第九讲 汽化和液化、升华和凝华
A.学前导读
1.冬天戴眼镜的同学从室外进入室内为何眼镜会看不清?
2.夏天冰棍冒气和冬天热水杯里冒气有什么区别?
3.家里衣柜里的樟脑丸为何过了一段时间后消失掉了?
B.知识新知
实验一:影响蒸发快慢的因素
用两滴水进行实验,分别控制两滴水的外部条件,比较其蒸发的快慢。联系晒衣服的过程,得到最好的晒衣环境是怎样的。
实验结论(知识点1):(1)液体温度 ,蒸发越快;(2)液体表面空气流动速度 ,蒸发越快;(3)液体表面积 ,蒸发越快。
除此之外,液体蒸发快慢还与液体种类以及空气湿度等有关。
实验2:蒸发过程中的能量变化
将酒精凃在手背上,会感觉很冰凉,不管夏天还是冬天都会有这样的现象。
实验结论(知识点2):蒸发过程中需要 ,例如给发烧的病人额头敷湿毛巾,就是采取的这种方法。
实验三:液体沸腾与蒸发的比较
汽化方式 蒸发 沸腾
相同点 都属于汽化现象,都要吸热
不同点 发生部位 只在液体 进行 在液体表面和内部同时进行
剧烈程度 缓慢、平和 剧烈
温度条件 在 下均可发生 达到一定温度(沸点)并吸收热量才能发生
温度变化 自身及周围物体的温度降低,有致冷作用 吸收热量,温度 (等于沸点)
影响因素 液体的种类(如酒精比水蒸发得快),液体的温度,液体的表面积,液面上方空气流动的快慢 吸热快慢 海拔高,气压减小,沸点降低;海拔低,气压增大,沸点升高
知识点4:液化
物质由气态变成液态的过程称为液化,液化的两种方式:(1)降低 (2)压缩
知识点5:升华和凝华
物质从固态 变成气态的过程叫升华,物质在升华时要 ,具有制冷作用。生产和生活中可以利用物质升华吸热来获得较低的温度。易升华的物质有:碘、冰、干冰、樟脑丸等。
物质从气态直接变成固态的过程叫凝华,凝华放热。
知识点6:物态变化与能量变化关系图
一般来说,物质有三种存在状态,各种状态间可以相互转化,相互转化时伴随着能量的转移,其相互关系如图所示。
C.典型例题
知识点:影响蒸发快慢的因素
【例1】在同一环境中对温度计进行了如下操作,温度计的示数下降最快的是( )
知识点:蒸发过程中的能量变化
【例2】下列关于蒸发和沸腾的说法正确的是 ( )
A.蒸发和沸腾都需要从外界吸收热量
B.蒸发和沸腾都可以在任何温度下进行
C.蒸发和沸腾都属于液化现象
D.蒸发的快慢与温度无关,沸腾时温度保持不变
知识点:蒸发与沸腾
【例3】生活中常把碗放在大锅内煮食物,碗与锅底不接触,当锅内的水沸腾时,碗里的汤将( )
A.同时沸腾
B.稍后沸腾
C.不会沸腾,汤的温度能达到水的沸点
D.不会沸腾,汤的温度总低于水的沸点
知识点:液化
【例4】我国西南地区持续严重干旱,空军配合气象部门组织实施了上百架次人工降雨。在空中喷洒干冰是人工降雨的一种方法,干冰使空气中的水蒸气变成小冰粒,小冰粒在下降过程中变成雨滴。水蒸气变成冰粒,冰粒变成雨滴的物态变化过程分别属于 ( )
A.升华,熔化 B.凝华,熔化
C.升华,液化 D.凝华,液化
知识点:升华和凝华
【例5】下列现象中属于凝华的是( )
A.霜 B.露 C.雾 D.雨
知识点:物态变化与能量变化
【例6】能否分辨清楚雨、雪、雾、霜、露、冰雹等气候表示的意义和形成的原因?
