新设计物理选修3-3课改地区专用讲义1-3-3饱和汽与饱和汽压

1.3.3饱和汽与饱和汽压学习目标核心提炼1.知道饱和汽、未饱和汽和饱和汽压等概念，知道影响饱和汽压的因素，知道饱和汽是一种动态平衡。5个概念——饱和汽、未饱和汽、饱和汽压、绝对湿度与相对湿度1个仪器——湿度计2.知道绝对湿度与相对湿度，了解湿度对日常生活的影响。3.了解湿度计的结构与工作原理。一、汽化1.汽化：物质从液态变成气态的过程。2.汽化的两种方式比较种类异同蒸发沸腾区别特点只在液体表面进行；在任何温度下都能发生；是一种缓慢的汽化过程在液面和内部同时发生；只在一定的温度下发生；沸腾时液体温度不变；是一种剧烈的汽化过程影响因素液体温度的高低；液体表面积的大小；液体表面处空气流动的快慢液体表面处大气压的大小，大气压较高时，沸点也比较高；反之，沸点较低相同点都是汽化现象，都要吸热思维拓展(1)为什么在高海拔地区煮东西煮不熟？(2)为什么用高压锅蒸米饭、炖肉汤比较快，而且易烂？答案(1)液体沸腾时需要达到的温度叫沸点。沸点与大气压强有关，大气压强越小，沸点越低。而在高海拔地区大气压强小，沸点低，故煮东西煮不熟。(2)高压锅内大气压强大，沸点高，故用高压锅蒸米饭、炖肉汤比较快，而且易烂。二、饱和汽与饱和汽压1.动态平衡：在相同时间内回到水中的分子数等于从水面飞出去的分子数，这时，水蒸气的密度不再增大，液体水也不再减少，液体与气体之间达到了平衡状态，蒸发并没有停止。2.饱和汽：与液体处于动态平衡的蒸汽。3.未饱和汽：没有达到饱和状态的蒸汽。4.饱和汽压：一定温度下饱和汽的压强。5.饱和汽压的变化：随温度的升高而增大。饱和汽压与蒸汽所占的体积无关，和蒸汽体积中有无其他气体无关。思维拓展如图1所示的容器，用活塞封闭着刚好饱和的一些水蒸气。图1(1)若保持温度不变，慢慢地推进活塞，容器内饱和水蒸气的密度是否发生变化？(2)若向密闭的容器中注入空气，则水蒸气的饱和汽压是否变化？(3)当保持温度不变，上提活塞使水蒸气的体积增大时，水蒸气的压强将怎么改变？答案(1)由于温度不变，故饱和汽压不变，饱和水蒸气的密度也不变。(2)容器内总的压强增大，但水蒸气的饱和汽压与有无其他气体存在无关，故水蒸气饱和汽压不变。(3)容器中的水蒸气刚好饱和，表示容器中已没有水，上提活塞使水蒸气的体积变大时，容器中的水蒸气变为未饱和汽，它遵循玻意耳定律，压强将减小。三、空气湿度和湿度计1.绝对湿度：空气中所含水蒸气的压强。2.相对湿度：空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压的比值，即相对湿度＝eq\f(水蒸气的实际压强,同温度水的饱和汽压)。3.湿度计：常用的湿度计有干湿泡湿度计、毛发湿度计、传感器湿度计。思维拓展(1)人体感觉到的“干爽”和“潮湿”取决于什么？(2)在绝对湿度相同的情况下，夏天和冬天的相对湿度哪个大？为什么？答案(1)“干爽”和“潮湿”取决于相对湿度。空气中水蒸气的压强与饱和汽压相差越大，越有利于蒸发，人体感觉到“干爽”；空气中水蒸气的压强与饱和汽压相差越小，越难以蒸发，人体感觉到“潮湿”。(2)在绝对湿度相同的情况下，水的饱和汽压在温度高时大，温度低时小，根据相对湿度＝eq\f(水蒸气的实际压强,同温度水的饱和汽压)，夏天和冬天相比，冬天的相对湿度大。饱和汽与饱和汽压[要点归纳]1.动态平衡的理解(1)处于动态平衡时，液体的蒸发仍在不断进行。(2)处于动态平衡的蒸汽密度与温度有关，温度越高，达到动态平衡时的蒸汽密度越大。(3)在密闭容器中的液体，最后必定与上方的蒸汽处于动态平衡状态中。2.影响饱和汽压的因素(1)饱和汽压跟液体的种类有关。在相同的温度下，不同液体的饱和汽压一般是不同的。挥发性大的液体，饱和汽压大。(2)饱和汽压跟温度有关。饱和汽压随温度的升高而增大。