2.2汽化和液化培优练习
一、单选题
1.面对疫情,举国上下,万众一心,武汉接受捐赠新鲜蔬菜近千吨,为了避免蔬菜在长途运输中腐烂变质,加工企业对蔬菜进行真空脱水,使之成为脱水蔬菜,既能保鲜又能防止疏菜营养成分流失。真空脱水的原理是真空环境的( )
A.液体表面空气流动速度快,使蔬菜的水加快蒸发,从而实现脱水
B.气压很低,大大降低水的沸点,蔬菜中的水分能迅速汽化,从而实现脱水
C.温度很低,蔬菜中的水分迅速凝固并升华,从而实现脱水
D.温度很高,蔬菜中的水分迅速汽化,从而实现脱水
2.如图,大试管和小试管里都装有水,将四支大试管中的水加热,使之保持沸腾,则大试管中的水不断沸腾的过程中,小试管中的水会沸腾的是(液体的沸点与大气压有关,气压越大,沸点越高)( )
A.
B.
C.
D.
3.有甲、乙、丙三支相同的温度计,其中一支不准确,将甲放在空气中,乙放在密闭的酒精瓶中,将丙放在开口的酒精瓶中,过一段时间,三支温度计的示数都是22℃,则( )
A.甲不准确
B.乙不准确
C.丙不准确
D.不能判定哪支不准确
二、填空题
4.如图,两个完全相同的玻璃杯A和B,A中装有一些水,B倒扣着放入盛水的容器中。用酒精灯给容器中的水加热,在水沸腾后继续加热的过程中,A杯中的水______(选填“能”或“不能”)沸腾,B杯中的水不能沸腾,理由是______。
5.有一种能反映空气中水蒸气含量的装置叫做干湿泡湿度计。如图,它是由两个相同的温度计并列制成的,其中一个温度计被湿布包起来了。两个温度计的读数不一样,湿泡温度计的示数较________(选填“大”或“小”),这是由于湿布中的水在________(填物态变化的名称)时要吸热。在一定的温度下,两个温度计示数的差别越________,表示空气的湿度越大。
6.在透明塑料袋里滴入几滴酒精,将袋挤瘪,排尽空气后用绳把口扎紧,然后放入80℃以上的热水中.
(1)你认为会发生什么样的变化,把你所猜想的结果写在下面的横线上:_______________
(2)写出你所猜想的理由:_______________
(3)如果再从热水中拿出塑料袋,过一会儿又会发生什么变化,并说明理由:____________
7.所有气体都可以液化,但每一种气体都有一个特定的温度,在这个温度以上,无论怎样压缩体积,气体都不会液化,这个温度叫临界温度.临界温度是物质以液态形成存在的最高温度.各种物质临界温度.有的高于常温,如水是,酒精是,因此,在常温下它们通常是以液态形式出现.有的低于常温,如氧是,氢是,所以我们平时常认为他们是气态的.由以上知识可知:
(1)使气体液化的方法有__________和__________,但对于某些气体,直接用加压的方法是不行的,首先要__________.
(2)氧气和氢气的混合物,采用降温液化的方法分离,首先液化的将是__________.
(3)氧的沸点是,氮的沸点是,氮的沸点是.利用液化空气提取这些气体,当温度升高时,液态空气蒸发,首先分离出来的是:__________.
(4)电冰箱致冷靠的是氨、氟利昂等。只要将气体稍微压缩就能使它液化放出热量,可知这些制冷剂的临界温度较__________(填“高”或“低”)
三、实验题
8.阅读短文,回答问题.
汽车防冻液
汽车在行驶时,发动机的温度会升得很高.为了确保安全,可用水循环进行冷却.实际上,水中往往还要加入不易挥发的防冻液(原液),加入防冻液后的混合液冬天不容易凝固,长时间开车也不容易沸腾.有关资料表明,防冻液与水按不同的比例混合,混合液的凝固点、沸点不同,具体数值参见下表(表中防冻液含量是指防冻液在混合液中所占体积的百分比).
在给汽车水箱中加防冻液时,宜使混合液的凝固点比本地常年最低气温低10~15℃.考虑到混合液中防冻液的含量过高会影响散热效果,因此,混合液中防冻液的含量不宜过高.
