[认识物态变化过程中的图像]
类型一 熔化和凝固图像
方法诠释:物质的熔化是由固态变为液态的过程;熔化的条件:温度达到熔点,继续吸收热量。物质的凝固是由液态变为固态的过程;凝固的条件:温度达到凝固点,继续放出热量。同种物质的熔点和凝固点相同。
利用图像法,以时间为横轴,温度为纵轴,描绘物质的温度随时间变化的图像,可以清晰地表示出物态变化规律。物质的熔化和凝固图像如图所示。
1.如图所示,属于冰的熔化图像的是( )
2.如图所示是甲、乙两种物质的熔化图像,下列说法正确的是 ( )
A.甲和乙都是晶体
B.4~8 min甲不吸热
C.0~10 min甲和乙升高了相同的温度
D.0~10 min甲和乙温度都不断升高
3.[2020·西宁] 如图所示是某物质发生物态变化过程中的温度-时间图像,下列从图像中获得的信息中正确的是 ( )
A.这种物质是晶体,其熔点是40 ℃
B.在0~5 min时间内,物质处于固液共存态
C.在BC段,物质不放热,温度保持不变
D.在CD段,物质处于液态
4.如图甲所示是观察物质熔化和凝固现象的实验装置,图乙是根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像。
(1)安装图甲所示的器材时,先确定 (选填“铁棒A”“铁夹B”或“铁圈C”)的位置,实验中,需要观察试管内物质的 ,并记录温度和加热时间。
(2)分析图乙可知,在第15 min时物质处于 (选填“固态”“液态”或“固液共存态”),该物质的凝固点为 。
5.[2019·辽阳] 在探究“固体熔化时温度的变化规律”时,取两个相同的试管A、B,在A试管中放入蜂蜡,在B试管中放入冰,已知蜂蜡是非晶体,冰是晶体,且蜂蜡的沸点高于水的沸点。如图甲所示将两个试管放入同一杯水中加热。请你完成下面的探究实验。
(1)开始实验后,某一时刻B试管中温度计的示数如图图甲所示,温度为 ℃。
(2)两种物质熔化前后温度随时间变化关系的图像如图图乙所示,通过分析图像可知,晶体熔化的特点是:持续吸热, 。
(3)第22 min时,B试管中的水 (选填“能”或“不能”)沸腾。
类型二 沸腾图像
方法诠释:物质的沸腾是由液态变为气态的过程;沸腾的条件:液体温度达到沸点,继续吸收热量。液体沸点和液体表面上方气压有关。液体的沸腾图像如图所示。
6.在“探究水沸腾时温度变化特点”的实验中,根据数据绘制了水温与时间的关系图像,如图所示,下列说法正确的是( )
A.水在沸腾前气泡从杯底往上越来越大
B.由图可知,水的沸点是97 ℃
C.水沸腾时持续吸热,温度不变
D.实验中可以通过减少水量来提高沸点
7.[2020·武汉] 在探究水沸腾时温度变化特点的实验中,某同学用如图甲所示的实验装置进行实验,并绘制了如图图乙所示的图线①,现将烧杯中的水冷却至室温,倒掉约三分之一的水,保持其他条件不变,重做上述实验并绘制了图线,则此图线可能是 ( )
A.① B.② C.③ D.④
8.小华同学在探究某种固体熔化成液体再沸腾的实验中,得到了如图所示的温度随时间变化的图像。
(1)由图像可知,AB段表示物质处于 态,CD段表示物质处于 态, _________ (选填“AB”“BC”“CD”或“DE”)段表示该物质的沸腾过程。
(2)熔化过程中物质 (选填“吸收”或“放出”)热量,熔化过程经历时间为_________min。
(3)由图可知,该物质的熔点是 ℃,沸点是 ℃。
9.[2019·南京] 用如图甲所示的实验装置做“观察水的沸腾”实验。
(1)按规范要求,调节铁圈2的高度时, (选填“需要”或“不需要”)点燃酒精灯。