这是因为温度升高时，液体里能量较大的分子增多，单位时间内从液面飞出的分子也增多，致使饱和汽的密度增大，同时蒸汽分子热运动的平均动能也增大，导致饱和汽压增大。(3)饱和汽压跟体积无关。在温度不变的情况下，饱和汽的压强不随体积而变化。①当体积增大时，容器中蒸汽的密度减小，原来的饱和蒸汽变成了未饱和蒸汽，于是液体继续蒸发。直到未饱和汽成为饱和汽为止，由于温度没有改变，饱和汽的密度跟原来的一样，蒸汽分子热运动的平均动能也跟原来一样，所以压强不改变。②体积减小时，容器中蒸汽的密度增大，回到液体中的分子数多于从液面飞出的分子数，于是，一部分蒸汽变成液体，直到蒸汽的密度减小到等于该温度下饱和汽的密度为止。由于温度没有改变，饱和汽密度不变，蒸汽分子热运动的平均速率也跟原来相同，所以压强也不改变。[精典示例][例1]如图2所示，一个有活塞的密闭容器内盛有饱和水蒸汽与少量的水，则可能发生的现象是()图2A.温度保持不变，慢慢地推进活塞，由eq\f(pV,T)＝C可知容器内饱和汽压强会增大B.温度保持不变，慢慢地推进活塞，容器内压强不变C.温度保持不变，慢慢地拉出活塞，容器内饱和水蒸汽分子数不变D.不移动活塞而将容器放在沸水中，容器内压强不变解析慢慢推进活塞和慢慢拉出活塞，密闭容器内体积发生变化，而温度保持不变。饱和汽的压强只和温度有关，与体积无关，故A错误，B正确；温度不变，则饱和汽压不变，饱和汽密度不变，但由于体积增大，饱和汽分子数增加，C错误；不移动活塞而将容器放入沸水中，容器内饱和汽温度升高，故压强应发生变化，D错误。答案B饱和汽压随温度的升高而增大。饱和汽压与蒸汽所占的体积无关，也和此气体中有无其他气体无关。[针对训练1](多选)在高原地区烧水需要使用高压锅，水烧开后，锅内水面上方充满饱和汽，停止加热，高压锅在密封状态下缓慢冷却，在冷却过程中，锅内水蒸气的变化情况为()A.压强变小 B.压强不变C.一直是饱和汽 D.变为未饱和汽解析在冷却的过程中，温度降低，锅内水蒸气与锅内的液体处于动态平衡，所以锅内水蒸气一直是饱和汽，故选项C正确，D错误；在冷却的过程中，锅内水蒸气体积不变，温度降低，则压强减小，选项A正确，B错误。答案AC空气的湿度湿度计[要点归纳]1.绝对湿度与相对湿度(1)绝对湿度是表示大气干湿程度的物理量，用空气中所含水蒸气的压强表示。(2)空气的干湿程度和空气中所含有的水汽量接近饱和的程度有关，而和空气中含有水汽的绝对量无直接关系。2.湿度计(1)湿度计是用来测量空气相对湿度的仪器。(2)常用的几种湿度计①干湿泡湿度计：由两个相同的温度计组成，其中一支温度计的玻璃泡外包着纱布，纱布另一端浸在水中，由于蒸发吸热，湿泡所示的温度小于干泡所示的温度，蒸发的快慢与空气的湿度有关，也与气温有关，读出干、湿两支温度计的读数，即可查到当时空气的相对湿度。②毛发湿度计：头发脱脂后可以吸收水分，吸水后伸长，干燥后缩短，把头发的长短变成指针的转动，就制成了毛发湿度计。③传感器湿度计：在基片上涂着能够吸收水分的导电物质，当空气湿度变化时，导电物质中水分增加或减少，导致元件的电阻值变化，从而影响电路中的电流，通过电流确定空气的湿度。[精典示例][例2](多选)关于空气湿度，下列说法正确的是()A.当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大B.当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小C.空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示D.空气的相对湿度定义为水的饱和蒸汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比解析由于在空气中的水蒸气含量不变的情况下，气温越高时饱和蒸汽压越大，人的感觉是越干燥，即人的感觉取决于相对湿度而非绝对湿度，A错误，B正确；空气的相对湿度是指空气中所含水蒸气压强与同温度下的饱和蒸汽压的比值，空气的绝对湿度的定义就是用空气中所含水蒸气的压强来表示湿度的方法，故C正确，D错误。