热现象熔化和凝固

物质存在的三种状态：固态、液态、气态。物质由一种状态变成另一种状态叫状态变化。

熔化指物质由固态变成液态的现象，凝固指物质由液态变成固态的现象。

观察海波的熔化过程，然后分析海波的熔化图像。

固体可分为晶体和非晶体。晶体在熔化时有一定的熔化温度，非晶体在熔化时没有一定的熔化温度。

晶体熔化的两个必要条件：温度要达到熔点，要继续加热。

定义：温度计是用来测量物体温度的工具。

种类：实验用温度计、体温计、寒暑表（水银、酒精、煤油）

三种温度计的比较：

*温度计存储水银的玻璃泡上方有一段小缩口其目的是水银膨胀通过细小的缩口上升,

制作原理：根据液体的热胀冷缩性质制成的。

结构特点：是一根内径很小、密封的玻璃管，管的下端是装液体的玻璃泡，管上有刻度。

温度单位：包括℃摄氏度（摄氏温度）和K开尔文（热力学温度）。

摄氏温度的规则：冰水混合物的温度为0℃，在一标准大气压下沸水的温度为100℃。

热力学温度：宇宙中温度下限为-273.15℃，称为绝对零度。以绝对零度为起点的温度称为热力学温度。-273.15℃=0K

两者关系：T（热力学温度）=t（摄氏温度） 273.15

自然界中与物体冷热程度（温度）有关的现象称为热现象。人对冷和热会产生生理上的感觉，在温度较高的环境中，人感觉热；在温度较低的环境中，人感觉冷。但温度并不是热，温度表示物体的冷热程度。利用温度计可以准确地测量物体的温度。

我们说物体吸热和放热，这里的热，指的是能量。热力学第一定律告诉我们：热可以转变为功，功也可以转变为热，消耗一定的功，必产生一定的热，一定的热消失时，也必产生一定的功。

汽化：物质由液态变成气态的现象。

汽化的两种方式：蒸发和沸腾。

蒸发：是可以在任何温度下发生，但只能在液体表面发生的汽化现象。

影响蒸发快慢的因素：（1）液体的温度越高，蒸发越快，（2）液体的表面积越大，蒸发越快，（3）加快液体表面上方的空气流动，蒸发越快。

蒸发吸热，同时蒸发吸热有致冷作用。

沸腾：是在一定温度下在液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象。沸腾时，液体中形成大量的气泡上升变大，到液体表面破裂开来。

液体沸腾时的温度称为沸点。分馏法 （fractionation）是利用沸点不同进行分馏，然后精制纯化的方法。利用分馏法加热混合液，可以对混合液进行分离。

液化：物质由气态变成液态的现象。“白气”“白烟”、雾、露水、雨都是水蒸气遇到冷的物体液化形成的小水滴。

使气体液化的方法：降低温度、压缩体积。

实验表明：所有的气体在温度降到足够低时都可以液化，所有的气体在压强减小时，沸点降低，压强增大时沸点升高。

使气体液化的好处是缩小体积，方便运输、贮存，如液化天然气。

液化放热。被100℃的水蒸气烫伤要比100℃的开水烫伤更严重，为什么？因为水蒸气液化时放热，比同温度的开水放出的热量更多。

升华：物质由固态直接变成气态的现象。

凝华：物质由气态直接变成固态的现象。

霜、雪的形成：空气中的水蒸气遇到冷空气直接凝华变成固态小冰粒。2100433B

辐射换热现象是指各种工业炉、锅炉等高温热力设备中重要的换热现象。常见的问题有两类：固体表面间的辐射换热，取决于辐射角系数F和黑度ε值；固体表面间夹有气体的辐射换热，除F和ε值外，还与气体夹层厚度及其黑度有关。故热辐射过程的热量传递过程中伴随着能量形式的转化。辐射换热则是物体之间相互辐射和吸收的总效果。同时热辐射的辐射能与温度和波长均有关，物体发射辐射取决于温度的4次方。

辐射换热是两物体表面相互辐射的结果。因此，辐射换热量的大小取决于两物体的表面温度、发射和吸收辐射的能力及相对位置等。人工黑体是人工制造的近似黑体。选用吸收比小于1的材料制造一个空腔，并在空腔壁面上开一个小孔，再设法使空腔壁面保持均匀的温度，这时空腔的小孔就具有黑体辐射的特性。由于通过小孔进入空腔的辐射能在空腔内要经过多次吸收和反射，最终从小孔反射出去的能量非常小，小孔就具有黑体表面的性质。

物体与空气或其他气体作高速相对运动时所产生的摩擦力转为热力的过程，全称是空气动力加热。高速气流流过物体时，由于气流与物面的强烈摩擦，在边界层内，气流损失的动能转化为热能，使边界层内气流温度上升，并对物体加热（见边界层传热传质）。在高超声速飞行中，飞行器周围的空气因受剧烈压缩而出现高温，是气动加热的主要热源。气动加热会使飞行器结构的刚度下降，强度减弱，并产生热应力、热应变和材料烧蚀等现象，同时引起飞行器内部温度升高，使舱内工作环境恶化。这种因气动加热造成的飞行器结构在设计和材料制造工艺上的困难，称为“热障”。因此，气动加热是超声速流动和高超声速流动研究和飞行器热防护设计中必须考虑的问题。气动加热的理论主要包括高速边界层传热理论和驻点区的热能和辐射传热理论。

降低气动加热现象对物体的影响

物体由于在气体中做相对高速运动而摩擦，继而产生热。那么要降低气动加热现象对物体的影响，我们可以降低物体表面的粗糙程度使表面更光滑，减少摩擦。或者将物体尽量改为流线型，这样也有助于减少摩擦。当摩擦减少了，气动加热产生的热能就可以降低

另一种方法是运用于当今大部分航天器的，也就是在受加热最大的地方加装隔热材料

另外，产生气动加热现象的一个重要因素是速度，只要降低物体的不必要的运动速度，就能使气动加热现象的影响减少

热电现象是指当材料的温度发生变化时能够产生电信号；同样受到电压作用时，这种材料能够发生温度变化；这种现象称为热电现象。热电现象的产生主要是因为温度的变化会使材料的极化强度发生变化，引起表面电荷变化，或者释放出原先被屏蔽的电荷。