(2)当水温升到92 ℃时,每隔0.5 min记录一次温度计的示数,部分数据记录如图下表所示。分析数据可知,水的沸点是 ℃。
时间/min 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 …
水的温度/℃ 92 93 94 95 96 97 98 98 98 98 …
(3)在其他条件不变的情况下,仅将水的质量减少,重复(2)的实验步骤,在图乙中大致画出“温度-时间”的关系图像。
10.[2019·德州] 小强对热现象的有关实验进行了如图下探究:
(1)在“探究冰熔化时温度的变化规律”的实验中用“水浴法”加热,其目的是使冰 ;根据甲可知,冰属于 (选填“晶体”或“非晶体”)。
(2)完成上述实验后,小强换用其他装置继续探究“水沸腾时温度变化的特点”。图乙中水的沸点没有达到100 ℃,可能是当地大气压强 (选填“高于”“低于”或“等于”)1.01×105 Pa。
(3)结合两次实验图像可知,冰的熔化过程和水的沸腾过程具有的共同特点是 。
参考答案
1.A
2.C
3.A 由图像可知,物质的温度随时间的增加呈降低趋势,是物质的凝固过程,且该物质凝固时有固定的凝固温度,所以该物质是晶体,同种晶体的熔点和凝固点是相同的,则此物质的熔点是40 ℃,故A正确;在0~5 min时间内,物质的温度持续下降,但还没有达到凝固点,此时物质处于液态,故B错误;BC段是晶体的凝固过程,凝固过程中物质放热但温度不变,故C错误;在CD段物质的温度持续下降,凝固已经完成,物质处于固态,故D错误。
4.(1)铁圈C 状态
(2)固液共存态 80 ℃
(1)加热时应使用酒精灯外焰加热,需确定石棉网的高度,所以先确定铁圈C的高度。(2)10~20 min,物质处于熔化过程,是固液共存态。(3)温度不变的过程是物质熔化或凝固的过程,这时对应的温度是物质的熔点或凝固点。
5.(1)-4
(2)温度保持不变
(3)不能
(1)温度计读数时,温度在0 ℃以下时,从上向下读数,图甲显示的温度为-4 ℃。(2)冰在4~10 min时,处于熔化过程,需要不断吸热,但温度保持不变。(3)第22 min时,烧杯内的水达到沸点,已经沸腾,B试管内的水温度也达到沸点,两者温度相同,试管内的水不能从烧杯内的水吸收热量,不能沸腾。
6.C
7.D 水在沸腾过程中温度保持不变,根据图像乙中的图线①可知水的沸点是98 ℃,水的温度达到92 ℃开始计时;由于其他条件不变,
倒掉三分之一的水后,剩余三分之二的水从92 ℃加热到98 ℃,所需加热时间大约是原来的三分之二;从图乙可以看出,图线④符合这一规律。
8.(1)固 液 DE
(2)吸收 3 (3)0 100
9.(1)需要 (2)98 (3)如图图所示
(1)按规范要求,要使用酒精灯的外焰加热,调节铁圈2的高度时,需要点燃酒精灯。
(2)由表格数据知,从第3 min开始,水不断吸收热量,温度保持98 ℃不变,所以此时水的沸点是98 ℃。
(3)根据表格中数据,在温度和时间图像上描点,可画出变化前温度随时间的变化曲线,在其他条件不变的情况下,仅将水的质量减少,水的加热时间将变短,据此可作出变化后的图像。
10.(1)均匀受热 晶体 (2)低于
(3)继续吸热,温度不变
(1)实验装置用水浴法加热,可以使冰均匀受热;由图甲可知,冰在熔化过程中,继续吸热、温度保持不变,有一定的熔化温度,因此冰属于晶体。(2)由图乙知,水的沸点低于100 ℃,此时周围环境的大气压低于1.01×105Pa。(3)冰是晶体,晶体在熔化的过程中需要吸热,但温度保持不变;水在沸腾时,吸收热量,同样温度保持不变。