2.2汽化和液化
一、单选题
1.缺电地方的人们发明了一种陶制的罐中罐“冰箱”,内外罐之间填有沙子,如图。盛夏季节里,有利于给“冰箱”中食物降温的做法是( )
A.换用铁质材料制作内外罐 B.经常给两罐间的沙子浇水
C.把“冰箱”放在密闭房间内 D.把“冰箱”放在湿热环境中
2.氯乙烷,俗称运动场上的“化学大夫”。氯乙烷在常压、常温下是一种气体,通过高压将它液化后装在喷筒内,运动员某些软组织挫伤或拉伤时,将乙烷喷射在伤处,通过物理降温的方式进行应急处理,这主要是利用了氯乙烷( )
A.温度比较低 B.汽化能吸热
C.密度比较大 D.升华能吸热
3.下列实例中,为了加快蒸发的是( )
A.用地膜覆盖农田 B.酒精灯用过后及时盖上灯帽
C.把衣服展开晾晒 D.切开的水果用保鲜膜包住
4.下列四个实例中,能够使蒸发加快的是( )
A.将水果放在低温冷藏柜中
B.将新鲜的蔬菜封装在保鲜袋中
C.给播种后的农田覆盖地膜
D.将新采摘的辣椒摊开晾晒在阳光下
5.如图是家用电冰箱制冷系统的原理图,下列有关说法正确的是( )
A.在蒸发器内,制冷剂液化放热 B.在蒸发器内,制冷剂汽化吸热
C.在冷凝器内,制冷剂汽化吸热 D.在冷凝器内,制冷剂液化吸热
6.如图所示,一瓶刚取出的冰镇饮料,放置一会儿瓶外壁布满水珠。下列说法正确的是( )
A.冰镇饮料的温度约为30°C B.水珠是水蒸气液化而成
C.水珠形成需要吸收热量 D.水珠逐渐消失是升华现象
7.每年3月至4月,贵港会出现“回南天”这种气候现象,即从中国南海吹来的暖湿气流,与从中国北方南下的冷空气相遇,使贵港地区的天气阴晴不定、非常潮湿。下面解释正确的是( )
A.这是熔化现象,需要吸收热量 B.这是汽化现象,需要吸收热量
C.这是液化现象,需要放出热量 D.这是升华现象,需要放出热量
8.盛夏,打开冰箱门、会看到“白气”冒出;寒冷的冬天,户外的人也会不断呼出“白气”、对这两种“白气”的分析正确的是( )
A.前者是汽化现象,是冰箱内的水蒸气汽化形成的
B.前者是液化现象,是冰箱外的水蒸气液化形成的
C.后者是汽化现象,是口腔内的水蒸气汽化形成的
D.后者是液化现象,是口腔外的水蒸气液化形成的
9.“一盔一带”安全守护行动对于摩托车驾驶人来说,头盔就是“救命盔”。天气变冷后,妈妈骑电动时头盔面罩会起雾变模糊影响视线如图,于是小丽查阅资料将洗洁精涂抹到头盔面罩上解决了这一问题。关于面罩起雾下列说法正确的是( )
A.妈妈呼出的水蒸气遇冷汽化形成的
B.空气中水蒸气遇冷液化形成的
C.空气中的水蒸发形成的
D.水雾的形成需要放热
10.对某物质持续加热的某段时间,放在物体中的温度传感器输出数据即时在电脑软件显示,温度随时间变化的图像如图所示。下列有关说法中正确的是( )
A.这一定是液体加热至沸腾的图像
B.从到时间段,物质一定是固液共存状态
C.从到时间段,物质吸热,但温度保持不变
D.即使时刻后还一直加热,物质的温度也不会再升高
二、实验题
11.在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验时,两组同学从甲、乙两图所示的实验装置中各选一套来完成实验。
(1)实验时,按照自下而上的顺序组装器材的目的是______(写出一条理由即可)。
(2)图丙是实验中某一时刻温度计示数,其读数是______℃。
(3)图丁是两个小组根据各自的实验数据绘制的“温度—时间”的图象,其中图象______(选填“a”或“b”)是根据乙实验装置的数据绘制的;生活中利用类似的办法煮食物,可以使食物熟的更快,其原因是______。
(4)同学们观察到戊图中明显的实验现象时,温度计示数______(选填“变大”“不变”或“变小”),这时气泡内的气体是______(选填“空气”或“水蒸气”)。
12.如图所示,实验观察水的沸腾现象。
(1)组装器材,应先固定图甲中的部件______(选填“A”或“B”);
