2024-2025学年高中物理第九章固体液体和物态变化3饱和汽与饱和汽压学案新人教版选修3-31

PAGE7-第三节饱和汽与饱和汽压【素养目标定位】※了解饱和汽与饱和汽压的概念※知道如何计算空气的相对湿度【素养思维脉络】课前预习反馈学问点1汽化1．汽化物质从__液态__变成__气态__的过程叫作汽化。2．汽化的两种方式比较种类异同蒸发沸腾区分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__肯定__的温度下发生；沸腾时液体温度__不变__；是一种猛烈的汽化过程影响因素液体温度的__凹凸__；液体表面积的__大小__；液体表面处空气流淌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__学问点2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__，液体也不再__削减__，液体与气体之间达到了平衡状态。这种平衡是一种__动态平衡__。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．饱和汽压肯定温度下饱和汽的__压强__。5．饱和汽压的变更随温度的上升而__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__。学问点3空气的湿度和湿度计1．肯定湿度空气的湿度可以用空气中所含水蒸气的__压强__来表示，这样表示的湿度叫作空气的__肯定__湿度。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__之比来描述空气的__潮湿程度__，并把这个比值叫作空气的相对湿度，即相对湿度＝eq\f(水蒸气的实际压强,同温下水的饱和汽压)×100%3．常用湿度计__干湿泡__湿度计、__毛发__湿度计，__传感器__湿度计等。辨析思索『判一判』(1)在任何温度下蒸发和沸腾都能进行。(×)(2)液体汲取热量时肯定会汽化。(×)(3)在高山上用一般锅煮饭不简单将饭煮熟。(√)(4)肯定湿度越小则相对湿度也肯定越小。(×)(5)空气的相对湿度越大，则人越感觉潮湿。(√)(6)密闭容器中有未饱和的水蒸气，向容器中注入足够量的空气，加大汽压可使水汽饱和。(×)『选一选』(2024·武汉市青山区校级期中)关于空气湿度，下列说法正确的是(C)A．当人们感到潮湿时，空气的肯定湿度肯定较大B．当人们感到干燥时，空气的相对湿度肯定较大C．空气的肯定湿度用空气中所含水蒸汽的压强表示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：当人们感到潮湿时，空气的相对湿度肯定比较大，肯定湿度不肯定大，故A错误；人们感到干燥时，空气的相对湿度肯定比较小，故B错误；肯定湿度指空气中水蒸气的实际压强，故C正确；相对湿度是指水蒸气的实际压强与同温度下水的饱和气压的比值，故D错误。『想一想』雾、露、霜是生活中常见的现象。你知道它们产生的缘由吗？答案：白天气温高，空气中所含的水蒸气未达到饱和，到了夜间，气温降低，水蒸气就可能达到饱和。于是，地面旁边空气中的水蒸气就以尘埃等小颗粒为凝聚中心，形成很多小水滴悬浮在空中，使空气变得不透亮，这就是雾。假如水蒸气凝聚成水珠，附着在物体表面，就形成了露，当外界温度低于0℃，水蒸气干脆凝华成为霜。课内互动探究探究对饱和汽和饱和汽压的理解┃┃思索探讨1__■如图所示的容器，用活塞封闭着刚好饱和的一些水蒸气。(1)若保持温度不变，渐渐地推动活塞，容器内饱和水蒸气的密度是否发生变更？(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更？(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变更？