2015版高中物理人教版选修3-3讲义：9.3 饱和汽与饱和汽压
文档属性
| 名称 | 2015版高中物理人教版选修3-3讲义：9.3 饱和汽与饱和汽压 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 309.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2015-05-19 20:46:35 | ||
图片预览
文档简介
课时9.3 饱和汽与饱和汽压
1.知道汽化和汽化的两种方式及其特点。知道饱和汽、未饱和汽与饱和汽压这些概念的含义。能从分子动理论的角度解释有关现象。
2.理解空气的绝对湿度和相对湿度,并能进行简单计算。了解相对湿度概念的含义以及它对人的生活和植物生长等方面的影响。
3.运用所学的物理知识尝试思考一些与生产和生活相关的实际问题,体会所学知识在生活中的指导作用和意义。
4.了解湿度计的原理。
重点难点:理解饱和汽与饱和汽压的含义,能从分子动理论的角度说明。理解空气的绝对湿度和相对湿度,并能进行简单计算。
教学建议:本节教学内容是增加学生的实用知识,涉及的现象多、概念多,因此在教学时,注意加强实验、联系生活实际,增加学生的感性认识;新知识的教学,重点和关键是饱和汽的概念和对动态平衡的理解。通过相关的类比举例说明,让学生从分子动理论的角度去认识。对湿度概念用生活经验来体会,而对于湿度计,能从原理上了解即可,不要有过高的要求。
导入新课:清晨起来,如果你到开满鲜花的公园散步,会发现花草上沾满了露珠,煞是好看。可你想过花草上的小露珠是怎样形成的吗
( http: / / www.21cnjy.com )
( http: / / www.21cnjy.com )
1.汽化现象
(1)汽化:物质从液态变成①汽态的过程。
(2)两种方式:②蒸发和③沸腾。
(3)蒸发只发生在④液体表面,在任何温度 ( http: / / www.21cnjy.com )下都能发生。沸腾只有在一定的温度下才会发生,这个温度叫液体的⑤沸点。沸腾是在⑥液体表面和⑦液体内部同时发生的剧烈的汽化现象。
2.饱和汽与饱和汽压
(1)与液体处于动态平衡的蒸汽叫⑧饱和汽。
(2)在一定温度下,饱和汽的分子数密度是一定的,因而饱和汽的压强也一定,这个压强叫这种液体的⑨饱和汽压。
1.在高山上,用普通锅煮鸡蛋,即使水沸腾了,鸡蛋也没有熟,这是什么原因
解答:高山上大气压低,水的沸点低,所以水沸腾了鸡蛋却没有熟。
2.寒冷的冬天,当我们从室外走到室内时,会发现眼镜片变得模糊不清,为什么
解答:在外界较冷的环境下,眼镜的温度较低, ( http: / / www.21cnjy.com )进入室内后,眼镜周围气体温度较高,空气中的水蒸气遇冷后变成饱和汽,水蒸气凝结成水附着在镜片上,使镜片变得模糊不清。
3.判断下列说法是否正确:
(1)密闭容器内水蒸气未达到饱和时,只有蒸发,没有凝结。
(2)密闭容器里的液体和气体达到平衡时蒸发仍在进行。
(3)密闭容器中有未饱和的水蒸气,向容器中注入足够量的空气,加大气压可使水汽饱和。
解答:(1)容器中水蒸气未达到饱和时,水的蒸发和凝结同时进行,但蒸发量要大于凝结量,(1)错。
(2)蒸发和液化达到平衡时单位时间内从液体表面飞出的分子数与回到液体中的分子数相等,是一种动态平衡,蒸发仍在进行,(2)正确。
(3)饱和汽压与外界气压没有关系,与温度有关,(3)错。
( http: / / www.21cnjy.com )
主题1:饱和汽与饱和汽压
问题:阅读课本中“饱和汽与饱和汽压”标题下的内容,回答下列问题。
(1)什么是沸点 沸点与什么有关 据自己的观察,列举生活中关于沸点的实例。
(2)有人说在密闭容器里液体和气体达到平衡时蒸发停止了,分子运动也停止了,这种说法对吗