D.夯实基础
1.汽化有两种方式,它们是: 和 ,这两种变化都需要 。
2.蒸发发生在液体 ,在 温度下进行的 的汽化现象;沸腾是在液体 和 同时进行,在 温度下进行的 的汽化现象,这个温度叫做液体的 。
3.液体蒸发的快慢与 、 、 有关,液体沸腾须满足的条件是 、 。
4.液化过程中 热量,温度 。
5.在烧瓶里放少量的碘,并用酒精灯对烧杯微微加热,过一会儿停止加热。在此实验中可以看到,固态的碘没有熔化,而直接变成紫色的碘蒸气,这种现象叫 。停止加热后,碘的蒸气没有液化,而直接变成固态的碘,这种现象叫 。
6.物质从液态变为气态叫做 ,它有两种方式: 和 。
7.物质从 态变成液态叫液化。所有气体,在 降到足够低时都可以液化。家用液化石油气是在常温下用 的办法把石油气液化装在钢罐里。
8.施行人工降雨时,是飞机在云层里撒干冰(固态二氧化碳),干冰迅速 而吸热,使云层中水蒸气急剧遇冷而______成小冰晶,小冰晶逐渐变大,在下落过程中又______ 成小水滴落下来。
9.用久了的日光灯管两端的内壁会发黑,这一变化中,钨丝发生的物态变化有 __ 和 ____ 。
10.用质量相等的O℃的水和O℃的冰来冷却物体, ___ 的冷却效果较好。因为它在______ 过程中要_______ 热量。
E.进阶拓展
1.我国部分地区常年遭遇大旱。为了节约用水,果农们利用了滴灌的方法给果树浇水,如图所示。他们把细水管放入果树下的土里,使水分直接渗透到果树根部,减慢了水分的蒸发,原因是( )
A.减少了水在地面的表面积
B.增大了水在地面的表面积
C.加快了地面上方空气的流动
D.提高了地面上水的温度
2.下列实例中,为了加快蒸发的是( )
A.用地膜覆盖农田 B.给盛有饮料的瓶子加盖
C.把湿衣服晾在通风向阳处 D.把新鲜的樱桃装入保鲜盒
3.在研究水的沸腾实验中,记录数据如下,则下列说法正确的是( )(多选)
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8
温度/℃ 95 97 98 99 100 100 98 100 100
A.记录明显错误的是第6分钟的数据
B.从第4分钟起,水不再吸热
C.若第8分钟后继续对水加热,水温度保持不变
D.实验时,水的沸点是100℃
4.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)
5.下列自然景象中属于凝固现象的是 ( )
A.初春,麦田里白雪消融
B.初夏,草地上露珠晶莹
C.深秋,操场上轻霜涂抹
D.隆冬,河面上厚厚寒冰
6.宁夏的冬天,人在户外说话时呼出“白汽”,“白汽”形成的原因是 ( )
A.汽化 B.液化 C.升华 D.凝华
7.下列有关热现象及其解释中正确的是( )
A.冬天早晨常出现大雾,是由于升华形成的
B.夏天打开冰棒包装纸时常冒“白气”,是由于升华形成的
C.秋天出现的白霜,是由于凝华形成的
D.冬天窗户玻璃上有时出现小水珠,是由于凝华形成的
8.将新鲜的豆腐放入冰箱里冷冻,第二天取出,解冻后切开,发现里面存在许多小孔。在小孔形成的过程中,发生的主要物态变化是( )
A.液化和汽化 B.凝固和熔化
C.凝固和汽化 D.凝华和熔化
9.寒冷的冬季,我们坐空调车会发现在汽车挡风玻璃上出现“哈气”,关于“哈气”,下面说法正确的是( )
A.“哈气”出现在挡风玻璃外壁
B.“哈气”的出现是液化现象
C.“哈气”的出现是汽化现象
D.“哈气”的形成要吸收热量
10.漂流是旅游者所热衷的项目。当漂流者坐在橡皮筏内顺流而下时,以橡皮筏为参照物,他们是 。漂流的人常常被水打湿衣裤,经风一吹感到有些冷,这是因为 所致。
11.小凡同学在实验室做“观察水的沸腾”实验,当水温为82℃时开始记录数据,以后每隔1min读一次温度计的示数,直到水沸腾一段时间后停止读数,其数据记录如下表所示。
(1)在记录第四次数据时,温度计的示数如图所示,请将读数填在表内的空格中。
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7
温度/℃ 82 86 90 98 98 98 98
(2)请根据表格中的数据,在图中作出水的温度随时间变化的图线。
(3)由图线可知,水在沸腾过程中温度的特点是____________________________。
(4)实验结束后,同学们在交流时,发现各自测出的水的沸点大都不是100℃,可能原因是_____________________________________________(写出一点)。
12.在“观察水的沸腾”实验中,某实验小组观察到水沸腾前和沸腾时水中气泡的上升情况如图甲、乙所示,图中 是水在沸腾时的情况.实验过程中记录的数据如下表所示:
时间(min) ... 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 ...