答案BC空气的潮湿情况不是由空气的绝对湿度决定的，而是由空气的相对湿度决定的。在判断过程中应利用相对湿度的定义公式并查表求出一定温度下空气的相对湿度。[针对训练2](多选)空气湿度对人们的生活有很大的影响，当湿度与温度搭配得当，通风良好时，人们才会舒适。关于空气湿度，以下说法正确的是()A.绝对湿度大而相对湿度不一定大，相对湿度大而绝对湿度也不一定大，必须指明温度这一条件B.相对湿度是100%，表明在当时的温度下，空气中水蒸气已达到饱和状态C.在绝对湿度一定的情况下，气温降低时，相对湿度减小D.在绝对湿度一定的情况下，气温升高时，相对湿度减小解析相对湿度的定义B＝eq\f(p,ps)×100%，式中p为空气中所含水蒸气的实际压强，ps为同一温度下水的饱和汽压，ps在不同温度下的值是不同的，温度越高，ps越大，A正确；相对湿度为100%，说明在当时的温度下，空气中所含水蒸气的实际压强已达到饱和汽压，B正确；绝对湿度p不变时，气温降低，ps减小，相对湿度增加，气温升高，ps增大，相对湿度减小，故C错误，D正确。答案ABD1.(汽化和沸腾概念)如图3所示，在一个大烧杯A内放一个小烧杯B，杯内都放有水，现对A的底部加热，则()图3A.烧杯A中的水比B中的水先沸腾B.两烧杯中的水同时沸腾C.烧杯A中的水会沸腾，B中的水不会沸腾D.上述三种情况都可能解析对烧杯A加热到水的沸点后，若继续加热，烧杯A中的水会沸腾。由于沸腾时水的温度保持在沸点不变，即烧杯B中的水也达到沸点，但由于它与烧杯A中的水处于热平衡状态，两者间无温度差，无法再从烧杯A的水中吸热，因此烧杯B中的水只能保持在沸点而不会沸腾。答案C2.(饱和汽概念的理解)(多选)将未饱和汽转化成饱和汽，下列方法可行的是()A.保持温度不变，减小体积B.保持温度不变，减小压强C.保持体积不变，降低温度D.保持体积不变，减小压强解析未饱和汽的密度小于饱和汽的密度，未饱和汽压小于饱和汽压，因气体实验定律对未饱和汽是近似适用的，保持温度不变，减小体积，可以增大压强，增大未饱和汽的密度，则A项正确，B项错误；降低温度，饱和汽压减小，若体积不变，当降低温度时，可使压强减小到降低温度后的饱和汽压，则C、D项正确。答案ACD3.(空气湿度的理解)下列说法正确的是()A.空气的绝对湿度跟水的饱和汽压的百分比，叫做空气的相对湿度B.人们的有些病症与空气的相对湿度有关C.干湿泡湿度计上，两温度计的示数的差值越大，说明空气越潮湿D.只要气温不高，人们就一定不会感到潮湿解析选项A中的饱和汽压应改为“同一温度”下的饱和汽压(因为不同温度下的饱和汽压的值不等)，A错误；选项B中所述的情况，就是相对湿度对人的生活造成影响的一个例子，B正确；两温度计示数差值越大，说明湿泡温度计上的水蒸发得越快，空气越干燥，C错误；若空气相对湿度大，尽管气温不高人们也会感到潮湿，D错误。答案B4.(湿度计原理)湿泡温度计与干泡温度计的示数差越大，表示()A.空气的绝对湿度越大B.空气的相对湿度越大C.空气中的水蒸气离饱和程度越近D.空气中的水蒸气离饱和程度越远解析湿泡温度计与干泡温度计的示数差越大，表示水分蒸发越快，所以相对湿度越小，即空气中的水蒸气离饱和程度越远。答案D基础过关1.下列关于蒸发和沸腾的说法正确的有()A.蒸发可在任何温度下发生，沸腾亦然B.蒸发只能在一定温度下进行，沸腾亦然C.蒸发发生在液体内、外，沸腾亦然D.蒸发只发生在液体表面，沸腾发生在液体内部和表面答案D2.要使水在100℃以上沸腾，可以采用下列哪种方法()A.移到高山上去烧B.在锅上加密封的盖C.在水中加盐D.加大火力解析气压增大，水的沸点升高。在高山上，气压小，沸点低；而在锅上加密封的盖，锅内气压增大，沸点升高；水中溶有其他物质，沸点降低；加大火力并不能升高沸点，故选B。