(共43张PPT)
1~2 固体 液体
课标阐释
思维脉络
1.知道固体的微观结构,知道固体可以分为晶体和非晶体。
2.知道晶体和非晶体的区别。
3.能从液体的微观结构入手了解液体的基本性质。
4.知道生活中的表面张力现象,知道表面张力的成因。
5.能通过观察和实验了解浸润和不浸润、毛细现象及它们产生的原因。
6.了解液晶的特点及它在生活、生产、科研中的应用。
?
一、晶体和非晶体
1.固体可分为晶体和非晶体两类,其中石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、蔗糖、味精、雪花等是晶体,而玻璃、松香、蜂蜡、沥青、橡胶等是非晶体。
2.晶体
(1)晶体又分为多晶体和单晶体。
(2)晶体有确定的熔点。
(3)单晶体具有规则的几何形状。
3.各向异性与各向同性:有些单晶体沿不同方向的导热或导电性能不同,有些单晶体沿不同方向的光学性质不同,这类现象称为
各向异性。非晶体与多晶体沿各个方向的物理性质都是一样的,这叫做各向同性。
必备知识
二、晶体的微观结构
1.为什么晶体的形状和物理性质会与非晶体不同呢?
答案:因为它们具有不同的微观结构。
2.在各种晶体中,原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的,具有空间上的周期性。
3.有的物质在不同条件下可以形成不同的晶体,那是因为组成它们的微粒能够按照不同规则在空间分布,例如石墨和金刚石。
4.同种物质也可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现,有些非晶体在一定条件下也可以转化为晶体,这说明物质是晶体还是非晶体,并不是绝对的。
三、液体的微观结构及表面张力
1.液体的微观结构特点。
(1)分子距离:液体不易被压缩,这说明液体分子间的距离很小。
(2)分子力:液体分子间的相互作用力很大。
(3)分子的热运动:液体分子热运动与固体分子相似,但每个分子没有固定的位置,可在液体中移动,因此表现出流动性。
2.液体的表面层,表面层内分子间的相互作用特点:液体跟气体接触的表面存在一个薄层,叫做表面层。
表面层内分子间的距离大于r0,因此分子间的相互作用表现为
相互吸引。
3.液体的表面张力:如果在液体表面任意画一条线,线两侧的液体之间的作用力是引力,它的作用是使液体表面绷紧,所以叫做液体的表面张力。
4.试简述形成表面张力的原因。
答案:液体表面具有收缩的趋势,这是因为在液体内部分子引力和斥力可以认为相等,而在表面层里分子间距较大,分子间的相互作用力表现为引力的缘故。
四、浸润和不浸润及毛细现象
1.附着层:当液体和固体接触时,接触的位置形成的一个液体薄层,叫做附着层。
2.浸润和不浸润:一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上,这种现象叫做浸润;一种液体不会润湿某种固体,也就不会附着在这种固体表面,这种现象叫做不浸润。
3.浸润和不浸润产生的原因各是什么?
答案:浸润和不浸润是分子力作用的表现。当附着层的液体分子比液体内部分子稀疏,附着层内分子间的作用表现为引力,附着层有收缩的趋势,这样的液体和固体之间表现为不浸润;如果附着层内分子间的距离小于液体内部分子间的距离,附着层内分子之间的作用表现为斥力,附着层有扩展的趋势,这样的液体与固体之间表现为浸润。
4.毛细现象,毛细现象的特点:浸润液体在细管中上升的现象,以及不浸润液体在细管中下降的现象,称为毛细现象。毛细现象的特点是:管的内径越细,管内外液面的高度差越大。
五、液晶
1.概念。
有些化合物像液体一样具有流动性,而其光学性质与某些晶体相似,具有各向异性,人们把处于这种状态的物质叫液晶。
2.出现液晶态的条件。
有些物质在特定的温度范围之内具有液晶态;另一些物质,在适当的溶剂中溶解时,在一定的浓度范围之内具有液晶态。
3.微观结构。
位置无序使它像液体,而排列有序使它像晶体,所以液晶是有晶体结构的液体。
4.用途。
当前液晶最主要的应用方向是在显示器方面的应用。
自我检测
1.判断正误,对的画“√”,错的画“×”。
(1)铁块没有规则的几何形状,所以是非晶体。
( )
解析:常见的金属材料是多晶体。
答案:×
(2)晶体具有确定的熔点。
( )
解析:无论单晶体还是多晶体都有确定的熔点,而非晶体无确定的熔点。
答案:√
(3)具有各向同性的固体一定是非晶体。
( )
解析:非晶体在物理性质上一定表现出各向同性,但多晶体在物理性质上也表现出各向同性。
答案:×
(4)若某种液体浸润,那么它对所有固体都浸润。
( )
解析:同一种液体,对有些固体浸润,对有些固体不浸润,同一种固体,可以被某些液体浸润,也可以不被另一些液体浸润。
答案:×
2.探究讨论。
(1)观察图示,都是由碳原子组成的石墨和金刚石,物理性质却有很大差别,为什么石墨很软,金刚石却很坚硬?
答案:金刚石和石墨中的碳原子排列规则不同。
(2)雨伞的伞面上有很多细小的孔,为什么下雨时,雨水不会从孔里漏下来?
答案:因为雨水将纱线浸湿后,在纱线孔隙中形成水膜,水膜的表面张力使雨水不会漏下来。
(3)
液晶电视已经走进寻常百姓家,液晶显示器是如何显示各种颜色的呢?
答案:在液晶中掺入少量多色性染料,当液晶中电场强度不同时,它对不同颜色的光吸收强度不一样,从而显示出各种颜色。
(4)在教材第38页图9.2-3的现象中,刺破棉线一侧的薄膜后棉线立即被拉紧,说明了什么问题?
