【本讲教育信息】
一、教学内容
第十章 物态变化 第3节 汽化和液化 第4节 升华和凝华
二、考点点拨
本章节主要考查的内容有
1、知道汽化、液化的概念,知道汽化是吸热过程,液化是放热过程。会用汽化和液化的规律解释自然界或生活中的一些简单的物态变化现象。
2、了解沸腾现象,沸腾的特点和沸点。知道蒸发可以致冷。会对蒸发和沸腾进行比较,找出它们的区别。
3、知道升华和凝华的概念,知道升华吸热,凝华放热。
考查的重点和热点归纳为:
沸腾过程的实验探究,影响蒸发快慢的因素和蒸发吸热,升华和凝华的现象。试题主要以填空题、选择题和实验探究题为主。
三、跨越障碍
知识点一:汽化
汽化的形式有两种:沸腾和蒸发
1、沸腾的条件及其规律的应用
沸腾是液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象。
在探究“水的沸腾”的实验中数据记录如下表:
时间/min |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
水的温度/℃ |
90 |
92 |
94 |
96 |
98 |
98 |
98 |
98 |
98 |
观察水的沸腾,水在沸腾前和沸腾时有什么特征?
水沸腾后如果继续加热,温度怎样变化?
水沸腾的条件及规律:
①沸腾是液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象。
②液体在沸腾过程中,温度保持不变。
③沸腾过程是一个吸热过程。
思考:
①水沸腾时的温度为什么不是
②为什么当酒精灯熄灭,停止加热,沸腾并没有立刻停止?
解析:在一个标准大气压下纯水沸腾时的温度是
例1:在探究“水的沸腾”的实验中,当水温升到
时间/min |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
水的温度 /℃ |
90 |
92 |
94 |
|
98 |
98 |
98 |
98 |
98 |
(1)某次数据没有记录,当时温度计示数如图所示,请将漏填的数据填在表格内。
(2)根据表中实验数据,可知水的沸点是 ℃;由水的沸点,可判断出当时的大气压 (选填“高于”、“等于”或“低于”)1标准大气压。
(3)在探究结束后,四位同学分别交流展示了自己所绘制的水的温度和时间关系的曲线图,如下图所示。其中能正确反映研究水沸腾过程中温度随时间变化关系的是( )
解析:(1)96 (2)98 低于 (3)B
例2:某实验小组在我市新化县大熊山森林公园山顶做“观察水的沸腾”的实验中,观察到水沸腾前和沸腾时水中气泡的上升情况不同,如图a、b所示. 小组记录的实验数据如下表:
时间/min |
… |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
温度/℃ |
… |
90 |
91 |
93 |
97 |
98 |
时间/min |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
… |
温度/℃ |
98 |
98 |
98 |
98 |
98 |
… |
(1)图 是水在沸腾前的情况,图 是水在沸腾时的情况.
(2)从记录的数据可得出的实验结论是:此时水沸腾的温度是 ℃.
(3)实验得到的结论此时水沸腾的温度 (填“大于”或“小于”)水在标准大气压下的沸点,其原因可能是
解析:(1)b a(2)98(3)小于 海拔较高,气压较低
例3:如图所示,用酒精灯给烧杯加热,使杯内的水不断地沸腾,则插在烧杯中试管里的水将( )
A. 不能达到沸点,不能沸腾
B. 能达到沸点,可以沸腾
C. 能达到沸点,但不能沸腾
D. 将酒精灯火焰加大,多加热一些时间,可以沸腾
点拨:要判断试管里面的水能否沸腾,关键是看试管里面的水是否满足沸腾的条件,烧杯里面的水沸腾后,温度不再上升,试管里面的水通过热传递可以从烧杯中吸热,因此可以达到沸点,但是当二者温度相同时,试管里面的水就不能继续从烧杯中吸热了,亦即不满足沸腾的条件,因此不能沸腾。所以选C。
