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文档简介
专题三物态变化
第1■节温度
一、温度定义
温度是表示物体冷热程度的物理量,微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度。
二、温度的单位
1.摄氏温度
(1)来源:18世纪瑞典天文学家摄尔修斯在1742年创立的温标。
(2)规定方法:在1个标准大气压下,水的沸点定为100摄氏度,冰水混合物的温度定为0摄氏
度,其间分成100等份,每一等份称为1摄氏度。为了纪念和表彰摄尔修斯的贡献,1954年的第十
届国际度量衡大会特别将此温标命名为“摄氏温标”。
(3)符号:°C,读作摄氏度。
(4)正确理解摄氏温度应注意以下五个问题。
①温度计上的。C是摄氏温度的单位。
②温度表示物体的冷热程度。它只有“高低”之分,没有“有无”之别,即0℃是表示物体的冷
热程度,与1个标准大气压下纯净的冰水混合物的温度相同,而不是说物体没有温度。
③不论是冰多还是水多,在1个标准大气压下只要是纯净的冰水混合物,其温度就是0℃。
④摄氏温度的单位“摄氏度”是一个整体,不能分开,如30℃读作30摄氏度,不能读作摄氏30度。
⑤比0℃低的温度在数字前加号,读作“负”或“零下”。如-10°C读作“零下10摄氏度'或“负10摄
氏度”。
2.热力学温标
(1)来源:又称开氏温标、绝对温标,是国际单位制七个基本物理量之一,是由开尔文于1848年
引入的。
(2)规定方法:以宇宙的温度下限绝对零度(-273.15P)为零点温度。热力学温度T与摄氏温度t的
关系是:T(K)=273.15K+t(°C)。在体现温度变化时,每1K与每1P的大小是相同的。
(3)符号:K,读作开尔文,简称开。
3.温度计
液体温度计的分类
(1)根据测温物质分类,液体温度计可分为酒精温度计、煤油温度计、水银温度计。
(2)根据用途分类,液体温度计可分为实验室用温度计、体温计、寒暑表。
实验室用沿度计
黑暑表
(3)实验室用温度计、体温计、寒暑表的区别
类
实验室用温度计体温计寒暑表
项目
原理液体的热胀冷缩
玻璃泡内液体煤油、酒精等水银煤油、酒精等
测量范围-20-11035-42-30-50
分度值10.11
玻璃泡上有一个细而弯的
结构玻璃泡上都是均匀细管玻璃泡上都是均匀细管
“缩口”
可以离开人体读数,作用放在被测环境中直接读
注意事项不能离开被测物体读数
前甩几下数,不能甩
⑷体温计缩口的作用:防止体温计离开人体后,玻璃泡内的水银柱冷却收缩退回玻璃泡内。
⑸各种不同温度计测温原理
①液体温度计使用液体的热胀冷缩;
②数字式温度计使用温感可变电阻,其电阻阻值大小随温度而变化;
③双金属片温度计使用不同金属的热胀冷缩程度不同;
④彩色温度计使用特殊材料感知温度,温度不同材料会发出不同颜色。
三、实验探究温度的变化
1.估测温度
⑴实验过程:
在生活中,很多时候人们可以根据皮肤来判断物体温度的高低,但这样做一定准确吗?如图所示,
先把两只手分别放入热水和冷水中停一会儿,再迅速把双手同时放入盛有温水的杯子中,说出此时两
只手的感觉。
⑵实验发现:虽然两手在相同温度的水中,但此时两只手对同一杯水的温度判断明显不同,原来
在冷水中的手感觉温水很热,原来在热水中的手感觉温水很凉。
⑶实验结论:这说明人的主观感觉是不可靠的,要准确测量温度应当使用温度计。
2.自制温度计
⑴实验过程:用中间插有细玻璃管的橡皮塞塞紧装满红色冷水的小玻璃瓶,使瓶内的水位上升到
细玻璃管的适当位置。将玻璃瓶放入热水中(或适当加热)。
⑵实验现象:可以比较明显地看到水的热胀冷缩现象。
⑶实验结论:液体温度计是根据液体热胀冷缩的规律制成的。
例题1:为了使自制温度计的精度提高,下列方法中正确的是()
A.将自制温度计的细管做长一些
B.增大自制温度计的玻璃瓶的容积,减小玻璃管内径
C.减小玻璃瓶的容积,将玻璃管做长一些
D.把自制温度计的玻璃管做粗一些,使玻璃管内能装更多的液体
【考点】液体温度计的构造与工作原理
【答案】B
【解析】
⑴玻璃泡中的液体升高相同的温度,体积膨胀相同,如果管越细,上升的刻度越多,越灵敏。所
以内径要细一些。
(2)玻璃泡容积越大,温度变化量相同时,液体总体积的变化量会更大,表现在毛细管中会更明显,
灵敏度更高、准确程度更高。综上所述,B符合题意;ACD不符合题意,
故答案为:B.
【分析】液体温度计是根据液体的热胀冷缩性质制成的,玻璃泡中的液体遇热膨胀时,会在玻璃
管中上升,升高相同的温度,体积膨胀相同,如果管越细,上升的刻度越多,越灵敏.