(2)图乙是水沸腾时温度计的示数,则水的沸点是______℃;沸腾过程中,水继续吸热,温度______;
(3)沸腾时观察到水中产生气泡的情形是图丙中的______(选填“A”或“B”)图;
(4)实验通过______的方式增加水的内能,要缩短水加热到沸腾的时间,可行的操作方法是______(写出一种即可)。
13.(1)将图1中三种测量仪器的测量结果(数值及单位)依次填写在下表相应空格中。
被测物体的长度 温度计的示数 秒表的示数
___________ ___________ ___________
(2)小刚在物理课上学习了液体蒸发快慢与液体温度、液体表面积、液体上方气流速度三个因素有关。星期天,他做了一次家庭实验进行进一步验征:在四块相同的玻璃板上各滴一滴质量相同的水,然后进行如图2所示的实验探究:
①通过 ___________(填字母)两图的对比,可以验证水蒸发的快慢与水的温度有关;
②同学们猜想水蒸发快慢还可能与水的质量有关,请设计实验进行验证:取相同的两个容器,具体形状如图3中的 ___________(选填“甲”或“乙”)所示,分别倒入质量不同的水,观察比较 ___________(选填“哪个容器中水先干”或“相同时间内哪个容器内水减少得多”)。
14.在做“探究水的沸腾”实验中,小华使用的实验装置如图甲所示,根据实验数据作出的“温度﹣时间”图象如图乙a所示。
(1)实验中所用温度计是根据液体______的规律制成的。
(2)从图乙a中可知,实验测得水的沸点是______℃,说明此时实验室中的大气压______(选填“等于”或“不等于”)1标准大气压。
(3)水在沸腾过程中,液体温度将______(选填“升高”、“降低”或“不变”)。
(4)另有小明同学在实验室里做“水的沸腾”实验,选用的实验装置相同,他绘制的沸腾图象如图乙b所示。a、b图象不同的原因可能是水的______不同。
15.物理学习小组在做“探究水沸腾时温度变化的特点”实验时,装置如图-1所示。
(1)安装实验器材应按照___________(选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序;
(2)在水温升高到85℃后,每隔1 min读取一次温度计的示数,直到水沸腾并持续一段时间。将所得数据记录在如下表格中。由实验可知:水沸腾时需要___________,但温度___________;
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
温度/℃ 85 86 88 90 92 94 96 98 98 98 98 98 98
(3)在本次实验中,水的沸点是___________℃,由此可知当地大气压___________(选填“高于”“低于”或“等于”)1标准大气压;
(4)初步得出结论后,等水温降至85℃以下后,另一位同学继续利用该装置再次进行实验,并在同一坐标系中画出水沸腾前后温度随时间变化的图像,如图-2所示,从两次实验的图像中可看出,水从85℃加热至刚沸腾时,所用___________不同,原因可能是水的___________不同。
三、填空题
16.小明在厨房中发现:
(1)如图所示,壶里的水烧开以后,壶嘴上方冒出一团团“白气”。“白气”从喷出到消失要经历三个物理过程;
①近壶嘴的地方,我们什么也看不见。这是因为壶内水______时产生了大量的水蒸气,在壶嘴附近由于温度比较高,仍然保持水蒸气状态;
②水蒸气离开壶嘴一段距离以后,放热______,形成“白气”;
③“白气”进一步上升,到干燥的空气中,发生______现象,我们又什么也看不见了;
(2)冬天,厨房温度较低,在炉子上烧菜时,火焰熄灭前、后一瞬间会出现如图甲、乙所示的两种情景,你可以确定图______(填“甲”或“乙”)是火焰熄灭后的图片。
17.抗击疫情,人人有责,进出校园时,同学们应佩戴口罩。戴眼镜的同学佩戴口罩时,眼镜容易“起雾”,这是由于呼出的水蒸气发生了___(填物态变化的名称)现象,此过程中要___(选填“吸热”或“放热”)。