例4:如图所示,甲水壶直接放在火焰上加热,乙水壶置于厚金属板上后,放在火焰上加热.当两壶水沸腾发出哨音时,同时关闭炉火,则
A. 甲水壶停止发声后,乙水壶还能继续发声.
B. 乙水壶停止发声后,甲水壶还能继续发声.
C. 一段较长时间后,两水壶都还能继续发声.
D. 两水壶同时停止发出声音.
解析:液体沸腾的条件有两个:一是温度达到沸点,二是继续加热,二者缺一不可。当同时关闭炉火时,甲壶的水不能继续吸热而停止沸腾;由于厚金属板的温度高于水的沸点,它将继续向乙壶中的水提供热量,使水再沸腾一段时间。
答案:A
例5:给一定质量的水加热,水的温度与时间的关系图像如图所示,若其他条件不变,仅将水的质量增加,则水的温度与时间的关系图线正确的是( )
A. a
B. b
C. c
D. d
解析:这是一个水沸腾的图象,在其它条件不变的情况下,仅将水的质量增加,水吸热增多,升温变慢,但水的沸点是不变的,所以选C。
2、蒸发的条件及其规律的应用
蒸发:液体表面任何温度下都能发生的汽化现象
例1:【探究名称】影响液体蒸发快慢的因素
【提出问题】液体蒸发快慢跟哪些因素有关?
【猜想与假设】通过观察图和联系生活实际进行猜想
猜想一:液体蒸发快慢可能跟液体
的高低、液体 的大小和液体表面空气流动的快慢有关.
猜想二:相同条件下,将水和酒精同时擦在手臂上,酒精更容易干,猜想液体蒸发快慢可能还与
有关.
【设计与进行实验】小明同学对其中的一个猜想进行了如下实验:
如图所示,在两块相同的玻璃板上,分别滴一滴质量相等的酒精,通过观察图中情景可知,他探究的是酒精蒸发快慢与 是否有关.此实验过程中需控制酒精的 和其表面上方空气流动快慢相同.
【交流与评估】
我们知道液体蒸发时要吸热,请你举一个应用蒸发吸热的事例:
.
解析:【猜想与假设】 猜想一:温度 表面积 猜想二:物质
【设计与进行实验】液体的表面积 温度
【交流与评估】夏天在地上洒水来降温等
结论1:液体蒸发的快慢与温度有关,液体的温度越高,蒸发得越快。
结论2:液体蒸发的快慢与液体的表面积有关,液体的表面积越大,蒸发得越快。
结论3:液体蒸发的快慢与液体上方空气流动的快慢有关,空气流动得越快,蒸发得越快。
总结论:液体蒸发的快慢与液体温度的高低、液体表面积的大小、液体上方空气流动的快慢有关。
例2:夏天,站在电风扇下的人会感觉凉爽,而放在电风扇下的温度计的示数却无变化,为什么?
解析:根据题意首先应考虑到电风扇使周围空气的流动加快,会使液体的蒸发加快,然后通过比较可知,人的皮肤表面有汗液,汗液会蒸发,蒸发要吸热,而温度计液泡外面是干燥的,无液体可以蒸发,也就不会被吸热。
例3:夏天,游泳的人刚从河水中上岸,会感觉到比在水中冷,如果蹲下身子缩成团,又会觉得比站着暖和些,对上述现象,下列解释中正确的是
A. 蹲着比站着暖和些是因为离水近一些,有利于从水中取得热量
B. 上岸后感到冷是因为岸上的气温比水温低
C. 上岸后感到冷是因为身上的水蒸发吸热造成的
D. 蹲着比站着暖和些是因为减慢了蒸发吸热的速度
解析:夏季的气温比较高,由于河水不断蒸发吸热,致使水温低于气温,由此可知AB选项均错。人刚从水中上岸,体表沾有许多水,这些水不断蒸发,从身上不停吸热,因此人会感到冷。当人蹲下身抱成团时,人体表面与空气接触的面积比站立时小了,水的蒸发就会减慢,水从身上吸热的速度随之减小,人就会感觉比站立时暖和些,由此可知CD正确。
答案:CD
例4:如图,从温度与室温(
解析:温度计被取出,液泡上的酒精蒸发吸热,液泡温度降低,从而使温度计的示数减少;待酒精蒸发完毕后,外界空气温度高,将热量传给液泡,直到空气与液泡温差为0,所以温度计的温度又回升到与室内相同的温度
