课题 汽化和液化(第一课时)
学习目标
1.知道物质的液态和气态之间是可以转化的。 2.知道汽化的两种方式:蒸发和沸腾。 3.知道液体沸腾时的温度特点。
课前学习任务
复习: 1. 温度计的读数; 2. 熔化凝固的特点。
课上学习任务
【学习任务一】 汽化: 叫汽化。 汽化的两种方式: 和 。 液化: 叫液化。 【学习任务二】 沸腾是在液体 和 同时发生的剧烈的汽化现象。 液体沸腾时 热,温度 。 液体沸腾时的温度叫 。 【学习任务三】 我们能否用一次性纸杯作为容器烧开水呢? 如果能,为什么?
【学习任务四】 在探究“水沸腾时温度变化特点”的实验中,小华和小芳观察到烧杯中的水沸 腾时,温度计的示数为 98℃。他们记得水的沸点是 100℃, 所以继续给水加热。 观察到水继续沸腾, 但是温度计的示数保持不变。对此, 他们有些疑惑。你能 帮他们答疑解惑吗?
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减压蒸馏 液体的沸点是指它的蒸气压等于外界大气压时的温度。化合物的沸点总是随外界压 力的不同而变化,某些沸点较高的(200℃以上)的化合物在常压下蒸馏时,由于温度的升 高,未达到沸点时往往发生分解、氧化或聚合等现象。此时,不能用常压蒸馏,而应使 用减压蒸馏。通过减少体系内的压力而降低液体的沸点,从而避免这些现象的发生。许 多有机化合物的沸点在压力降低到 1.3-2.0kPa(10- 15mmHg)时,可以比其常压下沸点降 低 80℃- 100℃。因此,减压蒸馏对于分离或提纯沸点较高或性质不太稳定的液态有机化 合物具有特别重要的意义。课题 汽化和液化(第二课时)
学习目标
1.知道影响液体蒸发快慢的因素。 2.知道蒸发和沸腾的异同点。 3. 知道气体液化需要放热。 4. 知道是气体液化的两种方法。
课前学习任务
复习: 1. 液体的沸腾; 2. 什么是汽化什么是液化。
课上学习任务
【学习任务一】 学习、 了解影响液体蒸发快慢的因素。 影响液体蒸发快慢的因素有 、 、 。 【学习任务二】 知道蒸发有致冷作用,并知道一些生活中利用蒸发致冷的例子。
【学习任务三】 学习气体的液化需要放热。 物质从 态变为 态的过程叫做液化。 【学习任务四】 学习使气体液化的两种方法。 ① ; ② 。
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中国古人智慧的结晶——坎儿井 坎儿井是在干旱地的劳动人民漫长的历史发展中创造的一种地下水利工程。坎 儿井引出了地下水,让沙漠变成绿洲,古代称作“井渠”。坎儿井的主要工作原理是 人们将春夏季节渗入地下的大量雨水、冰川及积雪融水通过利用山体的自然坡度, 引出地表进行灌溉,以满足沙漠地区的生产生活用水需求。不同地的坎儿井在具体 构造上均有其不同的地域特点,但一般而言, 一个完整的坎儿井系统包括了竖井、 暗渠(地下渠道)、明渠(地面渠道)和错现(小型蓄水池)四个主要组成部分。 在该原理下运转的坎儿井流量稳定,且能保证井水自流灌溉。 关于坎儿井的来源,文献和考古都有一定的局限,很多都没有文字记载, 遗 址、遗物因为没有文字记载,也难于确证。对新疆坎儿井起源的说法,大概有三 种:第一种,新疆坎儿井起源于波斯,即今伊朗。第二种, 新疆坎儿井起源于中国 内地。第三种, 新疆坎儿井由维吾尔先民根据当地的自然地理条件自己发明。 吐鲁番的坎儿井按水文地质条件和分布可分为三种类型: ⑴山区河流补给型坎 儿井,分布在火焰山以北的灌区上游地区,集水段较长,出水量较大,水量稳定, 矿化度低。⑵山前潜流补给型坎儿井,这类坎儿井分布在火焰山以南冲积扇灌区上 缘,由直接引取山前侧渗形成的潜流,天山水系渗漏与火焰山北灌区引水渠系渗漏 等形式补给地下水,集水段一般较短。 ⑶平原潜流补给型坎儿井, 这类坎儿井分布 在火焰山南灌区下游, 地层为土质构造, 水文地质条件差, 一般出水量较小,矿化 度较高。由于坎儿井分布地域的不同及其水文地质的差异, 坎儿井分为两类,即“沙 坎”与“土坎”。