18.勤洗手是降低新冠病毒感染的有效措施。如图所示:洗手后,将手放在干手机下,干手机吹出热风,通过提高温度和加快__________来加快_________,使手迅速变干。
19.2022年北京冬奥会秉持“绿色、低碳、可持续发展”的理念。如图所示,国家速滑馆“冰丝带”比赛场地的冰面是采用世界上最先进环保的二氧化碳制冰技术,其原理主要是利用液态二氧化碳___________(填物态变化名称)时要吸收大量的热量,可以制冷使水凝固成冰。
20.做“纸杯烧水”实验时,小科用蜡烛火焰加热盛有适量冷水的纸杯,一段时间后水沸腾了。沸腾过程中,他多次测得水温为97.5°C,这说明当地水的沸点为___________;他把蜡烛移开,水停止沸腾,这说明水沸腾需要___________热量。
参考答案:
1.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.陶罐隔热效果较好,铁导热性好,不适合,故A不符合题意;
B.经常在两罐间的沙子上洒些水,利用了水蒸发吸热,使食物的温度降低,故B符合题意;
CD.把“冰箱”放在密闭房间或湿热环境内不容易蒸发,所以不适合,故CD不符合题意。
故选B。
2.B
【解析】
【详解】
因为氯乙烷在常温下是一种气体,将它高压液化后装在喷筒内,当将氯乙烷从喷筒内喷射在伤口处时,氯乙烷会迅速变成气态,由液态变为气态是汽化,需要吸热,伤口处的热量被氯乙烷吸收,温度会迅速降低,从而起到保护伤口的作用,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
3.C
【解析】
【详解】
A.蒸发的快慢与液体表面空气流动的速度有关,用地膜覆盖农田可以减小液体表面的空气流动速度,减慢蒸发,故A不符合题意;
B.蒸发的快慢与液体表面空气流动的速度有关,酒精灯用过后及时盖上灯帽,可以减少酒精灯芯表面空气流动速度,减慢蒸发,故B不符合题意;
C.蒸发的快慢与液体表面积大小有关,把衣服展开晾晒可以使液体表面积更大,有利用加快蒸发,故C符合题意;
D.蒸发的快慢与液体表面空气流动的速度有关,保鲜膜包住水果可以减小水果表面的空气流动速度,减慢蒸发,故D不符合题意。
故选C。
4.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.将水果放在低温冷藏柜中,降低温度可以使蒸发变慢,故A不符合题意;
B.将新鲜的蔬菜封装在保鲜袋中,减小蔬菜表面空气流动速度,可以使蒸发变慢,故B不符合题意;
C.给播种后的农田覆盖地膜,减小农田表面空气流动速度,可以使蒸发变慢,故C不符合题意;
D.将新采摘的辣椒摊开晾晒在阳光下,提高温度可以使蒸发变快,故D符合题意。
故选D。
5.B
【解析】
【详解】
AB.由图可知,液态制冷剂经过蒸发器后得到常温常压气态制冷剂,制冷剂由液态变为气态,是汽化过程,而汽化是吸热的过程,故A错误;故B正确;
CD.高温高压气态制冷剂经过冷凝器后得到液态制冷剂,制冷剂由气态变为液态,是液化过程,但液化是放热过程,故CD错误。
故选B。
6.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.冰镇饮料的温度远低于30°C,约为5°C,故A错误;
B.空气中的水蒸气遇到低温的冰镇饮料瓶液化形成小水珠,附着在饮料瓶的外壁,故B正确;
C.水珠形成是液化现象,液化是放热过程,故C错误;
D.水珠消失,由液态变为气态,是汽化现象,故D错误。
故选B。
7.C
【解析】
【分析】
【详解】
中国南海吹来的暖湿气流,与从中国北方南下的冷空气相遇,暖湿气流与冷空气相遇放热液化成水珠,使贵港地区的天气阴晴不定、非常潮湿。故C正确,ABD错误。
故选C。
8.B
【解析】
【分析】
【详解】