3、蒸发和沸腾的相同点和不同点
|
蒸发 |
沸腾 |
不同点 |
只发生在液体表面上 |
在液体表面和内部同时发生 |
可在任何温度下进行 |
必须达到沸点、继续吸热 |
|
缓慢的汽化现象 |
剧烈的汽化现象 |
|
相同点 |
(1)都是一种汽化现象(2)都会使液体变为气体(3)都会吸收热量 |
例1:下列关于蒸发和沸腾的说法中正确的是( )
A. 沸腾时吸收热量,蒸发不需要吸收热量
B. 蒸发的快慢与温度无关,沸腾时汽化的快慢与温度无关
C. 蒸发时物体温度降低,沸腾时温度不变
D. 蒸发和沸腾都可以在液体的表面进行
解析:蒸发和沸腾是汽化的两种方式,都需要吸热,但蒸发吸热,能使周围环境的温度降低因而有致冷作用,故A是错误的;蒸发的快慢与温度的高低有关,温度越高蒸发越快,而沸腾时汽化的快慢与从外界吸收热量的多少有关,故选项B是错误的;蒸发时需要吸收热量,如果外界不提供能量,液体的温度自然会降低,若在液体蒸发时,外界向液体提供能量,液体的温度就不一定会降低,甚至还有升高的可能。例如在用酒精灯给烧杯内的水加热至沸腾的过程中,液体一直在不停地蒸发,同时水温也在不断地升高。沸腾时温度保持不变也是在不断从外界吸收热量的前提下才保持不变的,所以C是错误的。蒸发是只在液体表面进行的,而沸腾是在液体表面和内部同时进行的剧烈的汽化现象。所以选D。
例2:下列措施中,能使蒸发变快的是( )
A. 把蔬菜用保鲜膜包好放入冰箱中 B. 把新鲜的水果放入冰箱中
C. 钢笔在不用时,盖上笔帽 D. 用电热吹风机将湿头发吹干
解析:影响液体蒸发快慢的因素是液体的温度、液体的表面积及液体上方空气流动的速度,A、B、C选项是减慢液体蒸发的措施。所以选D。
知识点二:液化
1、液化放热。
冬天,戴眼镜的人从寒冷的户外进到温暖的房间内,眼镜片上就会出现“哈气”,这就是房间内相对高温的水蒸气遇到低温的眼镜片放热降温被液化的现象。
2、液化的方式:
方式一:降低温度
方式二:压缩体积。压缩气体的体积,也可以使一些气体液化。现在某些家庭使用的液化石油气,就是在常温下,用压缩体积的方法,把石油气液化后装在钢罐里保存的
3、理解液化应注意三个问题
①所有气体,在温度降到足够低的时候都可以被液化。
②有的气体单靠压缩体积不能使它液化,必须使它的温度降低到一定温度,例如氮气。
③凡具有如下字样的相关物态变化都是液化现象:雾、露、“白气”、“冒汗”或“出汗”、“冒气”等,通常是空气中的水蒸气遇冷放热液化产生的。
说明:水蒸气液化过程的现象图解
例1:清晨草叶上常挂有晶莹的露珠,这是由于夜间温度低,空气中的水蒸气 形成的,在阳光照射下这些露珠又会慢慢消失,是由于露珠发生了 的缘故。
解析:液化 汽化(蒸发)
例2:用蒸笼蒸馒头,是上层还是下层蒸格中的馒头先熟呢?小明仔细观察后发现:高温的水蒸气经过多层蒸格向上升,遇到冷的蒸笼盖时,大量水蒸气发生 现象, 很多热量,从而会使上层蒸格中的馒头先熟。
解析:液化 放出
例3:在透明塑料袋中滴入几滴酒精,将袋挤瘪,排尽袋中空气后把口扎紧,然后放入
A. 塑料袋仍然鼓起,其中的酒精液化了
B. 塑料袋仍然鼓起,其中的酒精汽化了
C. 塑料袋又瘪了,其中的酒精汽化了
D. 塑料袋又瘪了,其中的酒精液化了
解析:物质从液态变成气态的过程叫做汽化 物质从气态变成液态的过程叫做液化。
答案:D
例4:阅读下面的短文
如图甲是青藏铁路通过“千年冻土”区的照片,照片中插在路基两旁的一排碗口粗细的是热管(还有一部分埋在路基下面),这是为了解决“冻土”区路基在温度过高时会变得松软不牢固,采取的其中一种方法.