(3)饱和汽压与哪一个物理量有关 为什么
解答:(1)液体沸腾时需要达到的温度,叫作 ( http: / / www.21cnjy.com )沸点。沸点与大气压强有关,大气压强越大,沸点越高。要提高沸点,可以加大压强。用高压锅蒸米饭、炖肉汤就是应用了这个原理。
(2)不对。达到平衡时单位时间内逸出液面的分子数与回到液面的分子数相等,是一种动态平衡,并非分子运动停止。
(3)饱和汽压与温度有关。 ( http: / / www.21cnjy.com )饱和汽压随温度的升高而增大,这是因为温度升高时,液体里能量较大的分子增多,单位时间内从液面飞出的分子也增多,致使饱和汽的密度增大;同时分子热运动的平均动能也增大,这也导致饱和汽压增大。
知识链接:动态平衡是有条件的,外界条件 ( http: / / www.21cnjy.com )变化时,原来的动态平衡状态被破坏,经过一段时间才能达到新的平衡。饱和汽压是一种动态平衡,当温度变化时,饱和汽压发生变化。
主题2:空气的湿度和湿度计
问题:阅读课本中“空气的湿度”和“湿度计”的相关内容,回答下列问题。
(1)为什么空气的绝对湿度不用单位体积的空气中所含水蒸气的质量来表示
(2)人身体感觉到“干爽”还是“潮湿”取决于绝对湿度还是相对湿度
(3)在绝对湿度相同的情况下,夏天和冬天的相对湿度哪个大 为什么
解答:(1)因为直接测量空气中水蒸气的密度比较困难,所以不用空气中所含水蒸气的密度来表示空气的绝对湿度。
(2)空气中的水蒸气的压强与饱和汽 ( http: / / www.21cnjy.com )压相差越大,越有利于蒸发,人身体就感觉到“干爽”;空气中的水蒸气的压强与饱和汽压相差越小,越难于蒸发,人身体就感觉到“潮湿”,所以,身体感觉到“干爽”还是“潮湿”取决于相对湿度。
(3)在绝对湿度相同的情况下,水的饱和汽压ps在温度高时较大,温度低时较小,根据B=知,夏天和冬天相比,冬天的相对湿度大。
知识链接:在绝对湿度不变的情况下,温度越高,相对湿度越小,人感觉越干燥;温度越低,相对湿度越大,人感觉越潮湿。
( http: / / www.21cnjy.com )
1.(考查蒸发和沸腾的特点)有关蒸发和沸腾的说法正确的是( )。
A.蒸发只在液体的表面进行
B.沸腾在液体的表面和内部同时进行
C.蒸发在任何温度下都能进行
D.沸腾在任何温度下都能进行
【解析】蒸发和沸腾作为汽化的两种方 ( http: / / www.21cnjy.com )式,是有区别的,蒸发只在液体表面进行,任何温度下都能发生,只不过快慢程度不一样,表面积越大、温度越高、空气流动越快,蒸发越快;沸腾是只有在某一温度时才发生的液体内部和表面同时进行的剧烈汽化现象,由以上分析知,选项D错误。
【答案】ABC
【点评】蒸发在液体表面进行,沸腾在液体表面和液体内部同时进行。
2.(考查饱和汽压的概念)饱和汽压是指( )。
A.当时的大气压
B.饱和蒸汽的压强
C.水蒸气的压强
D.以上都不对
【解析】饱和汽压是指液体的饱和蒸汽所具有的压强。
【答案】B
【点评】液体汽化达到动态平衡时,此时的蒸汽为饱和汽,其压强为饱和汽压,否则为未饱和汽,压强为未饱和汽压。
3.(考查影响饱和汽压的因素)关于饱和汽压,下列说法正确的是( )。
A.温度相同的不同饱和汽的饱和汽压都相同
B.温度升高时,饱和汽压增大
C.温度升高时,饱和汽压减小
D.饱和汽压与体积无关
【解析】同一气体的饱和汽压仅由温度决定,温度 ( http: / / www.21cnjy.com )升高,饱和汽压增大,与气体的体积及外界大气压无关;不同气体的饱和汽密度在同一温度下不同,从而饱和汽压不同。
【答案】BD
