100902 物质的三态及其相互转换.docx

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100902物质的三态及其相互转换

物質的三態及其相互轉換

物質的三態 物質在一定的溫度、壓強條件下所處的相對穩定的狀態稱爲物態。

在一般條件下，主要是固態、液態和氣態這三種分子或原子集團的聚集狀態。

當分子或原子在相互作用的影響下，只能圍繞各自的平衡位置做微小的無規則振動時，表現爲固態；當分子或原子運動得比較劇烈，使它沒有固定的平衡位置，但還不致分散遠離時，就表現爲液態；如果不但分子或原子的平衡位置沒有了，也不能維持一定的距離，分子或原子之間的相互作用除了相互碰撞時以外幾乎可以忽略，就表現爲氣態。

因此，固體狀態能夠保持一定的體積和形狀，液體狀態雖能保持一定的體積但沒有一定的形狀，具有流動性，而氣體則能充滿它所能達到的空間，既沒有一定的體積，也沒有一定的形狀。

有人認爲除了上述三種狀態外，還應增加等離子態和超固態兩種物態。

當氣體中的分子或原子運動更加劇烈，就充分電離成離子與電子的混合集團，這種狀態稱爲等離子態，這是宇宙中普遍存在的一種物質的聚集狀態；當壓強達到百萬級大氣壓時，原子結構被破壞，原子週邊的電子殼層被擠壓到原子核範圍，這種狀態稱爲超固態。

晶體 是固體中的一大類，組成固體的粒子（原子、離子或分子）在空間有規則排列（呈空間周期性排列）的是晶體。

有時晶體也可以從幾何外形上來辨認。

許多天然晶體如石英、方解石等，呈規則的多面體外形。

但外形不一定是可靠的標誌，往往由於生長條件的限制，規則的晶面未能充分顯露。

在物理性質上，晶體在不同方向上的性質（如力學性質，熱學性質、電學性質、光學性質等）是不同的——各向異性。

譬如雲母晶體在不同方向上的導熱性不同。

晶體還具有確定的熔點。

這些都是內在結構的周期性在宏觀物理性質上的表現。

晶體又分爲單晶體和多晶體。

單晶體指整塊物體是一個晶體。

上述的晶體就是指單晶體。

如果整塊物體是由許多雜亂無章地排列著的小晶體（晶粒）組成，該物體就是多晶體。

一般的金屬材料即是，晶粒大小約有10-5～10-3釐米，每個晶粒都是小的單晶體，具有各向異性，但整塊多晶體除仍有確定的熔點外，既沒有天然規則的幾何形狀，在物理性質上也不顯示各向異性，而是各向同性的。