四、温度计的使用方法
1.估测:根据被测物体的温度选择合适的温度计,选择适当的量程。
2.观察:看清温度计的量程和分度值
3.放置:温度计的玻璃泡要全部浸入被测物体当中,不能接触容器底或容器壁
4.读数:①让温度计在被测物体当中稍停一会儿,待示数稳定后再读数;②在读数时温度计的玻
璃泡不能离开被测物体;③视线要与液柱的上表面相平
例题2:练习使用温度计:
⑴实验室常用的温度计是根据液体的规律制成的。
⑵使用温度计测热水温度时,有如下步骤:
a.选取适当的温度计;
|国三
b.等待一段时间;
C.让温度计玻璃泡浸没在水中,但不要接触容器底和容器壁;
d.用手摸一下热水杯,估计待测热水的温度;
e.按要求正确读数并记录。
按正确的操作程序,步骤排列应该是。
如图甲所示温度计的读数方法正确的是(选填"A"、"B”或“C”),示数为℃o
⑶如图乙:是某同学测体温时体温计的一部分,它的示数是_七,粗心的同学没有甩体温计,直
接用该体温计先后去测两个体温分别是38℃和40℃的病人的体温,则体温计的示数分别是℃
和℃,
【答案】⑴热胀冷缩⑵dacbeB36⑶38.538.540
【考点】温度及温度计的使用与读数;摄氏温度及其计算
【解析】
⑴液体温度计的制作原理是液体的热胀冷缩。
(2)使用温度计测热水温度时,正确的操作顺序:
d.用手摸一下热水杯,估计待测热水的温度;
a.选取适当的温度计;
c.让温度计玻璃泡浸没在水中,但不要接触容器底和容器壁;
b.等待一段时间;
e.按要求正确读数并记录;
所以步骤排列应该是dacbe。温度计读书时,视线应该与液面持平,所以读数方法正确的是B。
如图所示,温度计分度值为1'温度计示数为36℃。
(3)如图所示,体温计分度值为0.1℃,其示数为38.59。根据体温计的特点,使用前用力甩一下
玻璃泡上方的水银才能回到玻璃泡中;没有甩的体温计原来的读数是38.5七,直接用来测量病人的体
温,病人的体温38℃,低于38.5℃,体温计中的水银不会下降,则显示病人体温为38.5℃;病人体
温为40℃,高于39。七,体温计中的水银会上升,测量是准确的,显示病人体温为4(TC。
【分析】(1)温度计的工作原理是液体的热胀冷缩;(2)利用温度计测量物体的温度时,温度计的液
泡不能与容器底盒容器壁接触,读数时应与刻度相平进行读数;(3)通过观察温度计明确温度计的量程
和分度值,再进行读数,需要注意的是,体温计的示数只会上升不会下降。
五、体温计的使用与读数方法
1.由于细小缩口的作用,缩口上方的水银柱不能退回玻璃泡。当体温计离开人体时,它表示的仍
然是人体的温度;每次使用前,都要将水银甩下去。
2.体温计读数时,眼睛通过一条棱看过去,圆弧形的棱相当于一个放大镜,可以观察到放大了的
较粗的水银柱,便于观察和读数。
3.明确体温计的量程为35〜42℃,分度值为0.1℃
例题3:关于温度计和体温计的用法,下面说法正确的是()
A.用常用温度计测液体温度时;温度计的玻璃泡不要离开被测液体
B.用体温计测量人的体温,读数时体温计不要离开人体
C.如果没有用酒精给体温计消毒,也可以把体温计放在沸水中消毒
D.常用的温度计和体温计都能测出冰水混合物的温度
【考点】体温计的使用及其读数;温度及温度计的使用与读数
【答案】A
【解析】
A.普通温度计的液面随时根据温度的不同而变化,所以用常用温度计测液体温度时,温度计的玻
璃泡不要离开被测液体,A符合题意;
B.体温计中有缩口的存在,所以用体温计测量人的体温,读数时体温计可以离开人体,B不符合
题意;
C.因为体'温度的测量范围是35C-42℃,沸水的温度远远超出了此范围,所以不可以把体温计放
在沸水中消毒,C不符合题意;
D.因为体温度的测量范围是35℃-42℃,而冰水混合物的温度为0℃,所以体温计不都能测出冰
水混合物的温度,D不符合题意;
故答案为:A.