答案B3.下列关于饱和汽与饱和汽压的说法中，正确的是()A.密闭容器中某种蒸汽开始时若是饱和的，保持温度不变，增大容器的体积，蒸汽仍是饱和的B.对于同一种液体，饱和汽压随温度升高而增大C.温度不变时，饱和汽压随饱和汽体积的增大而增大D.相同温度下，各种液体的饱和汽压都相同解析密闭容器中某种蒸汽开始时若是饱和的，保持温度不变，增大容器的体积，就会变成未饱和汽，所以A错误；温度一定时，同种液体的饱和汽压与饱和汽的体积无关，也与液体上方有无其他气体无关，所以C错误；相同温度下，不同液体的饱和汽压是不相同的，所以D错误。答案B4.(多选)下列对动态平衡的说法正确的是()A.当气态分子数的密度增大到一定程度时就会达到这样的状态B.在相同时间内回到液体中的分子数等于从液体表面飞出去的分子数C.此时，蒸气的密度不再增大，液体也不再减少D.蒸发的速度不再改变，以恒速蒸发答案ABC5.(多选)由饱和蒸汽与饱和汽压的概念判断下列说法哪些是正确的是()A.气体和液体之间的动态平衡是指汽化和液化同时进行的过程，且进行的速率相等B.一定温度下饱和蒸汽的密度为一定值，温度升高饱和蒸汽的密度增大C.一定温度下的饱和汽压随饱和蒸汽的体积增大而增大D.一定温度下的饱和汽压随饱和蒸汽的体积增大而减小解析由动态平衡的概念可知，汽化与液化的速率相等，故A正确；在一定温度下，饱和蒸汽的密度是一定的，它随温度的升高而增大，B正确；一定温度下饱和汽压与体积无关，C、D错误。答案AB6.(多选)在相对湿度相同的情况下，比较可得()A.冬天的绝对湿度大 B.夏天的绝对湿度大C.冬天的绝对湿度小 D.夏天的绝对湿度小解析因冬天比夏天的气温低，对应的饱和汽压小，又根据相对湿度公式可知，冬天的绝对湿度小，夏天的绝对湿度大，所以B、C正确。答案BC7.下列关于干湿泡湿度计的说法正确的是()A.干湿泡湿度计测的是绝对湿度B.湿泡温度计所示的温度高于干泡温度计所示的温度C.干泡温度计所示的温度高于湿泡温度计所示的温度D.干泡温度计与湿泡温度计所示的温度差越大，相对湿度越大解析因为干湿泡湿度计由两支温度计组成，用来测空气湿度的温度计是干泡温度计，另一支温度计的水银泡上包有棉纱，棉纱的另一端浸在水中，是湿泡温度计，由于水蒸发吸热，湿泡温度计的示数总小于干泡温度计的示数。故选项C正确；相对湿度越小，湿泡温度计上的水蒸发越快，干泡温度计与湿泡温度计所示的温度差越大。答案C能力提升8.(多选)如图1所示为水的饱和汽压图象，由图可以知道()图1A.饱和汽压与温度有关B.饱和汽压随温度升高而增大C.饱和汽压随温度升高而减小D.未饱和汽的压强一定小于饱和汽的压强解析由题图知，水的饱和汽压随温度的升高而增大，因此A、B正确，C错误；较高的温度条件下的未饱和汽压，可以大于较低温度条件下的饱和汽压，因此D错误。答案AB9.(多选)一个玻璃瓶中装有半瓶液体，拧紧瓶盖经过一段时间后，则()A.不再有液体分子飞出液体表面B.蒸发停止C.蒸发仍在进行D.在相同时间内从液体里飞出去的分子数等于返回液体的分子数，液体和蒸汽达到了动态平衡解析当液面上方的气体内所含的蒸汽达到饱和汽压后，处于动态平稳状态，但仍有分子跑出液面，只不过在相同时间内，返回的分子数与跑出的分子数相等。答案CD10.(多选)关于饱和汽，下列说法正确的是()A.在稳定情况下，密闭容器中如有某种液体存在，其中该液体的蒸汽一定是饱和的B.密闭容器中有未饱和的水蒸气，向容器内注入足够量的空气，加大气压可使水汽饱和C.随着液体的不断蒸发，当液化和汽化速率相等时液体和蒸汽达到的一种平衡状态叫动态平衡D.对于某种液体来说，温度升高时，由于单位时间内从液面汽化的分子数增多，饱和汽压增大解析在饱和状态下，液化和汽化达到动态平衡，即达到稳定状态，所以A、C正确；液体的饱和汽压与其温度有关，即温度升高饱和汽压增大，所以D正确；饱和汽压是指液体