提示：(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。┃┃归纳总结__■1．对饱和汽的理解(1)概念：与液体处于动态平衡的蒸汽。(2)动态平衡的实质密闭容器中的液体，单位时间逸出液面的分子数和返回液面的分子数相等，即处于动态平衡，并非分子运动停止。(3)动态平衡是有条件的，外界条件变更时，原来的动态平衡状态被破坏，经过一段时间才能达到新的平衡。2．影响饱和汽压的因素(1)饱和汽压跟液体的种类有关试验表明，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微观说明：饱和汽压随温度的上升而增大。(3)饱和汽压跟体积无关在温度不变的状况下，饱和汽的压强不随体积而变更。比如，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，于是液体接着蒸发。直到未饱和汽成为饱和汽为止，由于温度没有变更，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的一样，所以压强不变更。特殊提示正确理解动态平衡的意义是驾驭饱和汽的关键，利用好气体压强的微观说明是理解饱和汽压影响因素的基础。┃┃典例剖析__■典例1如图所示，一个有活塞的密闭容器内盛有饱和水汽与少量的水，则可能发生的现象是(B)A．温度保持不变，渐渐地推动活塞，由eq\f(pV,T)＝C可知容器内饱和汽压会增大B．温度保持不变，渐渐地推动活塞，容器内饱和汽压不变C．温度保持不变，渐渐地推动活塞，容器内饱和汽分子数不变D．不移动活塞而将容器放在沸水中，容器内压强不变解题指导：(1)饱和汽是一种动态平衡，当温度变更时，饱和汽压发生变更。(2)要留意eq\f(pV,T)＝C的适用条件是肯定质量的志向气体。解析：渐渐推动和拉出活塞，密闭容器内体积发生变更，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；虽然饱和汽压不变，饱和汽密度不变，但由于体积减小，饱和汽分子数削减，故C错误；不移动活塞而将容器放入沸水中，容器内饱和汽温度上升，故压强应发生变更，D错误。┃┃对点训练__■1.(2024·江苏省淮安校级期末)运用高压锅烧水，水烧开后，锅内水面上方充溢了饱和汽，现停止加热，让高压锅在密封状态下，水蒸气温度从120℃缓慢降低至80℃，则上述过程中，锅内水蒸气将__始终是饱和汽__(选填“始终是饱和汽”或“先是饱和汽，后是未饱和汽”)，水蒸气压强__变小__(选填“变小”“不变”或“变大”)。解析：水上方蒸汽达到饱和时的气压叫饱和气压，只与温度有关，在冷却过程中，锅内水蒸汽始终处于饱和状态，但锅内水蒸汽压强随着温度的降低而减小。探究相对湿度与湿度计┃┃思索探讨2__■夏日无风的傍晚，人们往往感到闷热潮湿，身上的汗液也蒸发不出去，这是为什么？人体感觉到的“干爽”和“潮湿”取决于什么？提示：(1)这是因为在闷热潮湿的天气里，空气的湿度比较大，汗液的蒸发和四周的空气达到了一种动态平衡状态。(2)“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”。┃┃归纳总结__■1．空气的湿度(1)空气湿度分为肯定湿度和相对湿度，两者均与温度有关。(2)水蒸气的实际压强(肯定湿度)＝相对湿度×同温度水的饱和汽压。2．影响相对湿度的因素相对湿度与肯定湿度和温度都有关系，在肯定湿度不变的状况下，温度越高，相对湿度越小，人感觉越干燥；温度越低，相对湿度越大，人感觉越潮湿。3．相对湿度的计算(1)依据相对湿度＝eq\f(水蒸气的实际压强,同温下水的饱和汽压)，即B＝eq\f(p,ps)×100%，知道了水蒸气的实际压强和同温下水的饱和汽压，代入公式即可求得。