AB.打开冰箱门,看到“白气“,这是空气中的水蒸气遇冷液化而成的,故A错误,B正确;
CD.在寒冷的冬天户外的人不断呼出“白气”,这是呼出的水蒸气遇冷液化而形成的,故CD错误。
故选:B。
9.D
【解析】
【详解】
A.雾是气态变为液态形成的,是液化现象,水蒸气遇冷液化形成的小水滴,不是汽化,故A错误;
B.空气中的水蒸气和面罩的温度一样,遇到冷的面罩不会发生液化现象,而人呼出的水蒸气是热的,遇到冷的面罩会发生液化现象。故B错误;
C.蒸发是液态变为气态,是汽化的一种,雾是液态的小水滴,不是气态,故C错误;
D.水雾是呼出的水蒸气遇冷液化形成的,由气态变为液态需要放出热量,故D正确。
故选D。
10.C
【解析】
【详解】
ABC.由图像可知,该物体一开始温度升高,从到时间段,物质吸热,但温度保持不变,所以这可能是晶体熔化的图像,也可能是液体沸腾的图像;如果是液体沸腾的图像,则从到时间段,物质处于液态,且正在沸腾,故AB错误,C正确;
D.如果图像为晶体熔化的图像,时刻后一直加热,待物质完全熔化为液体后,它的温度还会再升高;如果图像为液体沸腾的图像,时刻后一直加热,液体继续沸腾,温度保持不变,不会升高,故D错误。
故选C。
11. 保证用酒精灯外焰加热/保证温度计玻璃泡浸没在水中,不会碰到容器底 84 a 提高液体表面气压使沸点升高 不变 水蒸气
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]酒精灯需用外焰加热,所以要放好酒精灯,再固定铁圈的高度;而温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中,但不能碰到容器壁和容器底,所以放好烧杯后,再调节温度计的高度,在组装图甲实验器材时,应按照自下而上的顺序进行。
(2)[2]由图乙可知温度计的分度值是1℃,且液柱在零刻度线上方,因此该温度计的示数是84℃。
(3)[3]乙实验装置中烧杯的上方有盖,会使水面上方气压增大,水的沸点升高,水的沸点高于甲装置中水的沸点,所以图象a是根据乙实验装置的数据绘制的。
[4]气压高,水的沸点高,所以活中利用类似的办法煮食物,可以使食物熟的更快。
(4)[5][6]从图戊可以看出,气泡在上升过程中体积逐渐变大,所以是沸腾时的现象,水沸腾时温度不变,温度计的示数不变,这些气泡到达水面会破裂开来,里面的水蒸气,会散发到空气中。
12. B 99 保持不变 A 热传递 减小水的质量
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]由于要用酒精灯的外焰加热,所以需先根据酒精灯固定图甲的B的高度;目的是使用酒精灯的外焰加热;
(2)[2]温度计的分度值是1℃,此时的温度为99℃,所以沸点为99℃。
[3]水沸腾时,不断吸收热量,温度保持不变。
(3)[4]水沸腾时,上下温度相同,则随着气泡上升,所受压强逐渐减小,则气泡逐渐变大,因此沸腾时观察到水中产生气泡的情形是图丙中的A。
(4)[5]实验中,由于酒精灯火焰的温度较高,所以热量由酒精灯火焰传递给石棉网、烧杯底,然后传递给水,是通过热传递方式增加水的内能的。
[6]要缩短加热时间,可适当提高水的初温或适当减少水量。
13. 2.50cm ﹣21℃ 2min20s A、C 乙 相同时间内哪个容器内水减少得多
【解析】
【详解】
(1)①[1]由图知,刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表的长度是
0.1cm=1mm
即此刻度尺的分度值为1mm。物体左侧与1.00cm对齐,右侧与3.50cm对齐,所以物体的长度为
l=3.50cm﹣1.00cm=2.50cm
②[2]温度计的分度值是1℃,液体温度计是根据液体的热胀冷缩性质工作的,图中当温度升高时,液柱上升,故可知液柱在0℃以下,故温度是-21℃。