答案:说明液面是一个绷紧的膜,棉线两侧的膜间相互作用力为引力,刺破一侧的薄膜后,该侧引力消失,另一侧引力使膜收缩而使棉线张紧。
(5)浸润、不浸润现象与毛细现象有何异同?
答案:浸润、不浸润是因液体的附着层内分子的引力或斥力所致,而毛细现象的发生是附着层的引力或斥力与表面张力共同作用的效果。
探究一
探究二
探究三
晶体和非晶体
问题探究
1.如图所示,冬天到了,各种不同的雪花争奇斗艳,精彩纷呈,雪花是不是晶体?晶体的特点是什么?如果温度高,雪花很快就会化成水,水是不是晶体,为什么?
要点提示雪花规则的几何外形是天然形成的,是晶体,具有天然的几何外形是晶体的特征之一。当雪化成水后,具有流动性,其几何形状不再固定,不是晶体。
探究一
探究二
探究三
2.某固体物质,若其各向导热性能不同,则该物质一定是单晶体吗?
要点提示一定是单晶体。这是因为只有单晶体才具有各向异性。
3.某固体物质,如果在熔化的过程中,温度保持不变,则该固体物质一定是晶体吗?
要点提示一定是,这是因为所有的晶体(无论是单晶体还是多晶体)都具有确定的熔点,而非晶体没有。
探究一
探究二
探究三
名师精讲
1.晶体与非晶体的区别
探究一
探究二
探究三
2.晶体的微观结构与物理性质
(1)晶体结构。
①组成晶体的物质微粒有规则地在空间排列,呈现空间上的周期性。
②晶体内部各微粒之间存在很强的相互作用力,结构不同、作用力的大小也不同,微粒被相互的作用力约束在一定的位置上。
③微粒在各自的平衡位置附近做微小的振动。当外界干扰强烈或温度变化时,结构也发生变化,周期性被破坏,晶体也可以转化为非晶体。
(2)物理性质。
晶体的微观结构决定其宏观物理性质,改变物质的微观结构从而改变物质的属性,如碳原子可以组成性质差别很大的石墨和金刚石,有些晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化。
探究一
探究二
探究三
典例剖析
【例题1】
(多选)下列说法正确的是( )
A.显示各向异性的物体必定是晶体
B.不显示各向异性的物体必定是非晶体
C.具有确定熔点的物体必定是晶体
D.不具有确定熔点的物体必定是非晶体
【思考问题】
(1)晶体分哪几类?
提示晶体分为单晶体和多晶体。
(2)晶体和非晶体熔化过程有何不同?
提示晶体有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点。
(3)单晶体、多晶体和非晶体怎么区分?
提示单晶体的物理性质为各向异性,多晶体和非晶体的物理性质为各向同性,但多晶体有确定的熔点。
探究一
探究二
探究三
解析:单晶体具有各向异性,故只要具有各向异性的固体必定是晶体,故A正确;非晶体和多晶体均显示各向同性,故不显示各向异性的物体不一定是非晶体,还可能是多晶体,故B错误;晶体均具有确定的熔点,非晶体不具有确定的熔点,所以具有确定熔点的物体必是晶体,不具有确定的熔点的固体就必定是非晶体,故C、D正确。
答案:ACD
探究一
探究二
探究三
变式训练1(1)如图甲所示是日常生活中常见的几种晶体,图乙是日常生活中常见的几种非晶体,请在图片基础上思考以下问题:
①晶体与非晶体在外观上有什么不同?
②没有规则几何外形的固体一定是非晶体吗?
探究一
探究二
探究三
(2)在云母片和玻璃片上分别涂上一层很薄的石蜡,然后用烧热的钢针去接触云母片和玻璃片的另一面,石蜡熔化,如图丙所示,你看到的现象及得出的结论是什么?
答案:(1)①单晶体有规则的几何外形,多晶体和非晶体无规则的几何外形。
②不是。由于多晶体是许多单晶体杂乱无章地组合而成的,所以多晶体也没有规则的几何外形。
(2)玻璃片上石蜡的熔化区呈圆形,说明玻璃片沿各个方向的导热性能相同。云母片上石蜡的熔化区呈椭圆形,说明云母片沿各个方向的导热性能不相同。
探究一
探究二
探究三
液体的微观结构与表面张力
问题探究
如图,早晨的草叶上的露珠晶莹剔透,水黾在水上能够静止不动,这两个看上去毫无关联的事情有什么本质上的联系?仔细观察,露珠的形状并不是标准的球形,而是稍微呈扁形,原因是什么?