新疆坎儿井的布置, 一般是大致顺冲积扇的地面坡降,亦即顺地下潜流的流 向,与之相平行或斜交。其构造由竖井、暗渠、明渠和涝坝(即小型蓄水池)四部 分组成。 竖井,是开挖暗渠时供定位、进入、出土和通风之用,并为整个工程完成后检 查维修之用。开挖时所取的土,堆积在竖井周围,形成环形小土堆,从地面上看, 像串珠似的一道道小圆圈,可以防止一般地面水入侵。竖井的间距,一般上游段约 为 60 至 100 米, 中游段约 30 至 60 米, 下游段约为 10 至 30 米。竖井深度,上游约 40 至 70 米,有深达 100 米的,中游约 20 至 40 米,下游段约为 3 至 15 米。其断面 一般为矩形,长边顺暗渠方向。 暗渠,也称集水廊道或输水廊道。首部为集水段,在潜水位下开挖,引取地下 潜流, 一般为一个头, 长 50 至 100 米。位于冲积扇上部的坎儿井,因土层多沙砾 石,含水层较丰富,其集水段较短,而冲积扇中部以下的坎儿井, 集水段较长。集 水段以下的暗渠为输水部分, 一般在潜水位上千土层内开挖。暗渠的纵坡,比当地 潜水位的纵坡要平缓, 所以集水段走一定距离后,就可高出潜水位。暗渠的长度, 视潜水位的埋藏深度、暗渠的纵坡和地面的坡降而定, 一般 3 至 5 公里, 最长的超 过 10 公里。暗渠断面, 除了满足引水流量的需要外,主要根据开挖操作的要求。为 了节省土方量, 并要在当时没有衬砌的条件下保持土层自然拱作用,开挖断面一般 采取窄深式,宽约 0.5-0.8 米,高约 1.4-1.7 米,仅能容纳一人侧身前进和弯腰操作, 但现在所有旧的坎儿井的暗渠断面,大都已很不规则。暗渠的纵坡,主要根据土质 决定,在冲积扇上部沙砾土层内, 纵坡较大;在灌区内部黄土土层内,纵坡较小, 比起地面的坡降都平缓得多,所以暗渠走一定距离后,就可逐渐接近地面而把水引 出来,自流灌溉。国明渠与一般渠道基本相同, 横断面多为梯形, 坡度小,流速 慢。输水廊道与明渠相接处称龙口,龙口以下接明渠。涝坝,又称蓄水池,用以调 节灌溉水量,缩短灌溉时间,减少输水损失。涝坝面积不等,以 600-1300 平方米为 多,水深在 1.5-2 米。 什么是冻土 冻土是指零摄氏度以下, 并含有冰的各种岩石和土壤。 一般可分为短时冻土(数小 时/数日以至半月)/季节冻土(半月至数月)以及多年冻土(又称永久冻土, 指的是持 续二年或二年以上的冻结不融的土层)。 冻土具有流变性,其长期强度远低于瞬时强度
特征。正由于这些特征, 在冻土区修筑工程构筑物就必须面临两大危险:冻胀和融沉。 随着气候变暖, 冻土在不断退化。 冻土是一种对温度极为敏感的土体介质, 含有丰富的地下冰。因此,冻土具有 流变性, 其长期强度远低于瞬时强度特征。正由于这些特征,在冻土区修筑工程构 筑物就必须面临两大危险:冻胀和融沉。中国的青藏铁路就有一段路段需要通过冻 土层。工程师需要通过多种方法去使冻土层的温度稳定,以避免因为冻土层的转变 而使铁路的路基不平, 防止意外的发生。前俄罗斯和加拿大近一半的领土都是冻土 层,阿拉斯加有 85%的土地都是冻土层, 赤道附近的乞力马扎罗峰顶也发现有多年 冻土层。 真正的天路——青藏铁路 青藏高原交通闭塞, 物流不畅, 高原人只能长期固守自给自足的庄园经济。直至 1949 年, 整个西藏仅有 1 千米多便道可以行驶汽车,水上交通工具只是溜索桥、牛皮船 和独木舟。