【点评】对于某一液体,饱和汽密度和饱和汽压只与温度有关,随温度的升高而增大,与体积无关。
4.(考查绝对湿度和相对湿度)关于空气湿度,下列说法正确的是( )。
A.当人们感到潮湿时,空气的绝对湿度一定较大
B.当人们感到干燥时,空气的相对湿度一定较小
C.空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示
D.空气的相对湿度定义为水的饱和汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比
【解析】相对湿度越大,人感 ( http: / / www.21cnjy.com )觉越潮湿,相对湿度大时,绝对湿度不一定大,故A错误;相对湿度较小时,人感觉干燥,故B正确;用空气中水蒸气的压强表示的湿度叫作空气的绝对湿度,空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比叫作相对湿度,故C正确,D错误。
【答案】BC
【点评】相对湿度与绝对湿度和温度都有关系。
拓展一:对饱和汽与饱和汽压的理解
( http: / / www.21cnjy.com )
1.如图所示,一个有活塞的密闭容器内盛有饱和水汽与少量的水,则可能发生的现象是( )。
A.温度保持不变,慢慢地推进活塞,由=C可知容器内饱和汽压会增大
B.温度保持不变,慢慢地推进活塞,容器内压强不变
C.温度保持不变,慢慢地拉出活塞,容器内饱和水汽分子数不减少
D.不移动活塞而将容器放在沸水中,容器内压强不变
【分析】解答此题时要注意以下三点:
(1)饱和汽压与液体种类、温度有关,与体积无关。
(2)饱和汽是一种动态平衡,当温度变化时,饱和汽压发生变化。
(3)要注意=C的适用条件是一定质量的气体。
【解析】慢慢推进活塞和慢慢拉出活塞,密闭容器内体积发生变化,而温度保持不变。饱和汽的压强只和温度有关,与体
积无关,故A错,B正确; ( http: / / www.21cnjy.com )虽然饱和汽压不变,饱和汽密度不变,但由于体积减小,饱和汽分子数减少,C错;不移动活塞而将容器放入沸水中,容器内饱和汽温度升高,故压强应发生变化,D错。
【答案】B
【点拨】对饱和汽的理解。
(1)动态平衡的实质:密闭容器中的液体,单位时间逸出液面的分子数和返回液面的分子数相等,即处于动态平衡,并非分子运动停止。
(2)影响饱和汽压的因素:饱和汽压跟液体的种类、温度有关,与体积无关。
拓展二:绝对湿度和相对湿度的理解及计算
2.气温为10 ℃时,测得空气的绝对湿 ( http: / / www.21cnjy.com )度p=800 Pa,则此时的相对湿度为多少 如果绝对湿度不变,气温升至20 ℃,相对湿度又为多少 (已知10 ℃的水汽的饱和汽压p1=1.228×103 Pa,20 ℃时水汽的饱和汽压p2=2.338×103 Pa)
【分析】由题中找出绝对湿度压强和该温度时水汽的饱和汽压,即可求出相对湿度。
【解析】10 ℃时水汽的饱和汽压p1=1.228×103 Pa
由相对湿度公式得此时的相对湿度B1=×100%=×100%=65.1%
20 ℃时水汽的饱和汽压p2=2.338×103 Pa,同理得相对湿度B2=×100%=×100%=34.2%。
【答案】65.1% 34.2%
【点拨】(1)空气的相对湿度是指在某一 ( http: / / www.21cnjy.com )温度下,空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比。在某一温度下,水的饱和汽压为一定值,知道了绝对湿度可以算出相对湿度。反之,知道了相对湿度也可以算出绝对湿度。相对湿度的计算公式为:
相对湿度=,即B=×100%。