要点提示早晨草叶上露珠呈球形和水黾在水面上能够静止不动,都是由于液体的表面张力的作用。露珠的形状呈扁平状,是因为自身的重力的原因。
探究一
探究二
探究三
名师精讲
1.液体的微观结构
液体中的分子跟固体一样是聚集在一起的,液体分子的热运动主要表现为在平衡位置附近做微小的振动,但液体分子只在很小的区域内有规则地排列,这种区域是暂时形成的,边界和大小随时改变,有时瓦解,有时又重新形成。液体由大量这种暂时形成的小区域构成,这种小区域杂乱无章地分布着。
探究一
探究二
探究三
2.液体的宏观特性
(1)各向同性:液体由大量暂时形成的杂乱无章分布的小区域构成,所以液体表现出各向同性。
(2)一定体积:液体分子的排列更接近于固体,液体中的分子聚集在一起,分子间距接近于r0,相互间的束缚作用强,主要表现为在平衡位置附近做微小振动,所以液体具有一定的体积。
(3)流动性:液体分子能在平衡位置附近做微小的振动,但没有长期固定的平衡位置,液体分子可以在液体中移动,这是液体具有流动性的原因。
(4)扩散特点:液体中扩散现象是由液体分子运动产生的,分子在液体里的移动比在固体中容易得多,所以液体的扩散要比固体的扩散快。
探究一
探究二
探究三
3.液体的表面张力及其作用
(1)表面张力的形成原因。
表面张力的形成原因是表面层(液体跟空气接触的一个薄层)中分子间距离大,分子间的相互作用表现为引力。
(2)表面张力的方向。
表面张力的方向和液面相切,垂直于液面上的各条分界线。如图所示。
探究一
探究二
探究三
(3)表面张力的大小。
表面张力的大小除了跟边界线长度有关外,还跟液体的种类、温度有关。
(4)表面张力的作用。
表面张力使液体表面具有收缩趋势,使液体表面积趋于最小。而在体积相同的条件下,球形的表面积最小。
例如,吹出的肥皂泡呈球形,滴在洁净玻璃板上的水银滴呈球形。(但由于受重力的影响,往往呈扁球形,在完全失重条件下才呈球形)
探究一
探究二
探究三
典例剖析
【例题2】
关于液体,下列说法正确的是( )
A.液体的性质介于气体和固体之间,更接近气体
B.小液滴呈球状,说明液体有一定形状和体积
C.液面为凸形时表面张力使表面收缩,液面为凹形时表面张力使表面伸张
D.液体的扩散比固体的扩散快
【思考问题】
(1)液体的宏观特性有哪些?
提示具有一定的体积,无一定的形状,还有流动性。
(2)表面张力的作用是什么?
提示表面张力使液体表面具有收缩的趋势。
探究一
探究二
探究三
解析:液体性质介于气体和固体之间,更接近于固体,具有不易被压缩、有一定体积、没有一定形状、扩散比固体快等特点,选项A、B错误,D正确;无论液面为凸形还是凹形,表面张力总是使表面收缩,选项C错误。
答案:D
求解此题应把握以下三点:(1)理解液体微观结构,牢记液体的宏观特性。(2)理解表面张力的成因。(3)理解表面张力的作用。
探究一
探究二
探究三
变式训练2(多选)下列说法中正确的是( )
A.水黾可以站在水面上是由于液体表面张力的缘故
B.悬浮在水中的花粉颗粒运动不是因为外界因素的影响,而是由于花粉自身的运动
C.物体的内能是所有分子动能与分子势能的总和,物体内能可以为零
D.天然水晶是晶体,但水晶熔化后再凝固就是非晶体
探究一
探究二
探究三
解析:作用于液体表面,使液体表面积缩小的力,称为液体表面张力,水黾可以站在水面上是由于液体表面张力的缘故,故A正确;悬浮在水中的花粉颗粒运动是布朗运动,是液体分子碰撞的不平衡性造成的,故B错误;物体的内能是所有分子动能与分子势能的总和,分子热运动平均动能不可能为零,故C错误;某些物质有时表现为晶体,有时表现为非晶体,如天然水晶是晶体,但水晶熔化后再凝固就是非晶体,故D正确。
答案:AD
探究一
探究二
探究三
浸润、不浸润和毛细现象
问题探究
如图所示为大树生长和蘑菇生长时根部分布情况,越往下,根的直径怎样变化,为什么直径有这样的变化?有什么好处?如果除草时把部分树根铲断,对水分的吸收产生什么影响?
要点提示越往下根的直径越小,越容易发生浸润现象,除草时部分树根被铲断,将会使吸收地下水分受阻。
探究一
探究二
探究三
名师精讲
1.对浸润和不浸润的理解
(1)附着层内分子受力情况:
液体和固体接触时,附着层的液体分子除受液体内部的分子吸引外,还受到固体分子的吸引。
(2)浸润的成因:
当固体分子吸引力大于液体内部分子力时,附着层内液体分子比液体内部分子稠密,附着层中分子之间表现为斥力,具有扩展的趋势,这时表现为液体浸润固体。
(3)不浸润的成因:
当固体分子吸引力小于液体内部分子力时,附着层内液体分子比液体内部分子稀疏,附着层中分子之间表现为引力,具有收缩的趋势,这时表现为液体不浸润固体。
探究一
探究二
探究三
2.对毛细现象的理解
(1)两种表现:浸润液体在细管中上升及不浸润液体在细管中下降。
(2)产生原因:
毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系。
如图所示,甲是浸润情况,此时管内液面呈凹形,因为水的表面张力作用,液体会受到一向上的作用力,因而管内液面要比管外高;乙是不浸润情况,管内液面呈凸形,表面张力的作用使液体受到一向下的力,因而管内液面比管外低。
探究一
探究二
探究三
典例剖析
【例题3】
(多选)把极细的玻璃管插入水中与水银中,如图所示,正确表示毛细现象的是( )
探究一
探究二
探究三
【思考问题】
(1)毛细现象与哪些因素有关?
提示毛细现象的产生与表面张力和浸润、不浸润现象有关。
(2)细管中液面为凹面时,表面张力的合力方向向哪?