非晶體 是固體中的又一大類，組成固體的粒子在空間的分佈是混亂的，在長距離上沒有規則性（內部不具有周期性結構）的是非晶體。

從外觀上來看，它的天然狀態沒有規則的形狀。

在物理性質上，非晶體在不同方向上性質相同——各向同性。

譬如非晶體玻璃在不同方向上的導熱性相同。

非晶體沒有確定的熔點，溫度升高，逐漸軟化，流動性隨之增加。

這些都是內在結構不具有的周期性在宏觀物理性質上的表現。

非晶體的內在微觀結構跟液體非常類似，可以看作是粘滯性極大的液體。

所以嚴格說來只有晶體才能叫做真正的固體。

熔化現象 物質從固態變成液態的現象。

晶體和非晶體由固態熔化爲液態時的情況不同。

在外界一定壓強的條件下，晶體有一定的熔化溫度——熔點。

給晶體加熱，當溫度升高到熔點時，晶體開始熔化，在熔化吸熱過程中，溫度保持不變，直到全部熔化完以後，溫度才繼續上升。

譬如，在一個大氣壓下，冰在它的熔點0℃，外界持續均勻供熱，冰開始熔化爲水，直到完全熔化成水以前一直是冰、水混合狀態，溫度保持0℃。

非晶體沒有一定的熔點。

在加熱過程中溫度持續升高，非晶體先是由硬變軟，再逐漸變成粘稠狀液體，最終變成流動性好的液體。

在整個熔化吸熱過程中，溫度不停地上升，沒有固定的熔化溫度。

譬如石蠟、松香、瀝青在吸熱熔化過程都有這種變化過程。

大多數物質在熔化時體積膨脹，也有少數物質正好相反，例如冰、灰鑄鐵、銻、鉍等，它們在熔化時體積縮小。

凝固現象 物質從液態變成固態的現象。

晶體和非晶體由液體凝固爲固態時的情況不同。

在外界一定壓強的條件下，晶體有一定的凝固溫度——凝固點。

同一種物質的凝固點跟它的熔點相同。

使液體散熱，當溫度降到凝固點時，液體開始凝固，在凝固放熱過程中溫度保持不變，直到全部凝固成晶體以後，溫度才繼續下降。

譬如，在一個大氣壓下，水在它的凝固點0℃，持續向外均勻散熱，水開始凝固成冰，直到完全凝固成冰以前一直是冰、水混合狀態，溫度保持0℃，非晶體沒有一定的凝固點，它的液態在放熱過程中溫度不斷降低，液體由稀變稠，由軟變硬，最後成爲固態。

在整個凝固放熱過程中，溫度不斷下降，沒有固定的凝固溫度。

大多數物質在凝固時體積收縮，也有少數物質正好相反，它們在凝固時體積脹大，用灰鑄鐵澆鑄成的工件，表面紋理清晰；冬季水管和盛水容器常會在凍冰時被脹裂，都是這個道理，須分別加以利用或防止。

熔點 晶體物質熔化時的溫度，也就是該物質的固態和液態可以平衡共存的溫度，同一種物質的凝固點跟它的熔點在同樣的外界壓強下相同。

晶體物質的熔點跟壓強有關係。

熔化時體積膨脹的物質，外界壓強增大，熔化將受阻，熔點將升高；熔化時體積縮小的物質則相反，外界壓強增大，會促進熔化，所以熔點降低，冰的熔點就是隨增壓而降低的，但變化不大。

如每增加1個大氣壓，冰的熔點僅降低0.0075℃，因而在336個大氣壓下，冰的熔點將降爲—2.5℃。

一般來說，純物質中摻進另一種物質，熔點要降低。

例如海水比淡水的熔點低。

冰和食鹽的混合物，熔點可降到零下二十多攝氏度。

若爲冰和氯化鈣的混合物，熔點可降到零下五十多攝氏度。

某些合金的熔點較其中的純金屬的熔點要低。

一些低熔點合金在生産技術中被廣泛應用。

如焊接電路用錫鉛合金、保險絲用鉛銻合金等。

幾種晶體物質在1標準大氣壓下的熔點（℃）

加鹽改變冰的熔點 見“熔點”。

熔化熱 單位質量的某種晶體物質在熔點熔化成同溫度的液體時吸收的熱量。

單位是焦/千克。

單位質量的某種晶體的液態物質在凝固點凝固成同溫度的晶體時放出的熱量等於該物質在同一溫度的熔化熱。

物質的熔點跟壓強有關係，同一種物質在不同的熔化溫度下，它的熔化熱也不同。

幾種晶體物質在1標準大氣壓下的熔化熱（焦/千克）

熔化熱常用字母λ表示。

知道了熔化熱，就可以算出質量爲m的晶體在熔化時吸收的熱量Q：

Q＝λ·m。

熔化圖像和凝固圖像 用以表示物質的熔化和凝固過程的溫度—時間關係圖像。

如圖所示，在直角坐標系中橫軸表示吸熱或放熱的時間，縱軸表示溫度。

在觀察某種物質的吸熱熔化、放熱凝固的過程中，記錄下相隔相等時間的各個時刻物質的溫度值，將各組溫度、時間資料標入座標圖中（每一座標點與一組資料對應），然後用平滑曲線把這些點連接起來，就得到熔化圖像和凝固圖像。