【分析】使用温度计测量物体的温度时,应先估计物体的温度,选择合适量程的温度计进行测量,
等到示数稳定后再读数。利用温度计测量物体的温度时,温度计的液泡不能与容器底盒容器壁接触,
读数时应与刻度相平进行读数。
六、温度计读数不准的处理
例题4:有一支刻度均匀但读数不准的温度计,用它测量标准大气压下冰水混合物的温度时示数
为-2°C,用它测量标准大气压下沸水的温度时示数为103℃,那么当用它测量某液体的温度时,示数
为19°C,该液体的实际温度为()
A.16.8℃B,18.1℃C.19℃D.20℃
【考点】摄氏温度及其计算
【答案】D
【解析】
标准大气压时,冰水混合物的温度为0℃,沸水的温度为100℃,根据液柱位置,计算温度计的
分度值为t'=100°C/(103+2)=20/21°C,实际温度为T=20/21℃x(19+2)=20°C,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】根据实际温度和对应的液柱位置,计算温度计的实际分度值,结合实际测量的位置计算
实际温度。
第2节熔化和凝固
一、物态变化
1.定义:物质由一种状态变为另一种状态的过程叫物态变化。
2.物态变化与吸、放热关系图
物质存在固、液、气三种状态,这三种状态之间又存在着六种变化,每种变化的名称可以通过关
系图来加强记忆,口诀“硬的变成软的吸热,软的变成硬的放热”。
硬的变成软的吸热.软的变成硬的放热
固体最硬,气体最软.中间液体
3.自然界中还存在的物态
(1)等离子态
气态加热到几百万摄氏度的极高温度时将变成等离子态。这时,电子从原子中游离出来而成为自
由电子。等离子体就是一种被高度电离的气体,但是它又处于与''气态"不同的''物态"。包括太阳在
内的许多恒星,高空的电离层、闪电、极光等都是等离子体。人造的等离子体如日光灯里的电离气体。
(2)超固态
在140万大气压下,物质的原子就可能被“压碎”。电子全部被“挤出”原子,裸露的原子核紧密地
排列,物质密度极大,这就是超固态。一块乒乓球大小的超固态物质,其质量至少在1000吨。2016
年1月,英国爱丁堡大学科学家利用钻石对顶砧制造出了某种极端高压状态的条件,从而生成了“第
五状态氢”,即超固态氢。
二、熔化
1.定义:物质从固态变成液态的过程叫做熔化。在熔化过程中需要吸收热量。
2.应用:各大生活超市利用冰熔化吸热使肉类食品、海产品保鲜。
3.熔点:晶体熔化时的温度叫做熔点。
三、固体的分类及特性
1.晶体
有规则的结构,熔化时吸收热量,温度保持不变,这个温度叫做熔点,但需要继续加热,如各种
金属、钻石、冰、食盐、石墨、海波、蔡等。
2.非晶体
无规则的结构,熔化时吸收热量,温度不断上升,没有固定的熔化温度,如石蜡、玻璃、塑料、
松香、沥青、橡胶等。
3.熔化时的图像
晶体的熔化图像非晶体的熔化图像
4.晶体熔化时的条件
⑴晶体的熔化有温度达到熔点和继续吸热两个条件,两者缺一不可。
⑵如果晶体的温度达到熔点但不能继续吸热,晶体就不能熔化,仍然处在固态。如果可以从外界
继续吸收热量,则晶体开始熔化,进入由固态变为液态的过程。
⑶晶体的温度等于熔点时,物质的状态可能是固态,可能是液态,也可能是固液共存状态。
冰熔化时,低温的冰温度升高到0℃时,停止加热,此时的冰为0P的冰;继续加热,冰开始熔
化,熔化过程中,物质状态为冰水混合物,且温度保持0℃不变;当冰刚熔化成水,立即停止加热,
此时的水为0℃的水。
例题5:如图所示,把装有-4P碎冰的大试管放入装有-4P碎冰的大烧杯中,用酒精灯对烧杯加
热,在烧杯内的冰没有熔化完的过程中,试管内的冰()
A.熔化一小部分B.全部熔化C.不会熔化D.温度高于0七
【考点】熔化与熔化吸热特点
【答案】C
【解析】
冰是晶体,若给烧杯中的冰加热,烧杯中的冰首先升温达到熔点后熔化,但温度保持不变,所以
试管中的冰温度升高虽然达到熔点,但不能从烧杯中继续吸热,在烧杯内的冰没有熔化完的过程中,
不能熔化,
故答案为:C.
【分析】晶体熔化的条件是:到达熔点,继续吸热。
5.在一标准大气压下,各种物质的熔点
晶体熔点(℃)晶体熔点(C)晶体熔点(℃)
鸨3410铅328固态酒精-117
铁1535锡232固态氮-210
钢1515蔡80.5铜1083
灰铸铁1177固态水银-39金1064
铝660固态甲苯-95海波48
冰0固态氧-218固态氢-259
5.凝固
⑴定义:物质从液态变成固态的过程叫做凝固。凝固是熔化的逆过程。凝固放热。水结成冰,由
液态变成固态属于凝固现象。
⑵凝固点:液体凝固成固体时的温度称为凝固点,同种物质的凝固点等于熔点。
⑶凝固条件:①温度达到凝固点,②不断放出热量
⑷工业上的应用——铸造工件:
铸造是将金属加热熔化成的液体浇铸到与零件形状相适应的铸造空腔中,待其冷却凝固后,以获
得零件或毛坯的方法,是现代机械制造工业的基础工艺之一。被铸物质多原为固态但加热至液态的金
属(例:铜、铁、铝、锡、铅等),而铸模的材料可以是砂、金属甚至陶瓷。因应不同要求,使用的方
法也会有所不同。
铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺,已有约6000年的历史。中国在公元前1700〜前
1000年之间已进入青铜铸件的全盛期,工艺上已达到相当高的水平。
例题6:严冬,霜降来临,果农傍晚开始给橘子树喷水,随着温度的下降,水(填物态
变化)成冰,此过程(填“吸热”或“放热”),从而橘子不被冻坏。
【考点】凝国与凝固放热特点
【答案】凝固放热
【解析】
温度降低,水由液态变为固态的冰,属于凝固现象。凝固过程中,物体放出热量。
【分析】液体变为固体是凝固现象,凝固放热。
四、实验探究固体熔化时温度的变化规律
1.提出问题:
冰在什么情况下由固体变成液体?冰在熔化过程中与其他固体(比如石蜡)在熔化过程中的温度变
化情况相同吗?