(2)绝对湿度不变,即空气中水蒸气密度不变时,温度越高,水蒸气离饱和的程度越远,人们感觉越干燥。
(3)空气的潮湿情况,不是由空气的 ( http: / / www.21cnjy.com )绝对湿度决定的,而是由空气的相对湿度决定的。在判断过程中应利用相对湿度定义公式求一定温度下空气的相对湿度。相对湿度越大,蒸汽越接近饱和,水分蒸发越慢,人们感到越潮湿。
( http: / / www.21cnjy.com )
饱和汽与饱和汽压
1.知道汽化和汽化的两种方式及其特点。知道饱和汽、未饱和汽与饱和汽压这些概念的含义。能从分子动理论的角度解释有关现象。
2.理解空气的绝对湿度和相对湿度,并能进行简单计算。了解相对湿度概念的含义以及它对人的生活和植物生长等方面的影响。
3.运用所学的物理知识尝试思考一些与生产和生活相关的实际问题,体会所学知识在生活中的指导作用和意义。
4.了解湿度计的原理。
重点难点:理解饱和汽与饱和汽压的含义,能从分子动理论的角度说明。理解空气的绝对湿度和相对湿度,并能进行简单计算。
教学建议:本节教学内容是增加学生的实用知识,涉及的现象多、概念多,因此在教学时,注意加强实验、联系生活实际,增加学生的感性认识;新知识的教学,重点和关键是饱和汽的概念和对动态平衡的理解。通过相关的类比举例说明,让学生从分子动理论的角度去认识。对湿度概念用生活经验来体会,而对于湿度计,能从原理上了解即可,不要有过高的要求。
导入新课:清晨起来,如果你到开满鲜花的公园散步,会发现花草上沾满了露珠,煞是好看。可你想过花草上的小露珠是怎样形成的吗
( http: / / www.21cnjy.com )
( http: / / www.21cnjy.com )
1.汽化现象
(1)汽化:物质从液态变成①汽态的过程。
(2)两种方式:②蒸发和③沸腾。
(3)蒸发只发生在④液体表面,在任何温度 ( http: / / www.21cnjy.com )下都能发生。沸腾只有在一定的温度下才会发生,这个温度叫液体的⑤沸点。沸腾是在⑥液体表面和⑦液体内部同时发生的剧烈的汽化现象。
2.饱和汽与饱和汽压
(1)与液体处于动态平衡的蒸汽叫⑧饱和汽。
(2)在一定温度下,饱和汽的分子数密度是一定的,因而饱和汽的压强也一定,这个压强叫这种液体的⑨饱和汽压。
1.在高山上,用普通锅煮鸡蛋,即使水沸腾了,鸡蛋也没有熟,这是什么原因
解答:高山上大气压低,水的沸点低,所以水沸腾了鸡蛋却没有熟。
2.寒冷的冬天,当我们从室外走到室内时,会发现眼镜片变得模糊不清,为什么
解答:在外界较冷的环境下,眼镜的温度较低, ( http: / / www.21cnjy.com )进入室内后,眼镜周围气体温度较高,空气中的水蒸气遇冷后变成饱和汽,水蒸气凝结成水附着在镜片上,使镜片变得模糊不清。
3.判断下列说法是否正确:
(1)密闭容器内水蒸气未达到饱和时,只有蒸发,没有凝结。
(2)密闭容器里的液体和气体达到平衡时蒸发仍在进行。
(3)密闭容器中有未饱和的水蒸气,向容器中注入足够量的空气,加大气压可使水汽饱和。
解答:(1)容器中水蒸气未达到饱和时,水的蒸发和凝结同时进行,但蒸发量要大于凝结量,(1)错。
(2)蒸发和液化达到平衡时单位时间内从液体表面飞出的分子数与回到液体中的分子数相等,是一种动态平衡,蒸发仍在进行,(2)正确。
(3)饱和汽压与外界气压没有关系,与温度有关,(3)错。
( http: / / www.21cnjy.com )
主题1:饱和汽与饱和汽压
问题:阅读课本中“饱和汽与饱和汽压”标题下的内容,回答下列问题。
(1)什么是沸点 沸点与什么有关 据自己的观察,列举生活中关于沸点的实例。
(2)有人说在密闭容器里液体和气体达到平衡时蒸发停止了,分子运动也停止了,这种说法对吗
(3)饱和汽压与哪一个物理量有关 为什么