從圖像中可以形象地觀察熔化、凝固的全過程，對比晶體與非晶體在物態變化過程中的不同和各自的特點，不同晶體的熔點（凝固點）以及過程所需時間的數值。

圖甲表示海波的熔化圖像。

結合實驗中觀察到的狀態和溫度變化，可知：

圖像中AB段表示固態海波的溫度隨加熱時間的增長而逐漸升高；到達48℃開始熔化，BC段表示熔化過程，在這個過程中雖然繼續加熱，但溫度保持不變——熔點爲48℃，直到固態海波全部熔解爲液態；CD段則表示完全成爲液態的海波吸熱繼續升溫的過程。

乙圖爲海波的凝固圖像，可知液態海波放熱降至48℃開始凝固，凝固放熱過程中溫度保持不變，它的凝固點與其熔點相同。

丙圖表示石蠟的熔化圖像。

在它由固態先變軟，然後逐漸變稀，最後成爲液態的吸熱全過程中，溫度不斷上升，沒有一定的熔化溫度。

丁圖爲石蠟的凝固圖像，表明非晶體也沒有一定的凝固點。

使水冷卻的方法 冷卻熱水是加0℃的水還是加等質量的0℃的冰效果明顯？

我們知道，1千克水溫度升高1℃吸收4.2×103焦的熱量，而1千克冰在0℃熔化成同溫度的水則能吸收3.35×105焦的熱量，是前者的80倍。

因此冷卻熱水如果加0℃的冰比加等質量的0℃的水效果明顯。

不僅降溫時間短，而且加足夠數量的0℃冰可以使熱水降溫到0℃，但加再多的0℃的水，與熱水的混合溫度也一定高於0℃，不可能降爲0℃。

這是因爲冰在熔化過程儘管吸收大量的熱，但溫度總保持0℃不變，直到完全熔化爲止。

而0℃的水只要吸熱必定升溫。

水在凝固時放熱的應用 由於水在0℃結冰時，每1千克水要放出3.35×105焦的熱量，這是1千克水溫度下降1℃所放出熱量（4.2×103焦）的80倍。

因此，北方冬天菜窖裏放上幾桶水，可以利用水凝固時放的熱使窖內溫度不致降低得很多，防止把菜凍壞。

譬如在窖內放入200千克10℃的水，當這些水降溫到0℃並結成0℃的冰的過程中一共可放出的熱量

Q＝cm（t高—t低）＋λm，即

Q＝[4.2×103×200×（10—0）＋3.35×105×200]焦＝7.54×107焦。

如果是用燃燒幹木柴（燃燒值爲1.26×107焦/千克）獲得這些熱量，那

與此相反，冰在熔化時要吸熱，而且在0℃千克冰熔化成水要從周圍吸收3.35×105焦的熱量。

因此，天氣諺語“下雪不冷化雪冷”，道理就在於雪熔化時儘管溫度保持在0℃，但需要從周圍吸收大量的熱的緣故。

“下雪不冷化雪冷” 見“水在凝固時放熱的應用”。

汽化現象 物質從液態變成氣態的現象。

汽化有兩種方式：

蒸發和沸騰。

無論哪種方式的汽化過程，物質都需要吸收熱量，在任何溫度下，液體表面都有蒸發現象，溫度越高，蒸發越快。

在外界一定的壓強下，當溫度升高到某一特定值——沸點——時，液體發生劇烈的汽化，這時的汽化過程不僅發生在液面，也發生於液體內部，不斷出現飽含蒸氣的氣泡上升液面，這就是沸騰。