2.设计实验与制定计划:
如图所示,分别取适量的碎冰和石蜡(碎块),对它们加热,测出它们在熔化过程中温度随时间的
变化关系。并根据记录的数据绘制图像,根据图像比较二者熔化时温度的变化规律有何不同。
3.进行实验与收集证据:
分别将碎冰和石蜡放入两支试管中,按图所示的装置分别加热碎冰和石蜡,观察碎冰和石蜡在熔
化过程中温度及状态的变化。
当温度升到-10℃时开始计时,每隔1min记录一次温度,同时认真观察冰、石蜡的状态变化,直
到全部熔化后再记录3~4次。数据记录如下表:
时间(min)01234567891011
冰的温度(C)-10-8-6-200000123
石蜡的温度(℃)-10-9-8-7-6-5-4-20259
4.分析论证:
在如图所示的方格纸上,纵轴表示温度,横轴表示时间,根据表格中各个时刻对应的温度在方格
纸上描点,将这些点用平滑的曲线连接,便得到熔化时温度随时间变化的图像。
5.结论:
不同的物质在熔化过程中温度的变化规律不同。有的物质(如冰)在熔化过程中虽然继续吸热,但
温度保持不变;有的物质(如石蜡)在熔化过程中先变软,后变稀,最后熔化为液体,且随着加热时间
的增加温度一直升高。
(1)实验中采用水浴加热法。水浴法是一种给物体均匀、间接地加热,并能控制物体温度上升速度
的好方法。在探究过程中,为了便于观察、比较、记录数据等,人为地控制外部条件,延长或缩短某
个过程,是保证探究成功的一个很重要的措施。
(2)在实验过程中为了使冰和石蜡均匀受热,试管应该选择较细些的,且装入的冰和石蜡不要太多,
保证试管里的冰或石蜡全部浸入水中,同时应用酒精灯缓慢加热。
提示:
探究晶体熔化时温度变化规律的实验中,为了使晶体受热更均匀,主要采取以下两种措施:
①把晶体研碎;
②水浴法加热,利用水的对流,使晶体受热更均匀;如果用酒精灯直接加热,晶体受热不均匀。
水浴法加热时,装置上需要用到石棉网和盛水的烧杯;另外温度计的玻璃泡接触到试管的底部,
不能准确测量试管内晶体的温度,又因为试管底部直接接触火焰,温度太高,容易损坏温度计。
例题7:两个实验小组分别探究冰熔化时温度的变化规律和蜡熔化时温度的变化规律。
⑴为减小误差,实验过程中宜选用(选填“大颗粒”或“小颗粒”)的冰块和蜡块;
⑵某一小组安装的实验装置如图所示,该装置中缺少了可使用的搅拌器,会导致试管内冰块或蜡
块。在组装实验器材时,应该采用下面方案(选填"A”或"B”)依次
组装;
A.温度计、试管、铁圈石棉网、酒精灯B.酒精灯、铁圈石棉网、试管、温度计
⑶改进实验后,两实验小组记录数据汇总如下表:
时间/min01234567...
冰的温度/℃-20000010.019.929.8...
冰的状态固态固液固液固液固液液态液态液态...
蜡的温度/℃35404549.55458.360.568...
蜡的状态固态固态固态黏稠变稀液态液态液态...
分析表格中的数据,你发现冰与蜡在熔化过程中的不同点是:冰熔化时温度,蜡熔化时
温度(均选填“上升”“下降"或‘不变");
⑷在上表所示实验中的第1min末至第3min末的时间内,下列说法正确的是
A.冰不断吸收热量,但温度不变
B.冰不断吸收热量,因为它温度不变
C.蜡不断吸收热量,熔化温度为49.5OC
⑸在下图中画出蜡熔化时温度随时间变化的图象。
【考点】熔化和凝固的探究实验
【答案】⑴小颗粒⑵受热不均匀B⑶不变上升(4)A⑸如下图所示
【解析】
⑴实验过程中宜选用颗粒比较小的固体,固体受热比较均匀,便于减小误差。
(2)实验装置中缺少了可使用的搅拌器,会导致管内冰块或蜡块受热不均匀。在组装实验器材时,
应该依次组装酒精灯、铁圈石棉网、试管、温度计,即按从下往上的顺序组装。
故答案为:B
(3)由表中的数据变化可以看到,冰在达到0℃后继续吸热,但温度不再升高,直至全部熔化成水,
而蜡则是边吸热、边升温、边熔化。
(4)在第1min末至第3min末的时间内,冰和蜡不断吸收热量,不断熔化,由固态变为液态,但
冰的温度不变,而蜡不断升温。故答案为:A。
(5)利用数学描点法描出时间和温度的对应点,用平滑的线连接起来,如下图所示。
温度/T
75
8
时间/min
五、熔点的影响因素
晶体的熔点并不是固定不变的,熔点是物质的物理属性,首先肯定由物质来决定,另外熔点的高低
还于物质的纯净程度有关,比如在冰中加盐能使熔点降低.熔点还与气压有关,不同大气压下熔点不同,
但影响不大,压强的变化对物质的熔点会产生一定的影响。
1.大部分晶体熔化时,体积增大,其熔点随压强的增大而升高。