提示液面为凹面时,除“凹底”外四周各处的表面张力方向均为斜向上方,因此,这些力的合力方向竖直向上。
解析:因为水能浸润玻璃,无论管内外均为浸润,所以选项A正确,B错误;水银不浸润玻璃,选项C正确;选项D中外面浸润,里面不浸润,所以是不可能的。
答案:AC
毛细现象中,若液体与管浸润,则管壁给液体向上的拉力,使靠近管壁处的液体上升,液面下凹;若液体不浸润管,则管壁给液体向下的拉力,使靠近管壁处的液体下降,液面上凸。
探究一
探究二
探究三
变式训练3(多选)若液体对某种固体是浸润的,当液体装在由这种固体物质做成的细管中时,则( )
A.附着层分子密度大于液体内分子的密度
B.附着层分子的作用力表现为引力
C.管中的液体表面一定是下凹
D.液体跟固体接触的面积有扩大的趋势
E.液体跟固体接触的面积有收缩的趋势
解析:这是浸润现象,这时固体分子与液体分子间的引力相当强,造成附着层内分子的分布比液体内部密,这样就会使附着层内分子间出现相互排斥力,使液体跟固体接触的面积有扩大的趋势。
答案:ACD
1
2
3
4
5
1.
关于晶体和非晶体,下列说法正确的是( )
A.有规则几何外形的固体一定是晶体
B.晶体在物理性质上一定是各向异性的
C.非晶体不可能转化为晶体
D.晶体有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点
解析:因为外形是否规则可以用人工的方法处理,所以选项A错误;多晶体在物理性质上是各向同性的,选项B错误;实验证明非晶体在适当的条件下可以转化为晶体,选项C错误;晶体与非晶体的区别表现在是否有确定的熔点,选项D正确。
答案:D
1
2
3
4
5
2.(多选)大自然之中存在许多绚丽夺目的晶体,这些晶体不仅美丽,而且由于化学成分和结构各不相同而呈现出千姿百态:高贵如钻石,平凡如雪花,都是由无数原子有序地组成。关于晶体与非晶体,正确的说法是( )
A.固体可以分为晶体和非晶体两类,晶体、非晶体是绝对的,是不可以相互转化的
B.多晶体是许多单晶体杂乱无章地组合而成的,所以多晶体没有确定的几何形状
C.单晶体沿不同的方向的导热或导电性能不相同,但沿不同方向的光学性质一定相同
D.有的物质在不同条件下能够生成不同晶体,是因为组成它们的微粒能够按照不同规则在空间分布
1
2
3
4
5
解析:固体可以分为晶体和非晶体两类,晶体、非晶体不是绝对的,是可以相互转化的,例如天然石英是晶体,熔融过的石英却是非晶体,所以选项A错误;多晶体是许多单晶体杂乱无章地组合而成的,所以多晶体没有确定的几何形状,选项B正确;单晶体沿不同的方向的导热或导电性能不相同,沿不同方向的光学性质也可能不相同,选项C错误;有的物质在不同条件下能够生成不同晶体,是因为组成它们的微粒能够按照不同规则在空间分布,选项D正确。
答案:BD
1
2
3
4
5
3.
下列关于液体表面张力的理解,正确的是( )
A.表面张力是由于液体表面发生形变引起的
B.表面张力是由于液体表面层内分子间引力大于斥力所引起的
C.表面张力是由于液体表面层内分子单纯具有一种引力所引起的
D.表面张力就其本质来说也是万有引力
解析:液体表面层里的分子比液体内部稀疏,分子间的距离比液体内部大些,那么分子间的引力大于分子斥力,分子间的相互作用表现为引力,即表面张力是由于液体分子间的相互作用引起的,故A、C、D错误,B正确。
答案:B
1
2
3
4
5
4.(多选)如图所示,对于液体在器壁附近发生弯曲的现象,下列说法正确的是( )
A.表面层Ⅰ内分子的分布比液体内部疏
B.表面层Ⅱ内分子的分布比液体内部密
C.附着层Ⅰ内分子的分布比液体内部密
D.附着层Ⅱ内分子的分布比液体内部疏
解析:附着层Ⅰ液体分子比液体内部分子密集,附着层内液体分子间距离小于r0,附着层内分子间作用表现为斥力,附着层有扩散趋势,C正确;附着层Ⅱ内液体分子比液体内部分子稀疏,附着层内液体分子间距离大于r0,附着层内分子间作用表现为引力,附着层有收缩的趋势,D正确;表面层内分子比液体内部疏,表现为引力,A正确,B错误。
答案:ACD
1
2
3
4
5
5.如图所示,在培养皿内注入清水,让两根细木杆相互平行地浮在水面上,再在细木杆之间轻轻地滴入几滴酒精,细木杆会“自动”散开。请你解释这一现象。
解析:漂浮在水面上的细木杆,原来两边受到大小相等、方向相反的表面张力作用而处于平衡状态。滴入酒精后,细木杆之间液体的表面张力减小,使得内侧的表面张力比外侧的小,细木杆就散开了。
答案:见解析(共37张PPT)
3~4 饱和汽与饱和汽压 物态变化中的能量交换
课标阐释
思维脉络
1.知道汽化和液化的两种方式及特点。
2.知道饱和汽、未饱和汽、饱和汽压的含义,知道饱和汽是一种动态平衡的蒸汽。
3.了解绝对湿度、相对湿度的含义以及它对人的生活和植物生长等方面的影响。
4.知道熔化和熔化热、汽化和汽化热的概念,会用熔化热和汽化热处理有关问题。
?