蒸發 是液體汽化的兩種方式之一，是液體在任何溫度下都能發生的、並且只從液體表面發生的汽化現象。

液體中分子的熱運動總是有快有慢，它們的平均動能隨溫度的升降而增減。

在任何溫度下，總有一部分分子的動能大於平均動能。

那些處在液體表面附近的、動能足夠大的分子，能夠掙脫周圍分子的引力，飛出液面，形成蒸氣，這就是蒸發的微觀原因。

在蒸發過程中，從液體中飛出的總是動能較大的分子。

這些分子飛出液體後，留在液內的分子的平均動能勢必有所減小，因此在蒸發過程液體的溫度下降。

這時它就要從周圍的物體吸收熱量。

可見，液體蒸發有致冷作用。

利用這個道理可以獲得低溫。

電冰箱、空調器中，氟利昂作爲製冷劑，當它在蒸發器中迅速蒸發時就會大量吸熱獲得相當低的溫度。

在超低溫技術中，利用液氦的絕熱蒸發，可獲得僅有0.7K左右的低溫（約—272℃）。

影響蒸發快慢的因素 對同一種液體來說，影響蒸發快慢的因素有三個，即液體溫度的高低、液體與氣體間接觸的表面積大小以及液面上氣體流動的快慢。

在同樣條件下，不同液體蒸發的快慢不同。

液體溫度越高，分子的平均動能就越大，其中具有足夠大的動能且能飛出液面的分子也就越多。

因而蒸發得越快。

液體與氣體間接觸的表面積越大，處在液面附近的分子數就越多，能夠從液面飛出的分子也就越多。

因而蒸發得越快。

飛出液面的分子如果停留在液面附近，由於分子的熱運動，有的分子會撞到液面，被液體分子重新拉回到液體中去，這樣蒸發將變慢。

如果設法把液面上形成的蒸氣吹散，使蒸氣的密度減小，使蒸氣分子回到液體中的數量比同時從液面跑出的分子數量少得多，蒸發就可以加快。

在同樣條件下，比較不同液體的蒸發情況，容易蒸發的液體——揮發性大。

這種差別跟分子間的作用力有關。

分子間作用力小的液體容易蒸發。

坎兒井 是新疆維吾爾等族人民利用地下水通過地下渠道灌溉農田的水利設施。

主要分佈在吐魯番、哈密一帶乾旱地區。

從山地水源挖一地下暗渠（最長可達二三十千米），每隔二三十米有一通地面的豎井，還配合一些明渠使水流出地面，灌溉農田。

由於是利用地下渠道暗渠引水，減少了輸水過程中水的蒸發。

坎兒井，早在西漢司馬遷所著《史記》中就有記載，古稱“井渠”。

蒸發致冷 在蒸發過程中，從液體中飛出的是動能較大的分子，這些分子飛出後，留在液體中的分子的平均動能必然減小，所以蒸發時液體的溫度降低，這時它就要從周圍的物體吸收熱量，這就是液體的蒸發致冷作用。