热管是一根两端封闭的金属管(如图乙是管内物质物态变化的示意图),管内充有容易汽化的液体。上方一端处在温度较低的地方,下方一端处在温度较高的地方,当它的下方一端受热时,里面的液体会吸热而汽化,蒸气跑到温度低的上方一端时放热而液化,液化后的液体通过重力作用(或其它途径)又回到受热的下方一端,如此循环往复. 热管就相当于一个天然“制冷机”。
请回答下列问题:
(1)热管里面发生的物态变化是
和
(2)当热管“制冷”时,上方一端的温度 下方一端的温度此时,热管把从高温处吸收的 “搬到”低温处放出.当上方的温度和下方的温度相同时,热管 (横线内选填以下其中一个数字序号:①停止“制冷” ②开始“制冷” ③热量④温度⑤高于⑥低于)
解析:(1)汽化 液化 (2)⑥ ③ ①
知识点小结:
汽化和液化的对比
方式 |
状态变化 |
吸、放热情况 |
产生条件 |
汽化 |
液 → 气 |
吸热 |
蒸发:任何温度 沸腾:一定温度 |
液化 |
气 → 液 |
放热 |
降低温度或压缩体积 |
知识点三:升华
物质直接由固态变成气态的过程,是一个吸热的过程
例1:想一想:
1、灯泡为什么会变黑?
2、灯丝变细是为什么?
灯泡中的钨丝用久了会变细,这是由于钨丝在高温下会产生_____现象,玻璃泡发黑则是由于钨蒸气遇冷时______的结果
解析:升华,凝华
例2:据《北京晚报》报道:
(1)请提出你的看法,这雪为什么不见了?
(2)简单解释你提出的看法
解析:(1)雪发生了升华现象,由固态的雪直接变成了气态的水蒸气。(2)当时气温低(-
知识点四:凝华
物质直接由气态变成固态的过程,是一个放热的过程
例1:冬天清晨,在有人居住的室内窗户上往往会出现冰花,下列说法正确的是( )
A. 出现在窗内侧,由大量水蒸气凝华而成
B. 出现在窗内侧,由水凝华而成
C. 出现在窗外侧,由大量水蒸气凝华而成
D. 出现在窗外侧,由水凝华而成
例2:下列自然现象中,属于凝华现象的是
A. 雾的形成 B. 露的形成 C. 冰的形成 D. 霜的形成
例3:2008年春节前后,我国南方部分地区遭遇了低温雨雪天气,其他地区的树枝上甚至出现了如图所示的“雾凇”。雾凇和霜的形成过程很相似,都是( )
A. 水蒸气液化形成的 B. 水蒸气凝华形成的
C. 小水珠凝固形成的 D. 小冰晶升华形成的
例4:如图所示,在大烧杯中倒入热水,在小烧杯中放入少量碘,并盖上玻璃片. 在玻璃片上铺一层酒精棉,酒精蒸发吸热起到降温作用. 把小烧杯底部放在水中,学生观察到小烧杯中出现了紫色的碘蒸气,玻璃片上出现了碘的结晶,而小烧杯中并没有液态碘出现.
(1)实验中在什么位置发生了什么物态变化?
(2)烧杯中哪儿的温度高,哪儿的温度低,升华需要吸热还是放热,凝华需要吸热还是放热?
例5:如图所示,舞台上经常用喷撒干冰(固态二氧化碳)的方法制造白雾以渲染气氛.