(1)在混合液中,如果防冻液含量由30%逐渐增大到90%,则混合液凝固点的变化情况
是(_________)
A.逐渐升高
B.逐渐降低
C.先升高后降低
D.先降低后升高
(2)若某地常年最低气温为-15℃,对该地区汽车来说,在下列不同防冻液含量的混合液中,宜选(_________)
A.30%
B.40%
C.60%
D.90%
(3)请在图中作出混合液沸点与防冻液含量的关系图像____________;
(4)由图像可以推知,防冻液的含量达到75%时,混合液的沸点大约是__________℃.
(5)长时间使用后,汽车水箱中的混合液会减少.与原来相比,混合液的沸点________(选填“升高”、“降低”或“不变”),其原因是________________________________
9.为了验证“被100℃的水蒸气烫伤,要比被100℃的热水烫伤严重得多”.小柯设计了以下实验.(热损失以及热胀冷缩对实验的影响忽略不计)
①将一定质量温度为t1的冷水装入一个双层玻璃真空保温杯中,液面如图甲所示位置,标记为
A;
②向杯中插入导管,将100℃的水蒸气通入保温杯的冷水中(水蒸气全部被吸收),发现杯中水面明显上升;
③一段时间后,停止通入水蒸气,移出导管后,杯中液面位置如图乙所示,标记为B,再测出此时杯中水的温度为t2,比较发现t2高于t1.
(1)杯中水面上升是通入的水蒸气发生
_____
(填物态变化名称)的结果.
(2)t2高于t1的原因是
_____
.
(3)小江认为因未设置对照,小柯的实验还不足以证明他的观点.请你再帮助小柯设计后续实验方案.简要叙述实验过程以及测量的物理量.
______________
(4)比较
_____
和
_____
两个物理量就可以验证小柯的猜想是否正确.
10.在冬天或夏天雨雾中驾车时,前后及两侧挡风玻璃上雾蒙蒙的,物理兴趣小组的同学想知道雾的成因及消雾的快慢与哪些因素有关,他们进行了下列的思考及探究:
(1)在下雨天或雾天里,空气中的湿度较大,且因大雨或雾天的空气温度降温,使得车窗玻璃本身的温度相对较低,车内水蒸气遇______发生______
(填物态变化名称)从而形成小水珠;根据相关数据,车内外温度差达到10
℃以上就很容易在玻璃______
(选填“内侧”或“外侧”)起雾。
(2)车窗起雾无疑是驾驶安全的大敌。为使视野清晰以保证驾车安全,就必须在最短时间内消除雾气。影响用风消除玻璃水雾快慢的因素有哪些?同学们作了如下猜想:
猜想一:甲组同学认为与风速有关;
猜想二:乙组同学认为与风的温度有关;
要验证猜想一,实验中应保持其他条件不变,只改变______。
为了验证猜想二,同学们做了相应实验,并将实验数据记录在如下表格中:
风力挡位
温度
消除水雾所用时间
3
热风
30秒
冷风
40秒
(分析与结论)由实验数据可得出的结论是:在______一定时,所吹风的______,除雾越快。
(交流)从车窗起雾的成因反推:消雾的有效途径除了迅速提高车窗玻璃的温度外还可以通过______来实现。
11.阅读下面材料并回答问题:
氮气泄露,夏现冬景
本报讯:昨晚,南京市建宁路上一停车场内发生氮气泄露事故,现场周围“寒气”逼人,车厢挂起冰柱,地面结了厚厚一层冰。
昨晚10点左右,建宁路上一家名为“的士”的休闲中心的一名工作人员突然发现停车场里一辆大型槽罐车尾部不断冒出白烟,并且越来越大,当他走过去一看,被现场的情景吓了一跳,只见车尾部开始结冰,车厢下端已经有大约10厘米长的冰柱,而液体刚滴到地面上就开始结冰,不久地面上就是一层厚厚的冰。原来,这辆属于南京气体产品公司的槽罐车满载液态氮气,车尾部冒出的白烟就是车罐内液态氮发生泄漏的表现。氮气在标准大气压下,冷却至-195.8℃时,变成没有颜色的液体,冷却至-209.86℃时,液态氮变成雪状的固体。温度降低到-196℃较为困难,所以一般情况下,采用压缩体积的方法使氮气液化。
据介绍,氮气具有快速致冷的效果,如果有足够多的氮,可以在很短的时间内将周围气温降低到零下50℃,所以以上情况比较危险。