美国现代火车旅行家保罗·索鲁在《游历中国》一书中写道: “有昆仑山脉 在,铁路就永远到不了拉萨。 ”20 世纪 50 年代,中共中央决策:要把铁路修到拉萨。 1956 年开始, 原中华人民共和国铁道部第一勘测设计院即对从兰州到拉萨的 2000 余千 米线路进行了全面的勘测设计工作。 1973 年, 时任中共中央主席的毛泽东在接待来访的尼泊尔国王比兰德拉时表示,要 加快修建青藏铁路; 同年 11 月 26 日,原中国国家建委在北京召开了青藏线协作会议。 中共中央、中国国务院领导多次作重要指示, 要求加快工程进度, 争取提前完成。 1984 年, 青藏铁路西宁至格尔木段建成通车。 1994 年 7 月, 中共中央、中国国务院召开第三次西藏工作座谈会。会上再次提出修建进 藏铁路,并得到了时任中共中央总书记江泽民的肯定。会后转发了座谈会纪要,明确提 出“抓紧做好进藏铁路建设前期准备工作”。 1995 年, 原中华人民共和国铁道部开始组织进藏铁路的论证工作。 1996 年, 中国第八届全国人大四次会议通过的《关于国民经济和社会发展“九五”计 划和 2010 年远景目标纲要》提出:下个世纪前 10 年进行进藏铁路的论证工作。 1999 年 11 月, 原中国国家计委批复了青藏铁路西格段扩能改造可行性研究报告。 2000 年初,青藏铁路西格段启动扩能改造工程建设;同年 3 月 7 日,原中国国家计 委有关人士在中国第九届全国人大三次会议记者招待会上提出:要加快“进藏铁路” 、“西
气东输”等重大工程的前期工作; 同年 11 月, 时任中共中央总书记江泽民对建设青藏铁 路作了重要批示;同年 12 月,原中国国家计委在京召开青藏铁路汇报论证会,正式向中 国国务院上报青藏铁路项目建议书。 2001 年 2 月 8 日, 中国国务院总理办公会议听取了原中国国家计委关于建设青藏铁 路有关情况的汇报, 对青藏铁路建设方案进行了研究,同意批准立项; 同年 6 月 29 日, 中央政府决定投资 262 .1 亿元, 修建青海格尔木至西藏拉萨的铁路。青藏铁路开工典礼 在青海省格尔木市和西藏自治区首府拉萨同时举行;同年 10 月, 青藏铁路西格段扩能改 造工程完工。 2002 年 5 月, 青藏铁路冻土试验全面铺开。 2003 年 3 月, 青藏铁路铺轨穿越昆仑山隧道; 同年 6 月, 世界海拔最高的唐古拉山 车站开工; 同年 8 月,青藏铁路铺架工程成功通过可可西里无人区。 2004 年 5 月, 青藏铁路建设形成整体推进态势;同年 7 月,青藏铁路正线铺轨 450 千米。 2005 年 8 月, 青藏铁路全线路基、隧道、桥涵等线下工程基本完成;同年 8 月 24 日,青藏铁路铺轨通过唐古拉山;同年 10 月 12 日,青藏铁路全线铺轨完成。 2006 年 3 月 1 日, 青藏铁路货物列车工程运营试验;同年 5 月 1 日,青藏铁路不载 客列车工程运营试验;同年 7 月 1 日,青藏铁路全线开通试运营。 2007 年, 青藏铁路西格段开始进行复线建设。 2010 年起,青藏铁路换轨工程正式启动。 2011 年 6 月 29 日, 青藏铁路西格段复线建设完工并实现电气化运营。 2016 年 9 月 12 日, 青藏铁路换轨工程正式完工, 全线 1956 公里青藏铁路实现了 “千里青藏一根轨” ,列车的平顺性和安全性有了很大的提高; 同年 3 月 1 日,青藏铁路 格拉段扩能改造工程于正式开工建设,工程项目包括新增 13 个车站, 延长 8 处既有站到 发线有效长度, 对拉萨西站货场进行升级改造。 2017 年 9 月 18 日, 青藏铁路格拉段扩能改造工程进入全线建设阶段。 2018 年 8 月 30 日, 青藏铁路格拉段扩能改造主体工程顺利完工