知识背景
北方的老人有句话：「冻干了。」腊月里把湿衣服挂出去，先冻成硬邦邦的冰板，然后什么时候也没见它化成水，几天后取下来却是干的。水去哪了？
杭州人更熟悉另一头。天目山的冬夜，第二天清早草叶上覆一层白白的霜。可前一天并没有下雨，草上原本是干的，那些冰晶从哪来？
古人对这两件事早有记录。《诗经》里的「蒹葭苍苍，白露为霜」，说的正是水汽直接在物体表面结成冰晶。而樟脑丸放在衣柜里越来越小、最后消失不见，也是同一类现象的另一面。
到了今天，这条「固气直通」的路被大量利用：舞台上滚滚的白色浓雾用的是干冰，做人工降雨的飞机往云里播的也是干冰，冻干咖啡、冻干水果保留原味的秘诀同样在这里。这一节要补上物态变化的最后一块拼图。
知识讲解
升华和凝华
物质直接从固态变成气态的过程叫升华，需要吸热；直接从气态变成固态的过程叫凝华，需要放热。这两个过程中间不经过液态。
「直接」两个字是关键。冰化成水再蒸发成水蒸气，那是熔化加汽化，不是升华。
六种物态变化的完整图景
三态之间共有六种变化，两两成对：
- 固 → 液 熔化（吸热） 液 → 固 凝固（放热）
- 液 → 气 汽化（吸热） 气 → 液 液化（放热）
- 固 → 气 升华（吸热） 气 → 固 凝华（放热）
判断吸放热有一条简明规律：朝着「气态」方向变化的都吸热（熔化、汽化、升华），朝着「固态」方向变化的都放热（凝固、液化、凝华）。气态分子动得最快、能量最高，要「爬上去」就得吸热。
常见的升华与凝华现象
升华的例子：
- 樟脑丸（卫生球）放在衣柜里逐渐变小、消失，同时散出气味。
- 冬天冰冻的衣服在低温下慢慢变干（冰直接升华成水蒸气）。
- 干冰（固态二氧化碳）在常温下迅速变成二氧化碳气体。
- 白炽灯用久后灯丝变细（钨升华）。
凝华的例子：
- 霜、雾凇、冰花（窗玻璃内侧的冰花）。
- 冬天树枝上的雾凇，是空气中的水蒸气直接凝华成的冰晶。
- 用久的白炽灯泡内壁发黑（升华的钨蒸气遇到较冷的玻璃凝华）。
- 窗玻璃上的水珠与冰花：气温不太低时室内水蒸气液化成水珠；气温很低时直接凝华成冰花。两者都出现在玻璃内侧，因为水蒸气来自室内。
- 霜与露：都是室外水蒸气变的。气温高于 0 ℃ 时液化成露；气温低于 0 ℃ 时凝华成霜。
- 雪与冰雹：雪是高空水蒸气凝华成的冰晶；冰雹是水滴上下翻滚凝固并层层包裹形成的，路径不同。
实验与探究
在密闭的玻璃管中放入少量固态碘，把玻璃管放入热水中，观察现象；取出后放在冷水中，再观察现象。
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现象：放入热水后，固态碘颗粒逐渐减少，管内出现紫色气体；放入冷水后，紫色气体变淡，管壁上出现紫黑色的碘晶体。分析：受热时固态碘吸热升华为碘蒸气；遇冷时碘蒸气放热凝华为固态碘。全过程没有看到液态的碘。为什么用热水而不用酒精灯直接加热：酒精灯的火焰温度远高于碘的熔点（约 114 ℃），会使碘先熔化再汽化，看不到纯粹的升华；用热水加热温度不超过 100 ℃，可以保证碘不熔化。这是本实验设计的核心，也是中考常考的追问。结论：升华吸热，凝华放热，二者可以直接互变。
把一小块干冰投入一杯温水中，可以看到杯口涌出大量白色浓雾并往下沉；把干冰放在干燥的桌面上，则只看到它慢慢变小，几乎不见白雾。
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现象一的分析：干冰在水中迅速升华，吸收大量热，使周围空气和水温急剧降低；空气中的水蒸气遇冷液化成大量小水珠（也有一部分凝华成小冰晶），形成白雾。关键区分：白雾不是二氧化碳气体——二氧化碳无色看不见。白雾是空气中的水变来的，干冰只是起了「制冷」的作用。现象二的分析：桌面干燥、空气中水汽被带走得少，干冰仍在升华（体积变小），但周围缺少足够的水蒸气可供液化，所以看不到明显白雾。白雾下沉的原因：二氧化碳密度大于空气，且雾中含小水珠，整体偏重。
经典例题
指出下列现象各属于哪种物态变化，并说明吸热还是放热：（1）樟脑丸变小；（2）草叶上结霜；（3）灯泡内壁发黑；（4）冰冻的衣服变干；（5）擦在皮肤上的酒精不见了。
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第一步：明确判断方法。先确定始态和末态，再对照六种变化命名；然后按「朝气态吸热、朝固态放热」定吸放。第二步：逐项判断。（1）樟脑丸：固 → 气，升华，吸热。 （2）结霜：气（水蒸气）→ 固（冰晶），凝华，放热。 （3）灯泡发黑：含两步——钨丝受热固 → 气是升华（吸热），钨蒸气到冷玻璃上气 → 固是凝华（放热）。 （4）冰冻衣服变干：固（冰）→ 气（水蒸气），升华，吸热。 （5）酒精消失：液 → 气，汽化（蒸发），吸热。第三步：核对易错项。（4）容易误判为「先熔化再蒸发」，但题目强调一直是冰冻状态、温度低于 0 ℃，没有出现液态水，所以是升华。（3）是唯一含两次变化的选项。答：（1）升华吸热 （2）凝华放热 （3）先升华吸热后凝华放热 （4）升华吸热 （5）汽化吸热。
难点与易错点
- 漏掉「直接」二字：升华、凝华都不经过液态。冰化成水再蒸发不是升华。
- 把霜说成「露水冻成的冰」：霜是水蒸气直接凝华，不是先有露再凝固。
- 认为干冰周围的白雾是二氧化碳：白雾是空气中的水蒸气液化（或凝华）而成，二氧化碳无色。
- 把凝华的「凝」当成凝固：凝固是液 → 固，凝华是气 → 固，起点不同。
- 搞错冰花在玻璃哪一侧：冬天水蒸气来自室内，所以冰花在玻璃内侧；夏天开空调时车窗水珠则在外侧。
- 认为升华现象只在高温下发生：冰在 ℃ 也能升华，衣服在冰冻状态下就是这样变干的。
- 忘记升华吸热的应用：干冰能制冷、能人工降雨，靠的正是升华吸热。
生活中的应用
- 舞台干冰效果：干冰升华吸热使空气骤冷，水蒸气液化成白雾，营造仙境感。
- 冷链运输海鲜：用干冰保鲜，升华吸热且不会像冰那样融出水来弄湿货物。
- 人工降雨：飞机向云中播撒干冰，云内温度骤降，水蒸气凝华成冰晶、长大后落下融化为雨。
- 冻干食品：先冻结再抽真空使冰升华除水，营养和风味损失小。
- 天目山的雾凇：低温下空气中水蒸气直接凝华在枝条上，形成一层白色冰晶。
生活应用题 1 · 亚运场馆开幕式的白雾从哪来
某场馆演出时向舞台释放干冰（固态二氧化碳，常温下会迅速变化）。观众看到浓浓的白雾贴着地面翻滚。（1）干冰发生了什么物态变化，吸热还是放热？（2）白雾的成分是什么，它是怎么形成的？（3）为什么白雾贴地不上升？
分步解：
- 判断干冰的变化：干冰由固态直接变为气态二氧化碳，是升华，吸热。
- 找白雾的来源：干冰升华吸走大量热，舞台附近空气温度急剧降低。
- 说明白雾成因：空气中原有的水蒸气遇冷放热液化成大量小水珠（温度更低处还会凝华成小冰晶），悬浮成雾。所以白雾是水，不是二氧化碳。
- 解释贴地：二氧化碳的密度大于空气，加上雾中含小水珠，混合气体偏重，因此向下沉、贴着地面流动。
- 答：升华（吸热）→ 空气降温 → 水蒸气液化成小水珠 → 因密度大而贴地流动。
生活应用题 2 · 冬天窗上的花纹与夏天车窗的水珠
小杭注意到两件事：寒潮的清早，家里玻璃窗上出现漂亮的冰花；盛夏在开着空调的车里，车窗上又蒙了一层水珠。请分别说明是什么物态变化、水汽来自哪一侧、水珠或冰晶出现在玻璃的哪一面。
分步解：
- 冬天的冰花：室内温暖潮湿、室外冷。水蒸气来自室内，遇到冰冷的玻璃放热，因温度远低于 0 ℃ 而直接凝华成冰晶，出现在玻璃内侧。
- 验证方法：伸手摸窗内侧能摸到冰花，摸外侧是光滑的。
- 夏天车窗的水珠：车内冷、车外热而潮湿。水蒸气来自车外，遇到冷玻璃放热液化成水珠，出现在玻璃外侧。
- 归纳规律：水汽总是从温度高、湿度大的那一侧来，并在靠近它的那一面玻璃上液化或凝华。温度低于 0 ℃ 得冰花（凝华），高于 0 ℃ 得水珠（液化）。
- 答：冬天是凝华、在内侧；夏天是液化、在外侧。判断口诀是「哪边热湿，就凝在哪边」。
考点
- 选择题·高频：判断现象属于六种物态变化中的哪一种，以及吸热还是放热
- 填空题·必考：升华吸热、凝华放热；六种变化的完整对应关系
- 实验题：碘的升华与凝华，考查为什么用热水而不用酒精灯直接加热
- 简答题·高频：干冰白雾的成因，强调白雾是水而非二氧化碳
- 简答题：霜与露、冰花与水珠的成因及所在的一侧
- 应用题：干冰制冷、人工降雨、冻干食品的原理
中考真题
下列现象中，属于升华的是（ ）
A. 早春湖面的冰逐渐消失 B. 衣柜里的樟脑丸变小 C. 草叶上出现露水 D. 壶嘴冒出白气
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逐项分析：
- A 错：冰熔化成水，是固 → 液。
- B 对：樟脑丸由固态直接变成气态，是升华。
- C 错：水蒸气液化成小水珠，是气 → 液。
- D 错：水蒸气遇冷液化成小水珠。
答案：B。
小科把装有少量固态碘的密闭玻璃管放入 80 ℃ 的热水中，管内出现紫色气体；取出放入冷水后，管壁上出现紫黑色固体。已知碘的熔点约为 114 ℃。（1）两次分别发生了什么物态变化？（2）为什么要用 80 ℃ 的热水，而不用酒精灯直接加热玻璃管？
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（1） 放入热水时，固态碘吸热升华为碘蒸气；放入冷水时，碘蒸气放热凝华为固态碘。全程没有液态碘出现。（2） 碘的熔点约 114 ℃，而 80 ℃ 的热水温度低于碘的熔点，可以保证碘不会熔化，观察到的必定是固态直接变气态。酒精灯火焰温度远高于 114 ℃，碘会先熔化再汽化，就无法证明发生的是升华了。答：先升华后凝华；用热水是为了把温度控制在熔点以下，排除熔化的干扰。