解答:(1)液体沸腾时需要达到的温度,叫作 ( http: / / www.21cnjy.com )沸点。沸点与大气压强有关,大气压强越大,沸点越高。要提高沸点,可以加大压强。用高压锅蒸米饭、炖肉汤就是应用了这个原理。
(2)不对。达到平衡时单位时间内逸出液面的分子数与回到液面的分子数相等,是一种动态平衡,并非分子运动停止。
(3)饱和汽压与温度有关。 ( http: / / www.21cnjy.com )饱和汽压随温度的升高而增大,这是因为温度升高时,液体里能量较大的分子增多,单位时间内从液面飞出的分子也增多,致使饱和汽的密度增大;同时分子热运动的平均动能也增大,这也导致饱和汽压增大。
知识链接:动态平衡是有条件的,外界条件 ( http: / / www.21cnjy.com )变化时,原来的动态平衡状态被破坏,经过一段时间才能达到新的平衡。饱和汽压是一种动态平衡,当温度变化时,饱和汽压发生变化。
主题2:空气的湿度和湿度计
问题:阅读课本中“空气的湿度”和“湿度计”的相关内容,回答下列问题。
(1)为什么空气的绝对湿度不用单位体积的空气中所含水蒸气的质量来表示
(2)人身体感觉到“干爽”还是“潮湿”取决于绝对湿度还是相对湿度
(3)在绝对湿度相同的情况下,夏天和冬天的相对湿度哪个大 为什么
解答:(1)因为直接测量空气中水蒸气的密度比较困难,所以不用空气中所含水蒸气的密度来表示空气的绝对湿度。
(2)空气中的水蒸气的压强与饱和汽 ( http: / / www.21cnjy.com )压相差越大,越有利于蒸发,人身体就感觉到“干爽”;空气中的水蒸气的压强与饱和汽压相差越小,越难于蒸发,人身体就感觉到“潮湿”,所以,身体感觉到“干爽”还是“潮湿”取决于相对湿度。
(3)在绝对湿度相同的情况下,水的饱和汽压ps在温度高时较大,温度低时较小,根据B=知,夏天和冬天相比,冬天的相对湿度大。
知识链接:在绝对湿度不变的情况下,温度越高,相对湿度越小,人感觉越干燥;温度越低,相对湿度越大,人感觉越潮湿。
( http: / / www.21cnjy.com )
1.(考查蒸发和沸腾的特点)有关蒸发和沸腾的说法正确的是( )。
A.蒸发只在液体的表面进行
B.沸腾在液体的表面和内部同时进行
C.蒸发在任何温度下都能进行
D.沸腾在任何温度下都能进行
【解析】蒸发和沸腾作为汽化的两种方 ( http: / / www.21cnjy.com )式,是有区别的,蒸发只在液体表面进行,任何温度下都能发生,只不过快慢程度不一样,表面积越大、温度越高、空气流动越快,蒸发越快;沸腾是只有在某一温度时才发生的液体内部和表面同时进行的剧烈汽化现象,由以上分析知,选项D错误。
【答案】ABC
【点评】蒸发在液体表面进行,沸腾在液体表面和液体内部同时进行。
2.(考查饱和汽压的概念)饱和汽压是指( )。
A.当时的大气压
B.饱和蒸汽的压强
C.水蒸气的压强
D.以上都不对
【解析】饱和汽压是指液体的饱和蒸汽所具有的压强。
【答案】B
【点评】液体汽化达到动态平衡时,此时的蒸汽为饱和汽,其压强为饱和汽压,否则为未饱和汽,压强为未饱和汽压。
3.(考查影响饱和汽压的因素)关于饱和汽压,下列说法正确的是( )。
A.温度相同的不同饱和汽的饱和汽压都相同
B.温度升高时,饱和汽压增大
C.温度升高时,饱和汽压减小
D.饱和汽压与体积无关
【解析】同一气体的饱和汽压仅由温度决定,温度 ( http: / / www.21cnjy.com )升高,饱和汽压增大,与气体的体积及外界大气压无关;不同气体的饱和汽密度在同一温度下不同,从而饱和汽压不同。
【答案】BD
【点评】对于某一液体,饱和汽密度和饱和汽压只与温度有关,随温度的升高而增大,与体积无关。
4.(考查绝对湿度和相对湿度)关于空气湿度,下列说法正确的是( )。