一、汽化现象
1.汽化:物质从液态变成气态的过程叫做汽化。
2.汽化的两种方式
必备知识
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,这种平衡叫做动态平衡。
2.饱和汽和未饱和汽:与液体处于动态平衡的蒸汽叫做饱和汽。没有达到饱和状态的蒸汽叫做未饱和汽。
3.饱和汽压:饱和汽的压强叫做这种液体的饱和汽压。未饱和汽的压强小于饱和汽压。
三、空气的湿度和湿度计
1.绝对湿度:用空气中所含水蒸气的压强来表示绝对湿度。
2.相对湿度:我们常用空气中水蒸气的压强与同一温度水的饱和汽压之比来描述空气的潮湿程度,并把这个比值叫做空气的相对湿度,即
3.测量空气湿度:用湿度计测量。
四、熔化热与汽化热
1.熔化、凝固、汽化和液化:物质从固态变成液态的过程叫做熔化;从液态变成固态的过程叫做凝固;从液态变成气态的过程叫做汽化;从气态变成液态的过程叫做液化。
2.熔化热:某种晶体熔化过程中所需的能量与凝固时放出的热量相等,晶体熔化过程中所需的能量与其质量之比叫做这种晶体的熔化热。
3.汽化热:某种液体汽化成同温度的气体时所需的能量与其质量之比,叫做这种物质在这个温度下的汽化热。
自我检测
1.判断正误,对的画“√”,错的画“×”。
(1)密闭容器内水蒸气未达到饱和时,只有蒸发,没有凝固。
( )
解析:容器中水蒸气未达到饱和时,水的蒸发和凝固同时进行,但蒸发量要大于凝固量。
答案:×
(2)密闭容器里的液体和气体达到平衡时蒸发仍在进行。( )
解析:蒸发和液化达到平衡时单位时间内从液体表面飞出的分子数与回到液体中的分子数相等,是一种动态平衡,蒸发仍在进行。
答案:√
(3)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,加大气压可使水汽饱和。
( )
解析:饱和汽压与外界气压没有关系,与温度有关。
答案:×
(4)凝固指的是物质从气态变成固态的过程。
( )
解析:凝固指的是物质从液态变成固态的过程。
答案:×
(5)晶体熔化时从外界吸收热量,其温度不断升高。( )
解析:晶体熔化时从外界吸收热量,但其温度不变。
答案:×
(6)一定质量的物质,在一定的温度和压强下,汽化时吸收的热量大于液化时放出的热量。( )
解析:在条件一定的情况下,汽化时吸收的热量等于液化时放出的热量。
答案:×
2.探究讨论。
(1)将洗净的衣服放在烈日下曝晒,很快就会干了,你知道其中发生了什么现象吗?
答案:衣服中的水在烈日下发生了汽化现象。
(2)教材第44页“科学漫步”中,为什么在较低的温度时也有人会中暑?
答案:即使在较低的温度下,当相对湿度较大时,身体热量不易散失,有的人也会中暑。
(3)100
℃的水和100
℃的水蒸气都可能烫伤人,但往往水蒸气烫伤人的后果严重一些,这是什么原因?
答案:水蒸气烫伤人时有个液化的过程,水蒸气在液化变成100
℃的水时会放出大量的热,故水蒸气烫伤人的后果更严重。
(4)通过分析教材第47页“说一说”,比较一下蒸馏与分馏有什么异同?
答案:蒸馏是将液态物质加热到沸腾(汽化),并使其冷凝(液化)的连续操作过程;分馏是利用不同物质的沸点不同,通过液化而分离。
探究一
探究二
探究三
饱和汽和饱和汽压
问题探究
如图所示为雨雾现象,雨雾一般是指如雾一般的小雨。试根据本节所学知识,解释一下雨雾形成的原因。雨雾形成一般是在早晨,当太阳升起时,雨雾一般会消失,试解释其原因。
要点提示(1)雨雾的形成是饱和水蒸气。
(2)饱和汽压与温度有关,温度升高,原来的饱和汽变成未饱和汽,雨雾消失。
探究一
探究二
探究三
名师精讲
1.对动态平衡的理解
要理解这个问题,应抓住“动态”这个核心,也就是达到平衡时,各量之间还是变化的,只不过变化的速度相同而已,只是从外观上看达到了平衡状态。如果把两个过程分别称为正过程和逆过程的话,当达到动态平衡时正过程速率应等于逆过程速率。
(1)处于动态平衡时,液体的蒸发仍在不断进行;宏观上看,蒸发停止。
(2)处于动态平衡时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。
探究一
探究二
探究三
2.饱和汽的特点
(1)一定温度下有一定的密度。
(2)一定温度下有一定的压强(饱和汽压)。
(3)凡与密闭容器里的液体(如拧紧盖的半瓶墨水)长期共存的蒸汽必是饱和汽。
3.影响饱和汽压的因素
(1)跟液体的种类有关,实验表明,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)跟温度有关,温度升高时,液体分子的平均动能增大,饱和汽压随温度的升高而增大。
(3)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。
探究一
探究二
探究三
典例剖析
【例题1】关于饱和汽压随温度变化的原因,下列说法正确的是( )
A.温度升高,单位时间里从液体表面飞出的分子数减少
B.温度降低,单位时间里从液体表面飞出的分子数增多
C.温度升高,单位时间里从液体表面飞出的分子数增多,液体继续蒸发,饱和汽压增大
D.温度降低,单位时间里从液体表面飞出的分子数大于返回液体表面的分子数
解析:饱和汽压决定于单位体积内的分子数和分子的平均速率。当温度升高(降低)时,分子的平均速率变大(变小),这使得单位时间内从液体表面飞出的分子数增多(减少),饱和汽压变大(变小)。选项C正确。
答案:C
探究一
探究二
探究三
对饱和汽压的理解
(1)饱和汽压的大小取决于物质的本性和温度,与体积无关。
(2)饱和状态下的蒸汽不遵循理想气体实验定律,未饱和汽近似遵循理想气体实验定律。
探究一