2.冰熔化过程中体积变小,当压强增大时,冰的熔点降低。
如图所示,将一根两端挂有重物的细金属丝挂在冰块上,金属丝下的冰块熔化,说明增大压强可
以使冰熔化。金属丝通过后,冰的熔点又升高了,熔化成的水又凝固成冰。这样,金属丝就可以轻松
穿过冰块而不留缝隙。
六、图像法描述物质熔化和凝固过程
1.图像法具有直观、形象和概括力强的独特优点;它能将物理情景、物理过程、物理状态以直
观的方式呈现在我们面前;探究固体物质熔化和凝固过程中温度的变化规律时,常用'温度-时间图像
描述其特点。
2.物质的熔化、凝固图像
晶体有一定的熔点和凝固点,非晶体没有一定的熔点和凝固点。
⑴晶体的熔化图像:
AB段:物质为固态,吸收热量,温度升高。BC段:熔化过程,物质为固液共存态,吸收热
量,温度不变此温度为熔点。CD段:物质为液态
其图像如下所示:
时间/min
(1)晶体的熔化图像
⑵非晶体的熔化图像:
熔化过程中,物质吸收热量,温度升高,如上图所示。
⑶晶体的凝固图像
EF段:物质为液态放出热量,温度降低FG段:凝固过程,物质为固液共存态,放出热量,温
⑷非晶体的凝固图像
凝固过程中,物质放出热量,温度降低,如上图所示。
例题8:如图所示的小明做的海波熔化和凝固实验的图像,请根据图像回答:
⑴小明从°C开始加热,最高温度达到℃;
⑵海波加热分钟后全部处于液态;
⑶海波熔化过程的时间是—min,凝固时的温度是—℃,海波在熔化过程中处于
状态:
⑷从图像看出海波属于,因为海波在熔化过程中。
【考点】熔化和凝固的探究实验
【答案】⑴30℃70℃(2)10(3)6⑷晶体温度保持不变
【解析】
⑴根据图像,开始加热的温度是309,最高温度达到了709;
(2)海波加热10min之后,是全部液态;
(3)根据图像,海波熔化过程的时间共有10min-4min=6min,凝固时的温度是凝固点,和熔点相
同,是50。。海波熔化过程中,温度保持不变,熔化时处于固液共存状态;
(4)海波在熔化时温度保持不变,说明是晶体。
【分析】(1)根据熔化时温度变化图像,判断不同时刻的温度;(2)根据计时的时间判断加热后的
状态;(3)晶体在熔化时,处于固液共存状态,相同晶体的熔点和凝固点相同;(4)晶体在熔化时,吸
收热量,温度保持不变。
第3节汽化和液化
一、汽化
1.定义:物质从液态变为气态的过程叫做汽化。
2.特点:汽化吸热。
3.方式:沸腾和蒸发。
1).沸腾:
⑴定义:沸腾是液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象。
⑵特点:沸腾吸热,但温度保持不变。
⑶沸点:各种液体沸腾时都有确定的温度,这个温度叫做沸点。不同液体的沸点不同。在1个
标准大气压下水的沸点是100℃»
⑷液体沸腾的条件:要使液体沸腾,必须同时满足两个条件:第一,要达到一定的温度(即液体
的沸点);第二,要继续吸热。达到沸点的液体,如果不能继续吸热,那它就不能沸腾。
例题9:下列关于沸腾的说法中正确的是()
A.液体温度达到其沸点就一定沸腾
B.液体沸腾时要吸热,温度保持不变
C.95℃的水不可能沸腾
D.液体沸腾时要放热,温度保持不变
【考点】沸腾及沸腾条件
【答案】B
【解析】
A.液体的温度达到沸点并且不断吸热才能沸腾,A不符合题意;
BD.液体沸腾时温度不变,但沸腾时还需要吸收热量,B符合题意,D不符合题意;
C.水的沸点与气压有关,当外界气压降低时,水可以在95。七时沸腾,C不符合题意。
故答案为:B。
【分析】沸腾的条件是到达沸点,继续吸热;液体沸腾时,吸收热量,温度保持不变;液体的
沸点和大气压有关。
2).蒸发:
⑴定义:在任何温度下都能发生,并且只在液体表面发生的一种缓慢的汽化现象。
⑵影响蒸发快慢的因素
①液体的温度:液体的温度越高,蒸发越快。
②液体的表面积:液体的表面积越大,蒸发越快。
③液体表面空气流动的速度:液体表面空气流动得越快,蒸发越快。
⑶.蒸发的应用:蒸发时吸热有致冷作用,使液体或其附着的物体温度降低。例如:在皮肤上擦
一点儿酒精就会感到凉快,这是因为酒精蒸发时从身体吸收了热,使皮肤的温度降低;在路面上洒
水,水蒸发吸热,可以降低路面、空气温度。
⑷温度对液体蒸发快慢的影响和液体蒸发吸收热量的来源
①液体蒸发快慢跟周围空气的湿度也有关,周围空气湿度越大,蒸发越慢。液体蒸发的快慢还
跟液体的种类有关,如相同条件下,酒精比水蒸发快,水比油蒸发快。
②液体蒸发吸收热量的来源可以是两方面:a.从周围的环境中吸收热量,导致环境温度降低;b.
