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第四节 升华和凝华
北师大版·八年级物理上册
第一章 物态及其变化
1. 通过常见的升华与凝华现象,知道物质的固态和气态之间是可以直接相互转化的;知道升华和凝华的定义,以及升华要吸热,凝华要放热。
2. 能用升华和凝华的知识,解释生活中的现象。
如图所示,冬天堆在背阴处的雪人,过半个月甚至更长时间之后,雪人变小了些,雪人的周围也没有积水,这是为什么呢
通过下面的学习,你就会明白其中的道理了。
2、寒冬腊月河水结冰
1、春暖花开冰雪消融
3、雨过天晴湿地变干
4、掀开饭盒水珠落下
发生了那种物态变化?吸热还是放热
液态
固态
气态
放热
放热
吸热
吸热
液化
熔化
汽化
凝固
物质能在固态和气态之间直接变化吗
知识点 1
升 华
升华
制冷作用
吸热
知识点 1
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升华:物质由固态直接变为气态的过程,升华需要吸热。
固态
气态
常见的升华现象
用久了的灯泡,灯丝会变细
樟脑丸变小
户外冰冻的衣服变干
没有熔化的“雪人”变小了
例 小付买了一盒“雪月饼”,为了保持低温,工作人员在月饼包装盒内装入了一定量的“干冰”。回到家中,打开包装盒,发现周围空气出现了“白雾”,这是因为“干冰”在______过程中吸收热量,使空气中的水蒸气_______成了小雨滴。(两空均填物态变化名称)
升华
液化
知识点 2
凝 华
凝华
凝华过程是放热过程。
遇冷放热
知识点 2
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凝华:物质由气态直接变为固态的过程,凝华需要放热。
固态
气态
生活中的凝华现象
霜
雾淞
雪
凝华
水蒸气
小冰晶
(遇冷)
冰花
钨丝
钨蒸气
钨的颗粒
固态
固态
气态
升华
凝华
吸热
放热
钨的升华和凝华
思考:“雾凇”是怎样形成的?
由水蒸气凝华而成的微小冰晶或冰粒。
雾凇俗称树挂,是严冬时节出现在吉林松花江畔十里长堤的自然现象,与桂林山水、长江三峡、云南石林并称为中国四大奇观。
例 在试管中放少量碘,塞紧盖子放入热水中。当固态碘变为紫色的碘蒸气并充满试管后,将试管从热水中取出,放入凉水中,碘蒸气又会变为固态碘附着在试管内壁上,关于物质碘的物态变化过程,下列说法正确的是 ( )
A.先放热升华后吸热凝华 B.先吸热升华后放热凝华
C.先放热熔化后吸热凝固 D.先吸热熔化后放热凝固
B
例 寒冷的冬天,居民楼的玻璃窗上会起“雾”或结“冰花”,下列说法中错误的是( )
A.玻璃窗上的“雾”是水蒸气液化形成的
B.玻璃窗上的“冰花”是水蒸气凝华形成的
C.“雾”出现在玻璃窗的内表面
D.“冰花”结在玻璃窗的外表面
D
人们利用干冰人工降雨。其过程是,将干冰“喷入”冷空气层,干冰会很快________,同时_______大量的热量,使其周围冷空气层的温度急剧_______,于是冷空气层中的水蒸气便会_______成小冰晶;小冰晶逐渐变大后下落,在下落过程中遇到暖气流就会______而形成雨。
吸收
下降
凝华
熔化
升华
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用途一:人工降雨
升华、凝华的应用
干冰(固态二氧化碳)
二氧化碳气体
升华(吸热)
空气温度降低
空气中的水蒸气
凝华
液化
冰晶
小水珠
雨
遇到暖空气后,冰晶熔化
人工降雨
干冰瞬间升华的同时吸收了周围空气的热量,导致温度下降,空气中的水蒸气被降温液化成小液滴或凝华成小冰晶悬浮在空气中(“烟雾”)。
用途二:舞台烟雾
干冰是固态二氧化碳,熔点-78.5 ℃。干冰在常温下直接升华为无色的二氧化碳气体。
下雪不冷,化雪冷的原因
凝华放热
下雪
熔化吸热
化雪
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三态变化
(熔化)吸热
固态
液态
气态
(凝固)放热
(凝华)放热
(升华)吸热
(汽化)吸热
(液化)放热
自然界中的水循环
云、雨、雪、雾、露、霜是十分常见的自然现象,它们都是地球上的水发生物态变化形成的。
云
雨
雾
露
霜