探究二
探究三
变式训练1如图所示,在一个带活塞的容器底部有一定量的水,现保持温度不变,上提活塞,平衡后底部仍有部分水,则
( )
A.液面上方的水蒸气从饱和变成未饱和
B.液面上方水蒸气的质量增加,密度减小
C.液面上方水蒸气的密度减小,压强减小
D.液面上方水蒸气的密度和压强都不变
解析:活塞上提前,密闭容器中水面上方水蒸气为饱和汽,水蒸气密度一定,其饱和汽压一定。当活塞上提时,密闭容器中水面会有水分子飞出,使其上方水蒸气与水又重新处于动态平衡,达到饱和状态。在温度保持不变的条件下,水蒸气密度不变,饱和汽压也保持不变。故选项A、B、C错,选项D对。
答案:D
探究一
探究二
探究三
空气的湿度与湿度计
问题探究
武汉和吐鲁番都是中国夏季非常热的地方,但是两地热的方式有所不同,根据图片判断哪个是武汉,哪个是吐鲁番,并分析热的方式不同的原因。
要点提示(1)左图是武汉,右图是吐鲁番,一个湿热,一个干热。
(2)由于武汉靠近长江,空气中所含水分较大,湿度很大,所以容易形成湿热;吐鲁番所处地区降水很少,但温度很高,容易形成干热天气。
探究一
探究二
探究三
名师精讲
1.空气的湿度
(1)空气湿度分为绝对湿度和相对湿度,两者均与温度有关。
(2)水蒸气的实际压强(绝对湿度)=相对湿度×同温度水的饱和汽压。
2.影响相对湿度的因素
相对湿度与绝对湿度和温度都有关系,在绝对湿度不变的情况下,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。
探究一
探究二
探究三
3.相对湿度的计算
(1)相对湿度
,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)注意单位的统一,水蒸气的实际压强和同温度下水的饱和汽压要采用同一单位。
(3)在某一温度下,饱和汽压是一定值,知道了绝对湿度可以算出相对湿度;反之,知道了相对湿度也能算出绝对湿度。
(4)环境温度变化时,水的饱和汽压和水蒸气的实际压强都发生变化,但相对湿度不会超过100%。
探究一
探究二
探究三
4.空气湿度的改变方法
(1)增加空气湿度的方法:
①增加空气中水蒸气的含量,如采用加湿器加湿;
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减少空气中水蒸气的含量,如使用干燥剂;
②升高空气的温度,减小相对湿度。
探究一
探究二
探究三
典例剖析
【例题2】
(多选)空气湿度对人们的生活有很大影响,当湿度与温度搭配得当,通风良好时,人们感觉舒适。关于空气湿度,以下结论正确的是( )
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,相对湿度将减小
D.在绝对湿度一定的情况下,气温升高,相对湿度将减小
探究一
探究二
探究三
解析:由相对湿度公式
可知,当绝对湿度大时,相对湿度不一定大;相对湿度越大,空气中水蒸气压强就越接近饱和汽压,而饱和汽压的大小与温度有关,温度越高,饱和汽压越大。在绝对湿度一定的情况下气温越低,相对湿度越大。
答案:ABD
探究一
探究二
探究三
变式训练2白天的气温是30
℃,天气预报夜里的气温要降到20
℃,空气的相对湿度是60%;那么夜里会不会有露珠形成?为什么?(30
℃时,空气的饱和汽压为4.24×103
Pa;20
℃时,饱和汽压为2.3×103
Pa)
解析:
,p=Bps=60%×4.24×103
Pa=2.544×103
Pa>2.3×103
Pa,大于20
℃时的饱和汽压,故夜里会出现饱和汽,即有露珠形成。
答案:有露珠形成。
探究一
探究二
探究三
物态变化中的能量特点和温度特点
问题探究
1.水在不同温度下有不同的汽化热,温度升高,水的汽化热如何变化?水在100
℃时的汽化热是2.26×106
J/kg,它表示使1
kg
100
℃的水变成100
℃的水蒸气需要吸收多少热量?这些热量完全用于增加水分子的什么能量?
要点提示水的温度升高,水分子的平均动能变大,使水分子飞出水面所需能量变小,即汽化热减小。
1
kg
100
℃的水变成100
℃的水蒸气需吸收的热量Q=mL=1
kg×2.26×106
J/kg=2.26×106
J。
这些热量完全用于增加水分子的分子势能。
探究一
探究二
探究三
2.液体汽化时为什么会吸热?汽化热与哪些因素有关?
要点提示液体汽化时,液体分子离开液体表面成为气体分子,要克服其他液体分子的吸引力做功,因此要吸热。汽化热与物质汽化时的温度及外界气体压强有关。
探究一
探究二
探究三
名师精讲
1.物态变化中的能量交换
2.晶体和非晶体在熔化过程中的异同点
(1)相同点。
①都是从固态变成液态的过程。
②在熔化过程中都需要吸热。
探究一
探究二
探究三
(2)不同点。
①晶体有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点。即晶体升高到一定温度时,才能熔化;非晶体随着温度的不断升高,逐渐由固态变成液态。
②晶体在熔化过程中,虽然持续吸热,但温度保持不变,直到晶体全部熔化为液态后温度才继续升高;非晶体在熔化过程中也要吸热,同时温度不断升高。
探究一
探究二
探究三
③晶体和非晶体的熔化图象不同。如图所示,晶体的熔化图象中有一段温度不变的过程,而非晶体的熔化图象是温度连续变化的图线。
探究一
探究二
探究三
3.互逆过程的能量特点
(1)一定质量的晶体,熔化时吸收的热量与凝固时放出的热量相等。
(2)一定质量的某种物质,在一定的温度和压强下,汽化时吸收的热量与液化时放出的热量相等。
探究一
探究二
探究三
典例剖析
【思考问题】
如何理解本题图象?
