水的形態與循環
地球表面約四分之三被海洋所覆蓋,總水量達 14 億平方公里,其中淡水僅佔 2.5%,可供我們使用的水資源僅佔全球水量的 0.73%。
在自然界中,水以固態(冰)、液態(水)和氣態(水蒸氣)存在。液態水沒有固定形狀,可隨處流動,形成河流、湖泊和海洋。氣態水蒸氣存在於空氣中,肉眼無法看見。
水的三態變化
水在不同温度下會發生三態變化:
- 凝固:液態水冷卻至 0 度以下時,會凝固成固態的冰。
- 融化:固態冰加熱後,會轉變為液態水。
- 蒸發:液態水加熱後,會蒸發成氣態水蒸氣。
- 凝結:氣態水蒸氣冷卻後,會凝結為液態水。
水的循環
由於地球地軸傾斜角和太陽自轉、公轉的關係,地球上温度變化,導致水呈現三態循環:
步驟 | 變化 |
---|---|
1 | 液態水 |
2 | 蒸發形成水蒸氣 |
3 | 水蒸氣冷卻凝結形成雲 |
4 | 雲中的水蒸氣過度膨脹形成雨或雪 |
5 | 雨水或融雪匯入河流、湖泊和海洋 |
6 | 返回步驟 1 |
應用
人類生活中的許多方面都利用了水的不同形態:
- 固態:製冰、保鮮
- 液態:飲用、灌溉
- 氣態:蒸汽機、發電、蒸餾
水的三態例子
水在自然界中存在著三種形態,分別是固態(冰)、液態(水)和氣態(水蒸氣)。這現象説明瞭物質在不同的温度和壓力下具有不同的物理性質。
水的三態轉化
水的三態轉換需要經歷以下過程:
- 熔化:固態的冰吸收熱量,轉變為液態的水。
- 汽化:液態的水吸收熱量,轉變為氣態的水蒸氣。
- 凝固:液態的水釋放熱量,轉變為固態的冰。
- 昇華:固態的冰直接轉變為氣態的水蒸氣,而不需要先轉變為液態的水。
- 凝華:氣態的水蒸氣直接轉變為固態的冰。
水的三態性質
狀態 | 特性 |
---|---|
固態(冰) | 分子緊密排列,形成穩定的晶體結構。 |
液態(水) | 分子排列較為疏鬆,具有流動性。 |
氣態(水蒸氣) | 分子運動速度快,體積擴張。 |
水的三態應用
水的三態轉化在生活中廣泛應用於: