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一滴水的旅行

青出於藍編輯室・約 1046 字

水循環與水的三態主角:一滴水每趟 3 題驗收

讀法:先看現象、猜一次;再把機制一段一段拆開;接著跟主角走完整趟;最後拆掉一個最常見的迷思,用 30 秒把整趟在腦中重播一次。

第一段:先看一個現象,猜一次

現象開場

早上出門前,你在廚房燒了一壺水。水滾了,壺嘴冒出白白的煙,壺蓋上還掛著一顆顆小水珠。奇怪的是:壺裡的水明明變少了,它跑去哪裡了?

鏡子也一樣。洗完熱水澡,浴室的鏡子整片霧茫茫,要用手抹開才看得見自己。那層霧,又是從哪裡來的?這一趟,我們就跟著一滴水,把它消失又出現的整段路走完。

先猜:壺嘴冒出的那團「白煙」,你覺得它是什麼?

猜錯沒關係。先猜再看答案,落差就是記憶點,這一段就是這樣設計的。

第二段:把機制一段一段拆開

先認識主角的三種樣子。水有三態:固態是冰,液態是水,氣態是水蒸氣。溫度夠低,水會凝固成冰;溫度升高,冰熔化成水;再繼續加熱,水會蒸發、沸騰,變成水蒸氣。反過來,水蒸氣遇冷會凝結回液態的水。記住兩組方向:吸熱往氣態走(熔化、蒸發),放熱往固態走(凝結、凝固)。

再看讓水動起來的引擎:太陽。水循環的動力主要來自太陽的熱。太陽把海水、湖水和地面上的水加熱,水蒸發成水蒸氣升上天空。植物也會幫忙:根吸收的水,大部分會從葉面散出去,這叫蒸散作用,它也是水回到空氣中的一條路。

升上天空的水蒸氣,愈高愈冷,凝結成小水滴或小冰晶,聚在一起就是雲。雲裡的水滴愈長愈大,大到空氣托不住,就掉下來,變成雨或雪。掉到地面的水,有的流進溪河、回到大海,有的滲進地下變成地下水,有的被植物喝掉,再從葉面蒸散出去。繞了一大圈,水又回到起點附近,準備下一次出發。

第三段:跟著一滴水走完整趟

現在跟著這滴水出發。它本來在水壺裡,被加熱後愈動愈快,最後從水面跳出去,變成水蒸氣,飄出壺嘴。外面的空氣比較冷,它一出去就慢下來,和其他水蒸氣擠在一起,凝結成小水滴——這就是你看到的白煙。有一部分小水滴落在冰涼的壺蓋上,聚成大水珠,再滑回壺裡。

場景換到戶外。假設這滴水在海面上,被太陽曬了一整天,蒸發升空。它在高空遇冷凝結,變成雲裡的一員,被風吹著旅行。幾天後,雲來到山區上空,水滴長大了,掉下來,落在校園的操場邊,被一棵校樹的根吸進去。它沿著莖往上走,走到葉子,最後從葉面蒸散出去,再次回到空氣裡。

這一趟沒有終點。水在地球上就是這樣循環:蒸發與蒸散上去,凝結成雲,降水落下,逕流和地下水再把大家送回海裡。同一滴水,可能在你家水壺裡待過,也可能在幾千年前就下過同一場雨。地球上的水總量大致不變,變的只是它在哪裡、用哪一種樣子存在。

第四段:把最容易記錯的,當場拆掉

常見迷思一:「白煙就是水蒸氣。」正確圖景是:水蒸氣看不見。你看到的白色,是水蒸氣遇冷凝結成的小水滴。剛離開壺嘴那一小段其實是透明的,隔一點距離才變白,那段透明區就是還沒凝結的水蒸氣。

常見迷思二:「水蒸發就不見了。」水沒有不見,只是換成氣態、混進空氣裡。浴室鏡子起霧、清晨葉子上的露珠,都是空氣中的水蒸氣遇冷凝結回來的證據。水一直在,只是你看不看得見的差別。

30 秒覆盤:離開前,跟著默念一次

1. 水有三態:吸熱往氣態走,放熱往固態走。

2. 太陽是水循環的引擎:蒸發與蒸散上去,凝結成雲,降水再落下。

3. 看得見的白煙和霧,是小水滴,不是水蒸氣本身。

走完了,練這一趟的 3 題 →

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