在日常生活中，我们常常会看到一些物质溶解在水中时，会引发明显的温度变化。比如，当我们将硝酸铵（NH₄NO₃）加入到水中时，往往会发现溶液的温度明显下降，甚至有时候会让容器表面结出一层薄霜。这种现象看似简单，但背后却涉及复杂的物理和化学原理。

硝酸铵是一种常见的白色晶体，广泛用于农业肥料和某些工业用途中。它的溶解过程虽然看起来是简单的物理混合，但实际上是一个吸热反应。也就是说，在溶解过程中，硝酸铵从周围环境中吸收热量，从而导致溶液温度的降低。

要理解这一现象，我们需要从溶解过程的本质入手。溶解通常包括两个主要步骤：一是溶质分子或离子的分离，二是这些粒子与溶剂分子之间的相互作用。对于硝酸铵来说，它在水中分解为铵离子（NH₄⁺）和硝酸根离子（NO₃⁻）。这个过程需要消耗能量来打破硝酸铵晶体中的离子键，而随后，这些离子与水分子之间形成的氢键则会释放出一部分能量。

然而，总体而言，硝酸铵的溶解过程是一个吸热过程，即所需的能量大于释放的能量。因此，为了完成这个过程，系统必须从外界（如周围的水）中吸收热量，从而使得溶液的温度下降。

此外，硝酸铵的溶解还涉及到熵的变化。熵是衡量系统无序程度的物理量。在溶解过程中，固体硝酸铵的有序结构被破坏，转化为更加分散的离子状态，这增加了系统的无序度，即熵增加。虽然熵增有助于推动溶解过程的发生，但整个过程仍然以吸热为主，因此温度会下降。

值得注意的是，并不是所有物质溶解都会引起温度变化。例如，食盐（NaCl）在水中溶解时，温度变化并不明显，这是因为其溶解过程的吸热和放热大致平衡。而像氢氧化钠（NaOH）这样的物质，则会在溶解时释放大量热量，导致溶液温度升高。

总结来说，硝酸铵溶于水后溶液温度显著降低，是因为其溶解过程是一个吸热反应。在这个过程中，硝酸铵分子需要吸收大量的热量来克服内部的离子键，并与水分子形成新的相互作用。尽管熵的增加有助于溶解的进行，但整体上仍表现为吸热，从而导致溶液温度下降。

这一现象不仅在实验室中常见，也在实际应用中具有重要意义。例如，在一些冷敷袋中，利用硝酸铵溶解吸热的特性，可以快速降低局部温度，起到缓解疼痛或减轻肿胀的作用。这也提醒我们，化学反应背后的能量变化往往影响着我们的日常生活。