譬如水在50℃的溫度下，每蒸發1克需從周圍吸收2380焦的熱量，是1克水溫度升高1℃所吸收熱量4.18焦的570倍。

蒸發致冷作用在日常生活、科技生産的實際中有許多現象和應用。

如穿濕衣服比穿幹衣服感到冷，夏天扇扇子感到涼快，出汗後站在通風處容易著涼，都是日常生活中的例證。

用火車運送容易腐爛變質的食品時，常用液態氨等的蒸發來降低車廂內的溫度。

在醫療中可用液氮迅速蒸發時的冷卻作用使病竈處的細胞組織冷凍壞死。

太空梭或衛星回收艙在返回大氣中高速飛行時，由於跟空氣劇烈摩擦會達到極高溫度。

爲了保護機身或回收艙，常在它們的表面塗上防護層，防護層的物質受熱熔化並蒸發時，要吸收大量的熱量，從而降低了太空梭、回收艙等表面的溫度。

（參見“蒸發”。

）

沸騰 是液體汽化的兩種方式之一，給液體加熱，當液體升高到一定溫度時，液體內部湧現出大量的氣泡，升到液面破裂開，放出氣。

這時，不僅在液面，而且在液內，即整個液體發生劇烈的汽化現象叫做沸騰。

液體在沸騰過程中要吸熱，在外界確定的壓強條件下，液體的沸騰在一定的溫度下進行，這個溫度叫做沸點。

外部壓強改變時，液體的沸點也隨著改變。

當外部壓強增大時，沸點升高；外部壓強減小時，沸點降低。

譬如，高壓鍋內的壓強可以達到2標準大氣壓，其中水的沸點約爲120℃；而在

了。

在相同的壓強下，各種物質的沸點不同。

利用這一性質，可對液體混合物進行分餾。

如對石油進行分餾，按照沸點由低到高，先後可得汽油、煤油、柴油等等不同的産品。

一些物質在1標準大氣壓下的沸點（℃）

水的沸騰過程 給盛水的容器底部加熱，原來吸附在容器底和壁上的空氣以及溶解在水裏的空氣就分離出來，形成小氣泡。

由於周圍的水向氣泡裏蒸發，所以氣泡裏包含的是水蒸氣和空氣。

容器底受熱溫度升高時，氣泡膨脹，當體積大到一定程度時，氣泡就脫離容器底浮起。

在達到沸點前，氣泡在上升過程中體積是逐漸縮小的。

這些小氣泡升到液面破裂時，放出的主要是空氣。

當容器內水的溫度都升高到沸點，氣泡內的蒸氣壓強等於外界壓強時，氣泡在上升過程中體積就不再縮小。

並且由於在上升過程中周圍的水還不斷向泡內蒸發，所以體積還會繼續增大，直到升到液面破裂開。

這時從氣泡裏放出的主要是水蒸氣。

這樣水就沸騰了。

沸騰時，在液體表面和液體內部同時發生汽化。

水沸騰過程要不斷吸收熱量，但溫度——沸點保持不變。

沸騰圖像 用以表示物質的液態沸騰過程的溫度—時間關係圖像。

如圖所示，在直角坐標系中橫軸表示吸熱的時間，縱軸表示溫度。

在觀察某種物質的液態吸熱沸騰的過程中，記錄下相隔相等時間的各個時刻物質的溫度值，將各組溫度、時間資料標入座標圖中（每一座標點與一組資料對應），然後用平滑曲線把這些點連接起來，就得到沸騰圖像。

從圖像中可以形象地觀察沸騰的全過程，不同物質液態的沸點以及過程所需時間的數值。

以水在1標準大氣壓下的沸騰過程爲例。

結合觀察到的狀態和溫度變化可知，圖像中AB段表示水的溫度隨加熱時間的增長而逐漸升高，並伴有蒸發現象：

到達100℃開始沸騰，BC段表示沸騰過程，在這個過程中雖然繼續加熱，但溫度保持不變——沸點100℃，直到水全部沸騰汽化爲水蒸氣；CD段則表示完全成爲水蒸氣後繼續吸熱導致溫度升高的過程。