(2)留意单位的统一，水蒸气的实际压强和同温度下水的饱和汽压要采纳同一单位。(3)在某一温度下，饱和汽压是肯定值，知道了肯定湿度可以算出相对湿度；反之，知道了相对湿度也能算出肯定湿度。(4)环境温度变更时，水的饱和汽压和水蒸气的实际压强都发生变更，但相对湿度不会超过100%。4．了解湿度计空气的相对湿度常用湿度计来测量。常用的湿度计有干湿泡湿度计、毛发湿度计与湿度传感器等。┃┃典例剖析__■典例2(2024·河北省张家口市一中高二上学期期中)气温为10℃时，测得空气的肯定湿度p＝800Pa，则此时的相对湿度为多少？假如肯定湿度不变，气温升至20℃，相对湿度又为多少？(已知10℃的水汽的饱和汽压为p1＝1.228×103Pa,20℃时水汽的饱和汽压为p2＝2.338×103Pa)解题指导：肯定湿度不变时即空气中水汽密度不变，温度越高，它离饱和的程度越远，人们感觉越干燥；驾驭相对湿度的公式，体会相对湿度与肯定湿度的区分与联系。解析：10℃时水汽的饱和汽压为p1＝1.228×103Pa，由相对湿度公式得此时的相对湿度B1＝eq\f(p,p1)×100%＝eq\f(800,1.228×103)×100%＝65.1%20℃时水汽的饱和汽压为p2＝2.338×103Pa，同理得相对湿度B2＝eq\f(p,p2)×100%＝eq\f(800,2.338×103)×100%＝34.2%。答案：65.1%34.2%┃┃对点训练__■2．(2024·江苏南京月考)生活中到处包含物理学问：雨天打伞时，雨水因为对伞布不浸润而没有透过伞布纱线间的缝隙说明液体具有__表面张力__，干湿泡湿度计是用两个相同的温度计并列制成的，运用时，其中一个温度计下端的玻璃泡包着湿布，另一个温度计的玻璃泡不包着湿布，若在相同室温下视察到两个温度计的读数差增大，表明空气的相对湿度__减小__。(选填“增大”“减小”“不变”)解析：雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力，使雨水对雨伞布表现为不浸润；当空气中的水蒸气含量较低时，湿泡温度计上的水分蒸发较快，温度下降的较多，两个温度计的示数差较大，表明空气的相对湿度减小。核心素养提升空气湿度的变更方法1．增加空气湿度的方法：(1)增加空气中水蒸气的含量，如采纳加湿器加湿；(2)降低空气的温度，增加相对湿度。2．减小空气湿度的方法：(1)削减空气中水蒸气的含量，如运用干燥剂；(2)上升空气的温度，减小相对湿度。案例探讨表明，对人体比较相宜的温度和相对湿度为：夏季室温25℃，相对湿度限制在40%～50%比较舒适；冬季室温18℃时，相对湿度限制在60%～70%比较舒适。依据你的切身体会，谈一谈相对湿度对生活的影响，并与同学探讨沟通。解析：相对湿度对人们的生活影响很大。相对湿度过小时，蒸发加强，干燥的空气简单夺走人体的水分，使皮肤干燥、鼻腔黏膜易受刺激而产生炎症。相对湿度过大时，无论在夏季或冬季，都会使人感到不舒适。夏季湿度增大，会抑制人体散热功能，使人感到闷热和烦躁，冬季湿度增大，会使热传导加快，让人感到阴冷。课堂巩固达标1．(2024·哈尔滨第三十二中学高二下学期期中)当水蒸汽达到饱和时，水蒸气的压强不再变更，此时(C)A．水不再蒸发B．水不再凝聚C．蒸发和凝聚达到动态平衡D．以上都不正确解析：达到饱和时的状态是动态平衡状态，水蒸气达到饱和时，蒸发和凝聚仍在接着进行，只不过蒸发和凝聚的水分子个数相等而已，故A、B、D错误，C正确。2．(2024·福建省南平一中高二下学期期中)一瓶矿泉水喝完一半之后，把瓶盖拧紧，不久瓶内水的上方形成了水的饱和汽。当温度变更时，瓶内水的饱和汽压与温度变更关系的图象正确的是(B)解析：对于同一种液体，饱和汽压随温度上升而增大，故B正确，ACD错误；故选B。3．(2024·山东省东营一中高二下学期检测)下列关于湿度的说法正确的是(D)A．肯定湿度大，相对湿度肯定大B．相对湿