③[3]在秒表的中间表盘上,5min中间有5个小格,所以一个小格代表1min,指针在“2”和“3”之间,偏向“2”一侧,所以分针指示的时间为2min;在秒表的大表盘上,1s之间有1个小格,所以一个小格代表1s,指针在20s处,所以秒针指示的时间为20s,即秒表的读数为2min20s。
(2)①[4]液体蒸发快慢与液体的温度、液体表面积、液体上方气流速度三个因素有关,研究液体蒸发快慢与其中一个因素的关系时,要控制另外两个因素不变。要研究水蒸发的快慢与水的温度的关系,应控制水的表面积和水上方空气流动速度相同,只改变液体的温度大小,故通过A、C两图的对比,可以验证水蒸发的快慢与水的温度有关。
②[5][6]根据控制变量法的思想,想探究水蒸发快慢还可能与水的质量多少有关,需要控制其他条件不变,只改变水的质量,通过观察比较相同时间内哪个容器内水减少得多(若比较哪个容器中水先干,则实验时间过长)来比较蒸发的快慢,为便于比较容器内水量的减小,故应该选相同的柱形容器,即如图3中的乙所示相同的乙容器,观察比较相同时间内哪个容器内水减少得多。
14. 热胀冷缩 96 不等于 不变 质量
【解析】
【详解】
(1)[1]实验室中常用的温度计是根据液体热胀冷缩的性质制成的,将温度变化转换为液柱长度的变化,采用了转换法。
(2)[2][3]由图乙a知,当水的温度达到96℃时,温度不再变化,说明此时是水的沸腾过程,沸点是96℃;沸点低于标准大气压下的沸点,所以实验室中的大气压小于1标准大气压,即不等于1标准大气压。
(3)[4]从图像可知,水在沸腾过程中,温度保持不变。
(4)[5]观察图乙中的图象可知,a升温快、b升温慢,在装置相同的情况下,产生这种差异的原因只能说明两次实验中水的质量不同,a组水的质量小于b组水的质量。
15. 自下而上 吸热 不变 98 低于 时间 质量
【解析】
【详解】
(1)[1]加热时要用酒精灯的外焰加热,所以实验器材应该按照自下而上的顺序安装。
(2)[2][3]水沸腾时不断用酒精灯加热,所以水沸腾时需要不断加热,由表可知,水沸腾时温度不变。
(3)[4][5]由表可知,水的温度保持98℃不变,所以水的沸点是98℃,标准大气压下,水的沸点是100℃,此时水的沸点低于标准大气压下水的沸点,气压高,沸点高,气压低,沸点低,所以此地大气压低于标准大气压。
(4)[6][7]由图可知,两次实验水沸腾的时间不同,第一次实验水沸腾所需时间大于第二次实验所需时间,两次实验水的初始温度相同,所以原因可能是水的质量不同。
16. 沸腾 液化 汽化 甲
【解析】
【详解】
(1)①[1]近壶嘴的地方,我们什么也看不见,这是因为壶嘴附近温度比较高,水蒸气不会液化,仍然保持水蒸气状态。
②[2]水蒸气离开壶嘴一段距离以后,遇冷液化,放出热量,形成小水滴,即“白气”。
③[3]“白气”进一步上升,到干燥的空气中,蒸发又变成水蒸气,这是汽化现象。
(2)[4]可以确定图甲是火焰熄灭后的图片,因为熄火后,锅上方温度降低,水蒸气遇冷液化为小水滴,白气比较多;乙图为熄火前的瞬间,由于环境温度较高,水蒸气液化的较少,白气较少。
17. 液化 放热
【解析】
【详解】
[1][2]佩戴口罩时,戴着的眼镜容易起雾,是因为呼出的水蒸气遇到冷的镜片液化成小水珠,附在镜片上。液化过程需要放出热量。
18. 空气流速 蒸发
【解析】
【详解】
[1]干手机吹出热风,风加快了空气流速。
[2]空气流速影响蒸发的快慢,空气流速越大,水越容易蒸发。
19.汽化
【解析】
【详解】
二氧化碳制冰技术是液态二氧化碳变为气态,发生了汽化现象,汽化时吸收大量的热量,使周围的水向外放热,凝固成冰。
20. 97.5°C 吸收
【解析】
【详解】
[1]液体沸腾过程中持续吸热,温度不变,此时的温度为液体的沸点;沸腾过程中,他多次测得水温为97.5°C,这说明当地水的沸点为97.5°C。
[2]液体沸腾过程中持续吸热,温度不变,把蜡烛移开,水没有热量可以吸收,停止沸腾,这说明水沸腾需要吸收热量。