对“白雾”的形成,小明的解释是:(1)干冰升华吸热使周围环境温度降低;(2)气态二氧化碳液化形成白雾。
以上解释中
A. 第一句话存在科学性错误
B. 第二句话存在科学性错误
C. 两句话都存在科学性错误
D. 两句话都没有科学性错误
例6:下列是对我们生活中常见的一些热现象的解释,其中正确的是:
A. 冬天在菜窖里放几桶水,利用水凝固放热防止菜被冻坏
B. 衣柜里的樟脑丸变小是因为樟脑丸蒸发了
C. 清晨花草上的小露珠是由空气液化而形成的
D. 发烧时在身体上擦些酒精降温是因为酒精的温度低
例7:下图所示的物理现象中,属于液化现象的是
例8:下列现象与形成原因搭配正确的是 ( )
A. 灯泡用久了,灯丝会变细——升华
B. 晒在太阳下的湿衣服变干——熔化
C. 擦在皮肤上的酒精很快干了——液化
D. 水正在慢慢地结冰——凝华
四、小结:
本节课我们复习了汽化和液化,升华和凝华。下面我们回顾和总结一下有关的知识:
1、汽化吸热,液化放热;升华吸热,凝华放热。
2、蒸发和沸腾的异同点
3、物态变化的特点
物态变化类型 |
特点 |
晶体熔化 |
温度达到熔点,吸收热量,温度保持不变,处于固液共存状态 |
非晶体熔化 |
没有熔点,吸收热量,温度变化 |
液体凝固(晶体类) |
温度达到凝固点,放出热量,温度保持不变,处于固液共存状态,同一种物质的熔点、凝固点相同 |
蒸发 |
可以在任何温度下进行,吸收热量(具有致冷作用),液体温度的高低、表面积的大小、空气流动的快慢可以影响其蒸发快慢 |
沸腾 |
温度达到沸点,吸收热量,温度保持不变,处于液气共存状态,沸点受气压影响 |
液化 |
放出热量,降低温度和增大压强(压缩气体体积)可以促使气体液化;“白气”指水蒸气液化成的小水珠(重要出题点) |
升华 |
吸收热量:樟脑球变小、灯丝变细、人工降雨(人工烟雾)、冰冻衣服变干(雪堆变小)等 |
凝华 |
放出热量:灯泡变黑、冰花(霜)等 |
五、预习导学案
第十一章 热和能 第1节 物质的分子构成 第2节 分子热运动 第3节 内能及其改变
预习内容:
1、物质是由 构成的,它的大小通常以_________作单位来量度,我们一般用_________来观察它.
2、我们身边的物质一般以_________、_________、____________的形式存在.
3、扩散现象能说明什么?
4、什么叫热运动?它与温度的关系是什么?
5、列事例中,肯定属于用做功的方法改变物体内能的是( )
A. 秧田中的水被晒热 B.
将牛奶放进冰箱冷冻制冰棒
C. 磨刀时刀刃发热
D.
热开水变凉
6、关于温度、热传递和热量的说法正确的是( )
A. 温度高的物体含有的热量多
B. 热量总是从温度高的物体传递到温度低的物体
C. 温度低的物体含有的热量少
D. 热量总是从热量多的物体传递到热量少的物体
7、冬天双手对搓一会儿就会感到暖和,这是因为_______________________________,利用________的方法使人体的温度升高。
8、人造地球卫星穿越大气层飞向太空或者返回地面进入大气层的过程中,卫星温度升高,内能增大,这是属于用_________的方法改变内能的例子.
9、烧开水时,壶盖被水蒸气顶起来,水蒸气的内能将_______,这是因为水蒸气______________消耗了内能.
【模拟试题】(答题时间:30分钟)
1、夏天,人站在吊扇下吹风有凉爽的感觉,如果把一支温度计也放在吊扇下吹风,温度计的示数将( )
A. 升高 B.
降低 C.
不变 D.
无法确定
2、下列措施中为了加快蒸发的是( )
A. 酒精灯不用时盖上灯帽 B. 将湿衣服展开后晾在向阳通风处
C. 用保鲜袋装蔬菜放入冰箱 D.
春季植树时剪除大量枝叶
3、在
A. 温度计示数保持原状不动 B. 温度计示数先变大后不变
C. 温度计示数先变大后变小 D. 温度计示数先变小后变大
4、某同学做“研究影响蒸发快慢的因素”实验,如图所示,他在两块相同的玻璃片上分别滴上一滴水,观察图中情景可知该同学主要研究蒸发快慢是否与 (
)
A. 水的温度有关. B. 水的表面积有关.
C. 水上方空气的流速有关 D. 上述三个因素都有关.
5、下列能使蒸发变慢的措施是
(
)
A. 用电热吹风机将湿头发吹干.
B.