从自身吸收热量,导致液体自身温度降低。
4.蒸发与沸腾的区别
、这化方式蒸发沸腾
项目都是汽化现象,都是液态变为气态的过程,都要吸热。
异发生部位只在液体表面进行液体内部和表面同时进行
同剧烈程度缓和剧烈
八占八温度条件任何温度下都可以发生达到一定的温度才能发生
例题10:关于蒸发和沸腾有下列说法:
①液体在任何温度下都能蒸发,而只能在一定温度下沸腾。
②蒸发只能在液体的表面进行,而沸腾在液体的表面和内部同时进行。
③蒸发和沸腾不一定从外部吸热。
④液体蒸发时温度降低,且能继续蒸发,若其他条件不变,沸腾时停止加热温度降低就不能继
续沸腾。
上面说法中,正确的有()
A.只有①②B.只有③④C.只有①②④D.①②③④
【考点】沸腾及沸腾条件;蒸发及其现象
【答案】C
【解析】
液体在任何温度下都可以蒸发,沸腾是在沸点温度下完成,①是正确的。蒸发只能在液体的表
面进行,而沸腾在液体的内部和表面同时进行,②是正确的。蒸发和沸腾都会从外部吸收热量。所
以③是错误的。液体蒸发时温度降低且能继续蒸发,沸腾停止加热,温度降低就不能继续沸腾。④
也是正确的。
故答案为:C
【分析】蒸发和沸腾都是汽化现象,都吸热。
二、液化
1.定义:物质从气态变为液态的过程叫液化。
2.特点:液化放热。
3.液化方法:(1)降低温度。当气体的温度降低到足够低的时候,所有的气体都可以液化,其中
温度降到足够低是指气体的温度下降至沸点或沸点以下。不同的气体液化的温度不同,利用这种性
质可以分离物质。(2)压缩体积。用压缩体积的方法可以使大多数的气体液化,如日常生活中使用的
液化石油气就是用压缩体积的方法液化的。有些气体单靠压缩不能使它们液化,必须同时降低温度
才行。
4.液化放热在生活中的应用
(1)冬天手感到冷时,可向手哈气,是因为呼出的水蒸气液化放热。
(2)被锅内喷出的水蒸气烫伤比被开水烫伤严重,是因为水蒸气液化时要放热。
(3)通常用管道把高温水蒸气送入浴池,使池中的水温升高,这是利用液化放热来完成的。
例题11:下列所描述的现象中,发生的物态变化不属于液化的是()
A.在寒冷的冬天,长跑运动员在跑步时,不断从口中呼出“白气”
B.在严寒的冬夜,房间玻璃窗的内表面常有小冰花出现
C.在炎热的夏天,可看到冰棒周围冒出“白气”
D.在炎热的夏天,自来水管的表面常有水珠出现
【考点】液化及液化放热
【答案】B
【解析】
A.冬天呼出的“白气”是水蒸气遇到较冷的空气液化形成的,不符合题意;
B.玻璃窗内表面的小冰花是空气中的水蒸气遇冷直接凝华成小冰晶的过程,符合题意;
C.冰棒周围冒出的“白气”是空中的水蒸气在冰棒周围遇冷液化成的小水珠,不符合题意,C不符
合题意;
D.自来水管表面常有的水珠是空气中的水蒸气遇到较冷的水管液化成的小水珠,不符合题意,D
不符合题意。故答案为:Bo
【分析】气体变为液体,是液化现象,露、雾、“白气”等,是液化形成的。
三、实验探究水沸腾时温度的变化特点
1.实验目的:观察沸腾现象和沸腾时的温度情况
2.实验器材:烧杯、水、温度计、铁架台、酒精灯、石棉网、火柴、中心有孔的纸板、钟表
3.实验装置图:
4.实验步骤:
(1)把水倒进烧杯4*,按实验装置图将各器材安装好(顺序是从下到上进行安装)
(2)用酒精灯给盛了水的烧杯加热,并注意观察温度计的示数
(3)当水温升到90。。左右时,每隔1min(或2min)记录1次水的温度,直到水沸腾后5min,并注
意观察水的沸腾现象
(4)根据记录的温度值,作出水的温度-时间图像
5.实验现象:
(1)沸腾前,在水中出现小的气泡,上升过程中温度降低,体积收缩变小,未到液面就消失了。
同时,水温持续上升。
(2)沸腾时,水中形成大量的气泡,上升、变大,到水面破裂开来,里面的水蒸气散发到空气中
(3)沸腾后,水继续吸收热量但温度始终保持不变
6.实验注意事项:
(1)点燃酒精灯时,应用火柴点燃,绝对禁止用一只酒精灯点燃另一只酒精灯
(2)用完酒精灯必须用灯帽盖灭,不能用嘴吹灭
(3)应该用酒精灯的外焰部分加热
(4)实验中尽可能取质量较少、初温较高的水进行实验,且最好在烧杯上加一个盖,这样可以减
少加热时间
(5)实验中若测出水的沸点不是100℃,可能是受大气压影响或温度计存在质量问题
(6)在“水的沸腾”实验中,当不断对水加热时,水中会出现气泡;沸腾前,杯中上、下部分的
水的温度不同,气泡上升过程中温度降低,体积收缩变小;沸腾后水温不变,气泡上升后所受压强
变小,体积不断变大。
例题12:如图甲所示,是小明和小华在观察“水的沸腾”实验中的情景,通过酒精灯对水加
热,使水沸腾,他们记录的数据如下表所示:
⑴在安装实验器材时,甲图中应该先固定A、B两铁圈中的铁圈;
⑵根据记录在图乙中画出水的沸腾图像。由实验数据可知此时气压________(选填“低于”或“高