提示参照题目的说明可知AB段为固体样品在电炉内的吸热过程,BC段根据固液态变化时的情况可知是固态向液态熔化的过程,也就是熔点所在的位置,CD段为物质液态吸热的过程。
【例题3】
一电炉的功率P=200
W,将质量m=240
g的固体样品放在炉内,通电后的电炉内的温度变化如图所示。设全部电能转化为热能并全部被样品吸收,试问:该固体样品的熔点和熔化热为多大?
探究一
探究二
探究三
解析:样品的熔点为60
℃,熔化时间t=2
min,电流做功W=Pt,设样品的熔化热为λ,样品熔化过程中共吸收热量Q=λm。由W=Q,即Pt=λm。
答案:60
℃ 1×105
J/kg
探究一
探究二
探究三
变式训练3(多选)如图是某种晶体的熔化
图象,下列说法中正确的是( )
A.ab段是吸热过程,cd段是放热过程
B.ab、bc、cd三段都是吸热过程
C.ab段物质处于固态,bc和cd两段处于液态
D.bc段是晶体熔化过程
解析:这是晶体的熔化图象,题图中所示三段过程中要一直吸收热量,故选项B正确;ab、bc、cd三阶段中,ab段是固体,bc段是熔化过程,固、液共存,故选项C错误,选项D正确。
答案:BD
1
2
3
4
5
1.(多选)关于饱和汽,下列说法正确的是( )
A.达到饱和汽时液面上的气体分子的密度不断增大
B.达到饱和汽时液面上的气体分子的密度不变
C.将未饱和汽转化成饱和汽可以保持温度不变,减小体积
D.将未饱和汽转化成饱和汽可以保持体积不变,降低温度
解析:饱和汽是指单位时间内逸出液面的分子数和返回液面的分子数相等的状态,分子密度不变,A项错误,B项正确;在一定温度下,通过减小体积增加分子密度使未饱和汽转化为饱和汽,C项正确;在体积不变的情况下,可以通过降低温度来降低饱和汽压,使未饱和汽达到饱和状态,D项正确。
答案:BCD
1
2
3
4
5
2.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.空气中水蒸气离饱和程度越近
D.空气中水蒸气离饱和程度越远
解析:湿泡温度计与干泡温度计示数差越大,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。故选项D正确。
答案:D
1
2
3
4
5
3.(多选)关于固体的熔化,下列说法正确的是
( )
A.固体熔化过程,温度不变,吸热
B.固体熔化过程,温度升高,吸热
C.常见的金属熔化过程,温度不变,吸热
D.对晶体加热,当温度升高到一定程度时才开始熔化
解析:只有晶体熔化时,温度才不变;在温度达到熔点之前,吸收的热量主要用来增加分子的平均动能,因而温度一直升高;当温度达到熔点开始熔化时就不再变化。
答案:CD
1
2
3
4
5
4.
在如图所示的四个图象中,属于晶体凝固图象的是( )
解析:首先分清晶体与非晶体的图象,晶体凝固时有确定的凝固温度,非晶体没有确定的凝固温度,故A、D图象是非晶体的图象;再次分清熔化是固体变成液体,达到熔点前是吸收热量,温度升高的,而凝固过程则恰好相反,故选项C正确。
答案:C
1
2
3
4
5
5.冬季在菜窖里放上几桶水,可以使窖内的温度不致降低得很多,防止把菜冻坏,这是什么道理?如果在窖内放入m=200
kg、t1=10
℃的水,试计算这些水结成0
℃的冰时放出的热量。这相当于燃烧多少千克干木柴所放出的热量?(木柴的燃烧值约为k=1.26×107
J/kg,冰的熔化热取λ=3.35×105
J/kg)
解析:水降温并结冰的过程会放出热量,使窖内温度不会太低。设这些水结成0
℃的冰时放出的热量为Q,则
Q=mλ+mcΔt=200×3.35×105
J+200×4.2×103×10
J=7.54×107
J
设燃烧质量为M的干木柴可以释放出这么多的热量Q=Mk
即
答案:因为水降温并结冰的过程中将放出热量,使窖内温度不会太低
7.54×107
J 6.0
kg(共17张PPT)
本章整合
思考并回答下列问题
本章知识可分为两个单元,第一单元包括第1、2节,即固体和液体,讲述固体和液体的性质;第二单元包括第3、4节,即“饱和汽和饱和汽压”和“物态变化中的能量交换”。
1.思考关于“固体和液体”
内容的学习。正确填写下图。
答案:①熔点 ②有规则 ③熔点 ④无规则 ⑤各向异性 ⑥各向同性 ⑦内部微粒按各自的规律排列 ⑧熔点 ⑨无规则 ⑩各向同性
2.什么是液体的表面张力?产生表面张力的原因是什么?表面张力的方向怎样?表面张力的特点和影响因素有哪些?
答案:液体表面具有收缩的趋势,这是因为在液体内部分子引力和斥力可认为相等,而在表面层里分子间距较大(分子间距离大于r0)、分子比较稀疏,分子间的相互作用力表现为引力的缘故。故液体表面各部分间相互吸引的力叫做表面张力。
表面张力使液体自动收缩,液体表面有收缩到最小的趋势,表面张力的方向和液面相切;表面张力的大小除了跟边界线的长度有关外,还跟液体的种类、温度有关。
3.思考关于物态变化学习的内容,正确填写下图。
答案:①蒸发 ②沸腾 ③与液体处于动态平衡的蒸汽 ④一定温度的饱和汽压是一定的,与蒸汽所占的体积无关;温度越高,饱和汽压越高 ⑤相对湿度=
4.一定质量的物质熔化时吸收的热量与这种物质凝固时所放出的热量有什么关系?