水浴 實驗室的加熱用器具中的一種。

一般用銅等金屬製成。

大小容器A和B套在一起，中間以水爲傳熱物質，如圖所示。

將被加熱的物質置於小容器B中，使大容器A底部受熱。

由於容器B及其中物質是間接受熱（從水中吸熱），而水的溫度至多在100℃（1個大氣壓下）沸騰而保持溫度恒定，因此適用於100℃及其以下溫度加熱之用。

常用於化學實驗室中。

有一種粘木料的膠，需要在100℃左右的溫度下熬化後才能使用、溫度再高就會熬焦，失去粘性，所以熬這種膠就要用一種特殊的雙層鍋，在兩層鍋之間盛水。

實際上這就是一種“水浴”。

汽化熱 一定壓強下，單位質量的某種物質的液態，變爲同溫度的氣態時吸收的熱量。

單位是焦/千克。

一定壓強下單位質量的某種物質的氣態，變爲同溫度的液態時放出的熱量等於該物質在同樣壓強、同一溫度的汽化熱。

不同物質的汽化熱不同，同一種物質在不同溫度下的汽化熱也不同。

1標準大氣壓下水在不同溫度下的汽化熱（焦/千克）

汽化熱常用宇母L表示。

知道了汽化熱，就可以算出質量爲m的液體在給定溫度和壓強條件下汽化時吸收的熱量Q：

Q＝L·m

沸點 見“沸騰”。

沸點與壓強的關係 見“沸騰”。

液體沸點與外部壓強有關。

當外部壓強增大時，液體的沸點將隨著升高；外部壓強減小時，沸點則隨著降低，下表所列爲不同外部壓強下水的沸點的數值。

高壓鍋 又稱“壓力鍋”。

可使鍋內蒸氣壓強達到2～2.3標準大氣壓的高壓炊事或消毒用具。

通常用鋁合金或不銹鋼製造。

鍋蓋與鍋體用膠圈密封，蓋上有控制鍋內蒸氣壓強的限壓閥和保障安全的易熔塞。

裝配好後當對鍋內的水加熱，水蒸氣不斷增加時，由於蒸氣不容易泄出，致使鍋內氣壓逐漸增大，在超過設計標準數值時，蒸氣將把限壓閥頂開噴出一些，使鍋內壓強略有減小，使鍋內總處於或略小於設計壓強值的工作狀態。

如果鍋內蒸氣壓爲2個大氣壓時，鍋內的水沸點將提高到約120℃；如果蒸氣壓達到2.3個大氣壓時，鍋內的最高溫度可達124℃左右。

使用高壓鍋，既可節省燃料、時間，做出的飯菜還有特殊風味。

是被廣泛使用的炊事用具。

液化 物質從氣態變成液態的現象。

液化過程物質放出熱量。

所有的氣體，在溫度降到足夠低的時候都可以液化。

氣體的液化溫度跟壓強有關係。

氣體的壓強越大，它的液化溫度越高（如水蒸氣在1標準大氣壓下，液化溫度是100℃；而在3標準大氣壓下，液化溫度是134℃）。

有些氣體在常溫下用增大壓強的方法就可以使它們液化。

譬如乙醚蒸氣和液化石油氣等。

而有些氣體必須使它溫度降到一定溫度以下，再經壓縮才能液化。

例如氧必須低於—119℃（～154K），氮必須低於—147℃（～126K），氫必須低於—240℃（～33K），再加大壓強才能液化，這就促進了低溫技術的發展，到19世紀末，這些氣體都已被液化。