于”)一个标准大气压;
⑶实验并观察现象,当加热到第时,观察到烧杯中的水,现象为图丙中的(选填“a”
或'b");
⑷实验中发现,水从开始加热到沸腾的这段时间过长,造成这种现象的原因可能是:
(写一种原因);
⑸实验结束后,小明熄灭酒精灯,小华观察到水还会继续沸腾一会儿,这是因为;但
水不能持续沸腾,说明沸腾需要。
时间/min...12345678910
水温度/℃...92939495969798999999
⑹请根据实验数据,把水沸腾时的温度变化描绘在乙图上。
【考点】探究水的沸腾实验
【答案】⑴B⑵低于(3)a⑷烧杯中水量太多⑸石棉网温度高,水还能继续吸热吸热
【解析】
(1)安装器材时,应从下往上安装,由于要用酒精灯的外焰加热,所以先要根据酒精灯的高度固
定B铁圈的高度。
(2)由实验数据可知,水的沸点是99P,所以此时的气压低于1标准大气压。
(3)加热到第9min时,烧杯中的水正在沸腾,水中气泡由下往上越来越大,所以现象为图丙中
的a。
(4)水从开始加热到沸腾的这段时间过长的原因很多,可能是水量过多,也可能是水的初温太
低,也可能是火力太小等等。
(5)小明熄灭酒精灯,小华观察到水还会继续沸腾一会儿,这是因为石棉网的温度较高,水还能
继续吸热,不能持续沸腾的原因是石棉网温度降下来后,水不能继续吸热了,说明水沸腾需要吸
热。
【分析】(1)利用酒精灯加热时,组装器材要从下向上;(2)水的沸点和大气压有关;(3)水在沸腾
时,温度保持不变,此时水底的气泡上升变大;(4)加热的水质量越大,加热时间长;(5)水沸腾吸收
热量。
四、实验探究影响液体蒸发快慢的因素
研究液体蒸发快慢与哪些因素有关时要用到控制变量法:
1.研究液体蒸发快慢与液体表面积的关系时,需控制液体温度和液体上方空气流速相同;
2.研究液体蒸发快慢与液体温度的关系时,需控制液体表面积和液体上方空气流速相同;
3.研究液体蒸发快慢与液体上方空气流速的关系时,需控制液体温度和液体表面积相同。
例题13:探究影响液体蒸发快慢的因素。
⑴猜想与假设:液体蒸发的快慢可能与下列因素有关
①液体表面积的大小②液体的高低③液体表面________的快慢。
⑵进行实验、收集证据(针对猜想①),步骤是o
A、取两块相同的玻璃板。
B、在玻璃板上分别滴同样多的酒精,使两滴酒精表面积大小明显不同,如图所示
C、保持酒精的②、③两个条件相同。
D、若干时间后,两玻璃板上剩下的酒精明显不同。
⑶分析与结论:液体蒸发快慢与液体表面积的大小(填“有关”或“无关)
⑷本实验采用了一种很重要的研究方法,这种方法是法。
【考点】影响蒸发快慢的因素
【答案】(1)温度;空气流动;(2)ABCD;(3)有关;(4)控制变量。
【解析】
⑴液体蒸发的快慢与液体表面积大小、液体温度的高低、液体表面空气流动快慢有关;
(2)研究液体蒸发快慢和液体表面积的关系,根据控制变量法的思想,需要在相同玻璃板上分别
滴一滴质量相同的酒精,并使两滴酒精的表面积大小不同,同时控制温度和空气流动速度相同,最
后观察酒精变干的快慢;故正确顺序为ABCD;
(3)玻璃板上的酒精在温度和空气流动快慢相同、表面积不同时,经过一段时间后,两玻璃板上
剩下的酒精明显不同,故说明液体蒸发快慢与液体表面积的大小有关;
(4)本实验中,研究一个量与多个变量的关系,运用了控制变量法。
故答案为:(1)温度;空气流动;(2)ABCD;(3)有关;(4)控制变量。
【分析】(1)液体蒸发的快慢和液体的温度有关、液体的表面积有关,和液体上方的空气流动有
关;(2)探究表面积对蒸发快慢的影响时,使表面积不同而其它条件相同,比较蒸发的快慢;(3)液体
蒸发的快慢和液体的表面积有关;(4)控制某些物理量相同,改变被研究的量进行比较,是控制变量
法。
五、各种探究题型
1.纸锅烧水
例题14:纸的着火点约183℃,酒精灯火焰温度约500℃,若将纸锅放到酒精灯上加热,在水
沸腾时,纸锅不会燃烧,请你结合所学知识解释说明,纸锅为什么不会燃烧。
【考点】沸腾及沸腾条件
【答案】当水沸腾后温度保持在100℃左右不变,低于纸的着火点183。。所以纸锅中的水可
以沸腾但纸锅不会燃烧。
【解析】
当水沸腾后温度保持在10CTC左右不变,低于纸的着火点1839。(结论)所以纸锅中的水可以
沸腾但纸锅不会燃烧。
【分析】当水沸腾时,不管怎么加热,它的温度都不再升高,为100摄氏度,低于酒精的沸
点。
2.观察水沸腾
⑴描述水沸腾现象时,作温度-时间图像如下:
A点表示水的初始温度;
AB段表示水的升温阶段;
BC段表示水的沸腾阶段,是一条水平直线,表示水沸腾时温度不变;
D点对应的是水的沸点,若该温度低于100℃,则表示此地气压小于1个标准大气压。
⑵改变沸点的方法
①沸点与液体表面处的气压有关。气压增大,沸点升高(高压锅原理);气压减小,沸点降低。如