温度(℃) ... 90 91 93 97 98 98 98 98 98 98 ...
(1)从记录的数据可得出的实验结论是:水沸腾时的温度是 ℃.
(2)根据实验数据可知水的沸点与水在标准大气压下的沸点100℃相比有明显的差异,如果测量方法正确,你认为造成差异的原因可能是: 。
F.真题训练
1.麦当劳、肯德基快餐店都安装了热风干手器,打开它就有热风吹到手上,使手上的水很快蒸发掉,使水快速蒸发的原因是( )
A.提高了水的温度,并增大了水的表面积;
B.加快了水面附近的空气流动,并增大了水的表面积;
C.加快了水面附近的空气的流动并提高了水的温度;
D.加快了水面附近的空气流动,提高了水的温度并增大了水的表面积;
2.饺子在水中煮,怎么煮也不会发黄变焦,而在油中炸,过一会就会发黄变焦,这是因为( )
A.饺子在水中煮,温度不到100℃,饺子中的水分被汽化
B.饺子在水中煮,温度超过100℃,饺子中的水分被汽化
C.饺子在油中炸,温度超过100℃,饺子中的水分被汽化
D.饺子在油中炸,温度不到100℃,饺子中的水分被汽化
3.云是这样形成的:空气中的大量水蒸汽遇到冷空气液化成极小的水珠或凝华成极小的冰晶,大量的小水珠和小冰晶浮在高空中,就形成了云.对水蒸汽液化成小水珠或凝华成小冰晶的过程,下列说法中正确的是 ( )
A.前者吸热后者放热 B.前者放热后者吸热
C.两者均吸热 D.两者均放热
4.据有关资料报道:目前全球海水淡化日产量约为3500万产方米,其中80%用于饮用水,解决了1亿多人的用水问题.现在所用的海水淡化的方法有很多种,其中一种是蒸馏法,即将海水中的水蒸发而把盐留下,再将水蒸气冷凝为液态的淡水.以上过程涉及到关于水的物态变化有 ( )
A.汽化 凝固 B.汽化 液化
C.液化 凝华 D.升华 凝华
5.如图所示,当飞机在高空飞行时,发动机排出的湿热气流与高空冷空气相遇后,形成白色雾气,这就是飞机“拉烟”现象.此过程所对应的物态变化是( )
A.蒸发 B.熔化 C.液化 D.凝华
6.同样湿的衣服,晾在阳光下干得快,晾在树荫下干得慢,这表明液体的 ,蒸发越快。被100℃的水蒸气烫伤往往会比被100℃开水烫伤伤得更厉害,这是因为水蒸气 ________(选填“蒸发”、“液化”)时会放热。
7.“扬汤止沸”和“釜底抽薪”都是使水停止沸腾的方法,它们分别是从使水沸腾的两个不同条件得不到满足而使水停止沸腾的,前者是 ,后者是 ,所以水都不会继续沸腾。
8.天气热极了,小红在家写作业,汗流不止,抬头看了看挂在墙上的寒暑表如图4所示,当时室温为 。于是她打开电风扇,立刻感到凉快多了,这时她又看了看寒暑表,发现示数 (填“升高”“不变”或“降低”),这是因为打开电风扇加快了 ,加快了______________,从 吸热多,而没有改变 。
9.保留水分是蔬菜和水果保鲜的一个方面,为了研究影响蔬菜和水果水分散失快慢的因素,有A、B、C三组同学各自做了研究实验。图6是他们所做实验的部分情景示意图(实验材料是均匀剖开的胡萝卜)。观察图,回答下列问题:
(1)这三组实验中,研究方法正确的是 组。
(2)研究方法正确的小组是依据什么物理知识来设计实验的?
