，分子的振荡加快;当分子的运动速率增大到一定程度时，水分子之间的氢键被破坏，冰就开始融化。

水在液态时，水分子仍然紧密地挤在一起但运动得足够快，使其可以很容易地滑动通过另一个水分子。这样，液态水就成为流体而可以成为任何盛装它的容器的形态。当液态水从周围环境获得热量时，某些水分子获得足够的能量而破坏氢键从而逃离液体表面变成水汽。水汽分子之间有开阔的空隙。概括起来就是，当水发生相变时，氢键要么形成要么断裂。

潜热

无论何时，只要水的状态发生变化，就会与周围进行热量交换。例如，蒸发水需要热量。气象学家将水的状态变化所需的热量单位称为卡(Calories,卡路里),1卡相当于1克水温度升高1℃所需的热量。因此，当1克水吸收了10卡的热量，则水分子运动加快，温度升高10℃。

在一定条件下，当给物质加热其温度却可能不升高。例如，在玻璃杯中冰和融化的冰水混合在一起时，其温度保持在0℃不变直到冰全部融化。如果增加的能量没有使冰水温度升高，那么能量到哪去了呢?在这种情况下，增加的能量用来打开链接水分子成为冰晶结构的氢键。因为热量用于融化冰但不引起温度变化，这种热量就称为潜热(潜表示隐藏的意思，就像犯罪现场隐潜的指纹一样)。这一能量完全储存在液态水中，直到当水再次转变为固态时又作为热量释放出来。每融化1克冰需要约80卡热量，这一值称为融化潜热;而在相反的过程即冻结过程，每1克水会将这80卡热量作为融解潜热释放出来。在第5章的防霜冻一节我们将考虑凝结潜热的重要作用。

蒸发和凝结

潜热同样存在于水从液体变为气体(水汽)的蒸发过程中。在蒸发过程中，水分子吸收的能量用来产生使其作为气体逃离液态水表面所需要的运动。这一能量称为蒸发潜热，其值大致是在0℃时的每克水600卡到100℃时的每克水540卡之间。在蒸发过程中，温度较高(运动较快)的分子将逃离水面。结果剩下的水的平均分子运动(温度)会降低——因此说“蒸发是一个冷却过程”。当你潮湿的身体从装满水的游泳池或浴缸里出来时就一定会体验到这一冷却效应，在这种情况下，皮肤表面水的蒸发需要能量，你就会感觉到冷。

凝结与蒸发相反，是水汽变回到液态的过程。在凝结过程中，水汽分子释放能量(凝结潜热),其值与蒸发时吸收的量相等。当大气中发生凝结时就会有雾和云生成。潜热在许多大气过程中发挥着重要作用。特别是在水汽凝结形成云滴时释放出潜热会加热周围大气使其产生浮力。当空气中的湿度较高时，这一过程可以激励高大雷暴云的发展。此外，热带海洋上的水分蒸发和高纬度的凝结造成从赤道向极地的重要的能量输送。

冰块

升华和凝华

升华是不经过液态而由固体直接变为气体的过程。升华的例子有，放在冰箱里没有用过的冰块会慢慢变小;干冰(冻结的二氧化碳)迅速地变成云雾状很快消失。凝华是升华相反的过程：水汽直接变成固体。例如，水汽在固体上如眼镜或窗户上堆积时就是这种情况,这些沉积物称为白霜或简称为霜。家里常见的凝华过程就是冰箱里产生的“霜”。

水的相变潜热是多少

熔化潜热：当水在0℃时凝结成冰，所释放的热量大致等于将水从0℃加热到80℃所释放的热量。

汽化潜热：水的汽化潜热为40.8千焦/摩尔，相当于2260千焦/千克。另一种表述是，在0℃时，水的蒸发潜热为2.5×10^6焦耳/千克。

升华潜热：在冰升华为水汽的过程中，升华潜热为2.8×10^6焦耳/千克。

综上所述，水的相变潜热包括熔化潜热、汽化潜热和升华潜热，具体数值如下：

熔化潜热：大致等于将水从0℃加热到80℃所释放的热量。

汽化潜热：40.8千焦/摩尔 或 2260千焦/千克。

升华潜热：2.8×10^6焦耳/千克。