上图所示,加纸板沸点相对提高。
②高压锅内水面上的蒸汽气压较高,大于1个标准大气压,所以沸点就超过100℃,食物容易
煮熟。在高海拔处,因为气压比较低,水的沸点低于100℃,食物不容易煮熟,这时可利用高压
锅。
例题15:在“观察水的沸腾”实验中,当水温升到8TC时,开始计时,每隔1min记录一次水
的温度。然后,根据实验数据绘制了如图所示的温度随时间变化的图像。
⑴根据图像可以得出:在水沸腾时,的特点。
⑵在研究水沸腾的实验课上,同学们都能得出上述沸腾特点的结论。而交流评估时,他们的数
据记录和所作的沸腾图象来看,有的沸点99。。有的100。(3,还有的是10VC。请你分析一下,出
现这种现象最不可能的原因是o
A.不同的温度计引起测量出现误差
B.温度计放置在杯中的位置不同,造成读数不同
C.加纸盖后引起杯内液面上方气压变化导致沸点不同
D.由于实验室内气压值不同,导致沸点不同
【考点】探究水的沸腾实验
【答案】⑴吸热且温度保持不变(2)D
【解析】水沸腾时的特点是不断吸热,因为一旦停止加热,水停止沸腾,故是需要不断吸热,
从图像可以看出沸腾时温度不变。在同一个小范围内,实验的气压值是相同的,D选项最不可能。
【分析】(1)当液体沸腾时,不管怎么加热,它的温度都不再升高;(2)当大气压低于一个标准大
气压时,沸点会低于100摄氏度,水在一个标准大气压下,沸点是100摄氏度,当大气压高于个标
准大气压时,沸点会高于100摄氏度。
六、日常生活中常见的与液化有关的现象
“白气”是日常中常见的液化现象,''白气”并不是气体,而是小水滴,是由水蒸气液化而形成
的。水蒸气是一种无色透明的气体,是一种看不见摸不着的气体。例如,冬天口中呼出的'‘白气",
水烧开时所产生的“白气”等,都水蒸气液化形成的小水滴。
各种“白气”形成的原因:
1.冬天口中呼出“白气”,形成原因是口中呼出温度较高的水蒸气遇到冷空气液化形成的小水
滴。
2.水烧开时所产生的“白气”,形成原因是开水冒出高温水蒸气遇冷液化形成的小水滴。
3.夏天冰棒、铁管冒“白气”,形成原因是空气中的水蒸气遇到冷的冰棒、铁管后,在它们的外
壁液化形成的小水滴。
4.冰箱门打开时冒“白气”,形成原因是冰箱外的空气中的水蒸气遇到冷的空气液化形成的小水
滴。
例题16:如图是烧开水时从壶嘴冒出“白气”和刚从冰箱中取出的雪糕冒“白气”时的情景,
对于这两种“白气”的解释,下列说法中正确的是()
A.雪糕周围的“白气”是升华形成的
B.壶嘴里冒出的“白气”是水蒸气
C.两种“白气”都是水蒸气发生汽化形成的
D.两种“白气”都是水蒸气发生液化形成的
【考点】液化及液化放热
【答案】D
【解析】
烧开水时从壶嘴冒出“白气”是高温水蒸气遇冷液化成的小水滴,刚从冰箱中取出的雪糕冒
“白气”是空气中的水蒸气遇冷液化成的小水滴,二者都是由水蒸气发生液化形成的。
故答案为:D»
【分析】“白气”是水蒸气液化形成的小水滴。
例题17:冬天,人说话时,可以看到口里呼出“白气”;夏天,打开冰箱时,也可以看到从冰
箱里冲出“白气”。下列对这两次“白气”产生的原因,分析正确的是()
A.口里呼出的“白气”是口里的气体中的水蒸气液化产生的
B.冰箱里冲出的“白气”是冰箱里的气体中的水蒸气汽化产生的
C.冰箱里冲出的“白气”是冰箱里气体中的水蒸气液化产生的
D.口里呼出的“白气”是口里的气体中的水蒸气汽化产生的
【考点】液化及液化放热
【答案】A
【解析】
AD.口里呼出的“白气”是口里的水蒸气遇冷液化形成的,A符合题意,D不符合题意;
BC.冰箱里冲出的“白气”是空气中的水蒸气遇冷液化形成的,B、C不符合题意。
故答案为:Ao
【分析】物体由气态变为液态的过程称为液化,液化放热,结合选项分析求解即可。
第4节升华和凝华
一、升华
1.定义:物质从固态直接变成气态的过程叫升华。
2.特点:物质在升华时要吸收热量。例如,碘升华时要对它加热。
3.常见易升华的物质:干冰、碘、冰、蔡、金属鹤等。常见升华的现象:北方冬天结冰的衣服
变干,衣柜里的樟脑丸变小。
4.应用:物质在升华时吸热,具有致泠作用。干冰就是一种常见的制冷剂,在生活生产中常有
下列两个方面的应用。
(1)人工降雨:将干冰发射到云层附近,干冰迅速升华并从周围空气中吸收大量的热,使空气温
度急剧下降,高空中的水蒸气液化成小水滴或凝华成小冰晶。当这些小水滴和小冰晶逐渐增大时,
就从空中掉下来,小冰晶在下落时熔化,就形成了雨。
(2)制作舞台烟雾:舞台烟雾是利用干冰升华吸热致冷,使空气中的水蒸气液化形成的。
二、凝华
1.定义:物质从气态直接变成固态的过程叫凝华。
2.特点:凝华是升华的逆过程,物质在凝华时要放出热
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