最後一種被液化的氣體是氦。

這是由於氦必須低於—268℃（即僅約5K）才能加壓液化，是在世紀初（1908年）才實現的。

電冰箱致冷原理 液體汽化時有致冷作用，電冰箱等致冷設備就是根據這種作用（通常利用一種既容易汽化又容易液化的氟利昂作爲工作物質）製成的。

電冰箱主要由電動壓縮機、冷凝器和蒸發器三部分組成。

電動壓縮機把氟利昂蒸氣壓入冰箱外面的冷凝器的管裏，這時蒸氣變成液態氟利昂。

放出的熱被周圍的空氣帶走。

冷凝器裏的液態氟利昂，經過一段很細的毛細管緩慢地進入冰箱內冷凍室壁的蒸發器的管裏，在這裏迅速汽化、吸熱，使冰箱內溫度降低。

生成的氟利昂蒸氣又被壓縮機抽走，壓入冷凝器，液化，把從冰箱內帶來的熱放出。

氟利昂這樣迴圈流動，冰箱冷凍室裏就可以保持相當低的溫度。

空調器 液體汽化時吸熱有致冷作用，蒸氣液化時放熱有“致熱”作用。

空調器就是根據這種作用（通常利用一種既容易汽化又容易液化的氟利昂作爲工作物質）製成的調節室內溫度的設備。

工作原理跟電冰箱的原理相同。

空調器主要由電動壓縮機、冷凝器、蒸發器和風機四部分組成。

以分體式空調器爲例，室內機組有蒸發器和風機，室外機組有電動壓縮機和冷凝器，用管道將室內、外兩部分聯繫起來。

從功能上看，空調器有單一致冷型和冷熱兩用型。

對於致冷功能，可參見“電冰箱致冷原理”。

它的工作原理示意圖如圖甲所示。

可使室內溫度低於室外（溫差5℃較爲合適）如果是冷熱兩用型，想獲得暖風時，可通過變換壓縮機進出口的導向閥（如圖示中的Ⅰ與Ⅲ、Ⅱ與Ⅳ相接變換爲Ⅱ與Ⅲ、Ⅰ與Ⅳ相接），使致冷系統反向工作，把原來室外的冷凝器變爲蒸發器，讓氟利昂在室外蒸發吸熱；將原來室內的蒸發器變爲冷凝器，氟利昂蒸氣則在室內液化放熱，經風機使室內得到暖風，它的工作原理如圖乙所示。

可使室內溫度高於室外（溫差也是5℃較爲適宜）。

昇華 物質從固態不經過液態而直接變成氣態的現象。

昇華過程物質要吸收熱量。

昇華的實際現象有：

冬天，晾在室外冰凍的濕衣服由於冰直接變成了水蒸氣而使衣服變幹；衣箱中的衛生球（萘製品）由於昇華而體積漸小；對燒瓶中的少量固態碘微微加熱，就會昇華成爲紫色的碘蒸氣。

在科研、生産中可利用昇華吸熱現象來取得低溫。

如常用固態二氧化碳（乾冰）的昇華吸熱來獲得低溫。

凝華 物質從氣態不經過液態而直接變成固態的現象。

凝華過程物質要放出熱量。

凝華的實際現象有：

冬夜，室內的水蒸氣常在窗玻璃上凝華成冰晶，集聚成冰花；使已有碘蒸氣的燒瓶降溫散熱，碘蒸氣將直接凝華成固態碘；用久的電燈泡會顯得黑，是因爲鎢絲受熱昇華形成的鎢蒸氣又在燈泡壁上凝華成極薄的一層固態鎢。

乾冰、萘的昇華 見“昇華”。

雲 由高空水蒸氣在空中冷卻凝結成大量懸浮的小水滴或（和）凝華成的大量小冰晶組成的可見聚合體。

霧 由近地氣層中水蒸氣冷卻凝結成大量懸浮的小水滴或（和）凝華成大量小冰晶組成的可見聚合體。

霧的形成常以空中的浮塵爲水蒸氣的凝結（或凝華）的核心。

雨 由雲中大量懸浮的小水滴，經碰撞、合併，不斷增大；或雲中大量懸浮的小冰晶，經碰撞、合併，不斷增大，直到上升氣流支援不住時下降或在下降中融化而形成雨。

雪 在較低氣溫下，由高空水蒸氣凝華成具有六角形的大量白色冰晶，從雲中降落成雪。

露 在無風的夜間或清晨，地表或草木、石塊等物的溫度較低（一般在0℃以上），空氣中的水蒸氣在它們表面上凝結成的小水珠。

霜和霜凍 在無風的夜間或清晨，地表或草木、石塊等物的溫度很低（在0℃以下），空氣中的水蒸氣在它們表面上凝華成的冰晶叫做霜。

有霜時，往往伴有霜凍。

即在冷暖過渡季節因植物周圍氣溫短時間降到0℃或0℃以下而遭受凍害的現象。

但出現霜凍時不一定伴有霜。