雪
冰雹
自然界中的水循环
云
雨
雾、露
液化或凝华成的小水珠或小冰晶
液化(冰晶下落时熔化)
液化
霜、雪
冰雹
凝华
凝华(形成 的冰晶下落不熔化)
通过水的三态变化,地球上的水在不停的循环。
①
②
③
④
②
③
地球表面的70%以上是海洋。虽然地球表面大部分被水覆盖,但是其中海水约占97%,江河湖泊、土壤、岩层和冰川中的淡水仅占约3%,而能够供人类直接利用的淡水资源更是仅占淡水资源的0.3%。水资源与人类的关系非常密切,是维持人类生活的源泉。随着社会的发展,技术的进步,人类对水的依赖程度越来越大。但是随着人口的膨胀和经济的快速增长,水资源已经出现了严重的危机。
我国是严重缺水的国家,水资源人均占有量只是世界平均值的25%,是世界上人均水源最贫乏的国家之一。全国有一半以上的城市存在不同程度的缺水。
因此,我们不仅要在技术上使用节水器具、优化用水系统的运行,更需要每个人提高节水意识、养成良好的用水习惯,共同保卫我们的蓝色家园。
二、高压锅
食物
锅盖
易熔片
放气孔
安全阀
锅身
1.结构:
锅身、锅盖、放气孔、安全阀、易熔片
刚工作时,放气孔被堵死,水上方的气压增大,沸点随之升高。当水上方气压大到一定程度时,锅内气体刚好能顶起安全阀,气压维持一定值,水也达到较高的沸点,为 110 ℃~120 ℃。
2.原理:
锅内气压升高,沸点随着升高。
3.易熔片的作用:
为防止安全阀出现故障而起备用保险的作用。
三、电冰箱
1.电冰箱内的制冷系统主要由哪些部分组成?
2.电冰箱所用的制冷物质是什么?
3.电冰箱是如何达到制冷目的的?
蒸发器里汽化吸热,冷凝器里液化放热。
易汽化和易液化的物质。
四、航天技术中的物态变化
将卫星、空间站等送上太空,需要用火箭来运载。
思考:运载火箭的燃料与助燃剂是什么?
由于气体体积过大,采取将氢气和氧气液化的方法减小燃料和助燃剂的体积。
氢气作为燃料,氧气作为助燃剂。
思考:如何控制返回舱内的温度在40℃以下?
①吸热式防热
采用导热性能好、熔点高、比热容大的金属熔化吸热。
②辐射式防热
③烧蚀防热
利用高分子材料在高温环境下熔化、蒸发、升华或分解汽化带走大量的热量。
热管
热管里的液体不断地通过汽化和液化,把热量从一端传递到另一端。液体在汽化和气体在液化时要分别吸收和放出大量的热。
1. 升华:物质由固态直接变为气态的过程,升华过程需要吸热。
2. 凝华:物质由气态直接变为固态的过程,凝华过程需要放热。
1. 判断下列物态变化过程
(1)春天,冰封的湖面开始解冻;
(2)夏天,打开冰棍纸看到“白气”;
(3)洒在地上的水变干;
(4)深秋,屋顶的瓦上结了一层霜;
(5)冬天,冰冻的衣服逐渐变干;
(6)冬天的早晨,北方房屋的玻璃窗内结冰花;
(7)樟脑球过几个月消失了;
(8)出炉的钢水变钢锭;
(9)冬季带眼睛的人进入室内,镜片上会蒙上一
层小水珠;
2.下列现象中,不属于升华现象的是( )
A.放在口袋里的樟脑丸变小了
B.路边的“雪人”没有融化却越变越小,最后消失不见了
C.霜的形成
D.碘放在火上烤一烤,产生紫色的气体
C
3.在我国北方的冬季,常见的几种物态变化现象中,属于凝华现象的是( )
A.室外结冰的衣服变干
B.房间窗玻璃的内表面出现冰花
C.湖面结了厚厚的一层冰
D.正在跑步的人嘴中呼出“白气”
B
1.如图是水循环示意图,图中过程①发生的物态变化是汽化,同时伴随着_______热。过程②发生的物态变化是凝华和_______,同时伴随着放热。
吸
液化
2.日常生活中使用高压锅的主要作用是( )
A.坚固耐用
B.缩短水沸腾时间
C.增大压强,降低水的沸点
D.增大压强,提高水的沸点
D
3. 根据家用电冰箱的工作原理,当压缩机工作时,使制冷剂在冰箱内外管道中不断循环,下列说法正确的是( )
A.在冰箱内的管道中,制冷剂迅速膨胀汽化并吸收热量
B.在冰箱外的管道中,制冷剂迅速膨胀汽化并放出热量
C.在冰箱外的管道中,制冷剂被剧烈压缩液化并吸收热量
D.在冰箱内的管道中,制冷剂被剧烈压缩液化并放出热量
A
4.飞船返回舱的整流罩外面涂了一层特殊物质,关于这种物质的作用下列说法中正确的是( )
A.该物质熔化和汽化吸热使返回舱温度不致太高
B.该物质不传热使外壳温度不升高
C.该物质升华吸热使外壳温度不致过高
D.以上说法都不对
A