用扫帚把地上的积水扫开.
C. 把蔬菜用保鲜膜包好放入冰箱.
D. 喝开水为了不烫口向水面吹气.
6、下列不属于蒸发吸热现象的是 ( )
A. 夏天,在地上洒水会感到凉快.
B. 刚从游泳池上来的人感到冷.
C.
大热天,狗伸长舌头进行散热. D. 冰熔化时,从外界吸热,温度不变.
7、在皮肤上擦一点酒精,就会感到凉,是因为酒精 时从身体 ,使皮肤温度降低的缘故。
8、室内温度为
*9、如图所示,甲、乙两个房间里相同的电炉上,同时烧开相同的两壶水.可以观察到:______房间内水壶壶嘴的上方白气较多,由此可以判断出_______房间的气温较高.(选填:甲、乙)
*10、在家里洗澡时,浴室里的镜子上常常会出现“哈气”,用起来十分不方便。现在有一种新型的镜子——防雾镜,就是在普通镜子的背面装有电热丝,洗澡时,只要接通其电路,就可避免镜子上出现“哈气”。请你说明“哈气”产生的原因以及防雾镜是怎样避免“哈气”产生的。
11、去年冬天,我们威海地区遭遇了几十年不遇的罕见大雪。同学们在清扫校园内的积雪时堆成的“雪人”,即使气温在
12、下列现象发生的过程中,吸收热量的一组是
(1)春天,冰雪融化汇成溪流 (2)夏天,从冰箱里面拿出来的饮料罐“出汗”
(3)秋天,清晨的雾在太阳出来后散去 (4)冬天,室外地面上出现了霜
A. (1)(2) B. (2)(4) C. (1)(3) D. (3)(4)
*13、一次实验中,实验员不小心把一些碘和铁屑混在一起,你能够想出多少种办法把铁屑中的碘除掉,说出你利用的物理原理。
【试题答案】
1、C
2、B 解析:影响蒸发快慢的因素是液体的温度、液体的表面积和液体表面的空气流动。ACD都是为了减慢蒸发,只有B是增大液体的表面积和液体表面的空气流速来加快蒸发。
3、D 同8题的分析
4、A
5、C
6、D
7、蒸发 吸热
8、C。解析:此题考查了液体蒸发吸热,温度计上的酒精蒸发要带走热量,使温度计的温度降低,低于室温,当酒精蒸发完毕后,由于温度计的温度比室温低,再从外界吸收热量,温度升高,直到与室温相等为止。
9、甲 乙
解析:由图可以看出,甲乙两房间内壶嘴上方的白气不同,甲房间的白气多。白气是从壶嘴喷出来的水蒸气遇冷液化而成的,房间内的气温越低,水蒸气液化成的白气也就越多,故甲房间的气温较低,乙房间的气温较高。
10、解析:洗澡时温度较高的水蒸气遇到温度较低的镜面后液化成小水珠,使镜面出现哈气,而防雾镜的背面装有电热丝,当电流通过电热丝时,电能转化为内能,使镜子的温度升高,水蒸气遇到温度较高的镜面后不会发生液化现象,从而避免了镜面上出现哈气。
11、升华,吸收
解析:因为冰的熔点是
12、C
解析:冰雪融化为熔化现象,属于吸热过程;“出汗”是空气中的水蒸气遇到温度低的饮料罐而液化形成的,属于液化,是放热过程;雾的消失是由液态变成气态,属于汽化现象,是吸热过程;霜的形成是水蒸气在低于
13、答案:方法一:将混在一起的碘和铁屑加热,碘受热后升华为碘蒸气,散失在空气中。方法二:用磁铁接触碘和铁屑,铁屑被磁铁吸起。