。
10.小凡同学在4块相同的玻璃板上各滴一滴质量相同的水,进行如下图所示的实验探究,得出水蒸发快慢与水的温度、水的表面积和水面上方空气流动快慢有关。
A B C D
(1)通过A、B两图的对比,可以得出水蒸发快慢与水的 有关。
(2)通过两图 的对比,可以得出水蒸发快慢与水的温度有关。
(3)小凡同学猜想水蒸发快慢还可能与水的质量有关,于是继续进行了如下探究:在相同环境下的两块相同的玻璃板上分别滴上一滴和两滴水(如右图).结果发现甲图中水先蒸发完,于是他得出结论:水蒸发快慢与水的质量有关,水的质量越小蒸发越快.从实验设计环节看,他没有控制水的 (选填“质量”或“表面积”)相同;从得出结论环节看, “根据谁先蒸发完,判断谁蒸发快”是否正确? _____ (选填“正确”或“不正确”),理由是____________________________________________。
G.设计实验
开水中的冰块
把一小块冰丢到装满水的试管里去,由于冰比水轻,要想不让冰块浮起,再投进去一粒铅弹、一个铜圆等等去把冰块压在底下;但是不要使冰跟水完全隔离。现在,把试管放到酒精灯上,使火焰只烧到试管的上部。不久,水沸腾了,冒出了一股一股的蒸汽。但是,多奇怪呀,试管底部的那块冰却并没有融化!我们好像是在表演魔术:冰块在开水里并不融化……
这个谜的解释是这样的。试管底部的水根本没有沸腾,而且仍旧是冷冰冰的,沸腾的只是上部的水。我们这儿并不是什么“冰块在沸水里”,而是“冰块在沸水底下”。原来,水受了热膨胀。就变得比较轻,因此不会沉到管底,仍旧留在管的上部。水流的循环也只在管的上部进行,没有影响到下部。至于下部的水,只能经过水的导热作用才受到热,但是,你知道水的导热度是很小的啊。
H.拓展阅读
生活中的天气与物态变化
(一)雨的形成
由液态水滴(包括过冷却水滴)所组成的云体称为水成云。水成云内如果具备了云滴增大为雨滴的条件,并使雨滴具有一定的下降速度,这时降落下来的就是雨或毛毛雨。
(二)雪的形成
冰云是由微小的冰晶组成的。这些小冰晶在相互碰撞时,冰晶表面会增热而有些融化,并且会互相沾合又重新冻结起来。这样重复多次,冰晶便增大了。当小冰晶增大到能够克服空气的阻力和浮力时,便落到地面,这就是雪花。
(三)云的形成
云的形成主要是由水汽凝结造成的。漂浮在天空中的云彩是由许多细小的水滴或冰晶组成的,有的是由小水滴或小冰晶混合在一起组成的。有时也包含一些较大的雨滴及冰、雪粒,云的底部不接触地面,并有一定厚度。
(四)雾的形成
凡是大气中因悬浮的水汽凝结,能见度低于1千米时,气象学称这种天气现象为雾。
(五)露的形成
夏天,地面很热,水蒸气特别多。黎明前的气温较低时,水蒸气便会在树叶、花草上凝结成为露。
(六)霜的形成
冬天的早晨,地面的气温特别低,水蒸气遇冷在地面上便凝华成为白茫茫的霜。
(七)冰雹的形成
当温度低于摄氏零度时,过剩的水汽便会凝华成细小的冰晶。这些水滴和冰晶聚集在一起,飘浮于空中便成了云。 在随着气流上升运动的过程中,冰粒会吸附附近的小冰粒或水滴,而逐渐变大、变重,等到上升气流无法负荷它的重量时,冰粒便会往下掉,但这时的冰粒还不够大颗,如果这时能再遇到一波更强大的上升气流,把向下掉的冰粒再往上推,冰粒就能继续吸收小水滴凝结成冰。 在反复上升下降吸附凝结下,冰粒就会愈来愈大颗,等到冰粒长得够大够重,又没有足够的上升气流能够再将它往上推时,就会往地面掉落。如果到达地面时,还是呈现固体状的冰粒,就称之为冰雹,如果融化成水掉下,那就变成雨了。由此可知,如果空气又暖又湿, 有足够的水分,加上旺盛的对流状态,就有可能产生冰雹。可见冰雹多来自对流强烈的积雨云中。冰雹的直径一般在5-50毫米范围内,大的可达到几厘米到几十厘米。
I.知识拾遗
同学们,你能回答学前导读中的三个问题了吗?
本课中的疑问