答案:相等。
专题一
专题二
专题三
专题一 对单晶体、多晶体和非晶体的理解
1.利用有无固定熔点可以区分晶体和非晶体,利用有无天然规则的几何外形和对物理性质表现出的各向同性或各向异性,能够区分出单晶体和多晶体。
2.单晶体具有各向异性的特性,仅是指某些物理性质,并不是所有物理性质都是各向异性的。例如,立方体铜晶体的弹性是各向异性的,但它的导热性和导电性却是各向同性的。
3.同一物质既可以是晶体也可以是非晶体,如天然的水晶是晶体,熔融过的石英(玻璃)是非晶体。
4.非晶体的结构是不稳定的,在适当的条件下可向晶体转化。例如,把晶体硫加热熔化,并使其温度超过300
℃,然后倒入冷水中急剧冷却,硫就会变成柔软的非晶体,但经过一段时间后,非晶体的硫又变成晶体了。
5.可以从能量转化的观点理解晶体的熔化热和凝固热。
专题一
专题二
专题三
【例题1】
(多选)关于晶体和非晶体,下列说法正确的是
( )
A.没有规则几何外形的固体一定是非晶体
B.物理性质上表现为各向同性的一定不是晶体
C.晶体熔化有固定的熔点,晶体熔化时分子平均动能不变
D.晶体熔化过程吸收热量,克服分子力做功,晶体内能增加
解析:多晶体没有规则的几何外形,对物理性质表现出各向同性,所以选项A、B错误。晶体熔化过程温度不变,吸收热量克服分子力做功,所以分子平均动能不变而内能增加,选项C、D正确。
答案:CD
专题一
专题二
专题三
变式训练1如果某个固体在一物理性质上表现出各向同性,那么下述结论正确的是( )
A.它一定不是单晶体
B.它一定是多晶体
C.它一定是非晶体
D.它不一定是非晶体
解析:多晶体和非晶体都表现出各向同性,单晶体也只是在某些物理性质上表现出各向异性,故正确答案为D。
答案:D
专题一
专题二
专题三
专题二 液体的微观结构、宏观性质与常见现象
1.液体的结构接近于固体,有一定体积,具有难压缩、易流动,没有一定形状等特点。
2.表面张力是液体表面层各个部分之间相互作用的吸引力。它是由于表面层内分子之间的引力产生的,表面张力使液体表面具有收缩的趋势。
3.浸润、不浸润现象和液体、固体都有关系,是由附着层的分子分布性质决定的。
4.毛细现象是表面张力、浸润和不浸润共同作用的结果。若液体浸润毛细管管壁,则附着层有扩张的趋势,毛细管中液面上升,反之,下降。
专题一
专题二
专题三
【例题2】在完全失重状态下的宇宙飞船中,液体与容器表面不浸润,液体表面的形状将是( )
A.椭球形表面
B.球形表面
C.和容器形状有关
D.不能确定
解析:液体表面张力的作用效果,是使液体表面具有收缩到最小表面积的趋势。在体积相等的各种形状的物体中,球形物体的表面积最小。在地球上,液滴因所受重力的影响不能忽略而呈扁平形状,表面近似于椭球形。若在完全失重状态下的宇宙飞船中,无论液体多大,在表面张力的作用下都将呈球形,如图所示。故正确选项为B。
答案:B
专题一
专题二
专题三
变式训练2下列各种现象与毛细现象相关的是
( )
①用粉笔吸干纸上的墨汁 ②植物根部从土壤中吸取水分 ③早晨,荷叶上可以看到露珠 ④实验室里用棉线做酒精灯的灯芯 ⑤用磙子压紧土壤可把地下的水分引上来
A.①②③④⑤ B.①②④⑤
C.①②④
D.①②③④
专题一
专题二
专题三
解析:粉笔里细小颗粒间存在间隙,构成很多细小的管道,接触墨汁时,会发生毛细现象将墨汁吸干。植物根部结构有许多细小的“筛管”即为毛细管,地下水分发生毛细现象,会沿着这些孔道上升,被植物吸收。荷叶上的露珠是空气中的水蒸气液化形成的,水滴由于表面张力作用而呈“球形”。棉线中间有许多细小的孔道,可起到毛细管的作用,将灯芯下的酒精吸到灯芯上端供燃烧。用磙子压紧土壤,可使土壤中的毛细管变得更细,增强毛细现象,可把地下水引到地面上来。可见①②④⑤均与毛细现象有关。故正确答案为B。
答案:B
专题一
专题二
专题三
专题三 饱和汽、饱和汽压与湿度
1.物质的气态、液态、固态在一定条件下可相互转变。物质从液态变成气态是汽化,从气态变成液态是液化;从固态变成液态是熔化,从液态变成固态是凝固。
2.液体与饱和汽的平衡是动态平衡。
4.注意事项:
(1)空气中所含水蒸气的压强是空气的绝对湿度。
(2)计算相对湿度时各物理量单位应统一。
专题一
专题二
专题三
【例题3】(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:相对湿度=
×100%,相对湿度相同时,由于温度越高,饱和汽压越大,因而绝对湿度越大,故选项B、C正确。
答案:BC
专题一
专题二
专题三
变式训练3冬季某天,日间气温6
℃时的相对湿度是65%,如果夜间最低气温是-3
℃,会不会出现霜冻现象?(设绝对湿度不变,6
℃时水蒸气的饱和汽压为9.34×102
Pa,-3
℃时水蒸气的饱和汽压为5.68×102
Pa)
解析:由相对湿度公式得6
℃时空气的绝对湿度为9.34×102×65%
Pa≈6.07×102
Pa。因为-3
℃时水蒸气的饱和汽压为5.68×102Pa,所以当夜间气温降至-3
℃时会有霜冻出现。
答案:见解析