阅读了这则新闻后,利用你学过的物理知识,请你能帮她完成下面的内容。
(1)由于氮常温常压下是气态,所以车罐内的液态氮是通过______的方法实现液化的。
(2)液态氮发生泄漏时,会迅速变成气体,同时______热量,使周围空气中的水蒸气______而形成小水珠,出现“白烟”。所以“白烟”不是氮气,而是小水珠。
(3)文中有多处不妥,请你指出文中“氮气具有快速致冷的效果”的不合理之处。你认为如何改正:______。
五、综合题
12.请阅读《湿度》回答题。
湿度
湿度表示空气干燥的程度,是对空气中水蒸气含量的一种度量。湿度又可以分为绝对湿度和相对湿度,绝对湿度是指一定体积的空气中含有的水蒸气的质量,在一定的温度下一定体积的空气内含有的水蒸气越少,则空气越干燥;水蒸气越多,则空气越潮湿。但绝对湿度只有与温度一起才有意义,因为空气中能够含有的水蒸气的量随温度而变化,也就是最大含量与温度有关。
相对湿度是绝对湿度与一定体积空气中水蒸气的最大含量的百分比。例如,10℃时,1m3的空气能够容纳8g水蒸气,如果空气中实际的水蒸气含量为8g,那么它的相对湿度就是100%;如果空气中实际水蒸气只有4g,那么相对湿度就是50%。相对湿度可以用“干湿温度计”测得。“干湿温度计”上有两支温度计,湿球温度计和干球温度计:如图所示,其中湿球温度计的玻璃泡上由一块浸满水的沙布覆盖。当两支温度计放在相同的空气中时湿球温度计因蒸发作用而降温,所以它的读数比干球温度计上的读数要低。
如果相对湿度大,那么湿球温度计上的水蒸发得比较慢,湿球温度计上的读数与干球温度计的差异不大;如果相对湿度小,那么湿球温度计上的水就蒸发得比较快,湿球温度计的温度就低得多。相对湿度可以比较两支温度计的读数再通过右侧的相对湿度表格而查找出来。首先,分别读出湿球温度计和干球温度计上的读数,然后在表格的左栏中找到干球温度计的读数,在表格的右上方找到两者的温差,表格中两个读数相交处的数字就是相对湿度。
相对湿度
干球温度计读数/℃
湿球温度计与干球温度计之间的温差/℃
1
2
3
4
5
10
88
76
65
54
43
12
88
78
67
57
48
14
89
79
69
60
50
16
90
80
71
62
54
18
91
81
72
64
56
20
91
82
74
66
58
22
92
83
75
68
60
24
92
84
76
69
62
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)湿度是表示什么的物理量?(________)
(2)依据文中所说“10℃时,1m3的空气能够容纳8g水蒸气”,如果空气中实际的水蒸气含量为2g,则相对湿度是___________%。
(3)“干湿温度计”中两支温度计的示数差值大,表明空气的相对湿度___________(选填“大”或“小”)。
(4)请在上文的表中查出温度为20℃,“干湿温度计”中两支温度计的示数差值为3℃时,空气的相对湿度是___________%。
参考答案
1.B2.B3.C
4.不能
B杯中的水面上方气压增大,水的沸点升高
5.小
汽化
大
6.被挤瘪的塑料袋子会慢慢地膨胀鼓起来液态的酒精遇到高温(吸热)立即汽化(或挥发),因而体积增大从热水中拿出鼓起来的塑料袋子后,由于降温(放热),酒精蒸气又液化成液态的酒精,体积减小,所以袋子又瘪下去了
7.
降低温度
压缩体积
降低温度
氧气
C
高
8.D
B
图略
120
升高
水由于汽化而减少,防冻液的含量增大
9.液化
水蒸气液化会放出热量,让水的温度上升
另外取一个保温杯,倒入和图甲质量相同,初温相同都是t1的水,然后再倒入100℃的开水,直到同一个液面位置B,摇动让这个保温杯温度均匀后,再用温度计测出它的温度t
t2
t
10.冷
液化
内侧
风速
风速
温度越高
通过空调系统换干燥空气进入车内(答案出现“干燥的空气进入车内”即可)
11.压缩体积
吸收
液化
液氮汽化时具有快速致冷的效果
12.空气干燥程度
25
小
74