A.当人们感到潮湿时,空气的绝对湿度一定较大
B.当人们感到干燥时,空气的相对湿度一定较小
C.空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示
D.空气的相对湿度定义为水的饱和汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比
【解析】相对湿度越大,人感 ( http: / / www.21cnjy.com )觉越潮湿,相对湿度大时,绝对湿度不一定大,故A错误;相对湿度较小时,人感觉干燥,故B正确;用空气中水蒸气的压强表示的湿度叫作空气的绝对湿度,空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比叫作相对湿度,故C正确,D错误。
【答案】BC
【点评】相对湿度与绝对湿度和温度都有关系。
拓展一:对饱和汽与饱和汽压的理解
( http: / / www.21cnjy.com )
1.如图所示,一个有活塞的密闭容器内盛有饱和水汽与少量的水,则可能发生的现象是( )。
A.温度保持不变,慢慢地推进活塞,由=C可知容器内饱和汽压会增大
B.温度保持不变,慢慢地推进活塞,容器内压强不变
C.温度保持不变,慢慢地拉出活塞,容器内饱和水汽分子数不减少
D.不移动活塞而将容器放在沸水中,容器内压强不变
【分析】解答此题时要注意以下三点:
(1)饱和汽压与液体种类、温度有关,与体积无关。
(2)饱和汽是一种动态平衡,当温度变化时,饱和汽压发生变化。
(3)要注意=C的适用条件是一定质量的气体。
【解析】慢慢推进活塞和慢慢拉出活塞,密闭容器内体积发生变化,而温度保持不变。饱和汽的压强只和温度有关,与体
积无关,故A错,B正确; ( http: / / www.21cnjy.com )虽然饱和汽压不变,饱和汽密度不变,但由于体积减小,饱和汽分子数减少,C错;不移动活塞而将容器放入沸水中,容器内饱和汽温度升高,故压强应发生变化,D错。
【答案】B
【点拨】对饱和汽的理解。
(1)动态平衡的实质:密闭容器中的液体,单位时间逸出液面的分子数和返回液面的分子数相等,即处于动态平衡,并非分子运动停止。
(2)影响饱和汽压的因素:饱和汽压跟液体的种类、温度有关,与体积无关。
拓展二:绝对湿度和相对湿度的理解及计算
2.气温为10 ℃时,测得空气的绝对湿 ( http: / / www.21cnjy.com )度p=800 Pa,则此时的相对湿度为多少 如果绝对湿度不变,气温升至20 ℃,相对湿度又为多少 (已知10 ℃的水汽的饱和汽压p1=1.228×103 Pa,20 ℃时水汽的饱和汽压p2=2.338×103 Pa)
【分析】由题中找出绝对湿度压强和该温度时水汽的饱和汽压,即可求出相对湿度。
【解析】10 ℃时水汽的饱和汽压p1=1.228×103 Pa
由相对湿度公式得此时的相对湿度B1=×100%=×100%=65.1%
20 ℃时水汽的饱和汽压p2=2.338×103 Pa,同理得相对湿度B2=×100%=×100%=34.2%。
【答案】65.1% 34.2%
【点拨】(1)空气的相对湿度是指在某一 ( http: / / www.21cnjy.com )温度下,空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比。在某一温度下,水的饱和汽压为一定值,知道了绝对湿度可以算出相对湿度。反之,知道了相对湿度也可以算出绝对湿度。相对湿度的计算公式为:
相对湿度=,即B=×100%。
(2)绝对湿度不变,即空气中水蒸气密度不变时,温度越高,水蒸气离饱和的程度越远,人们感觉越干燥。
(3)空气的潮湿情况,不是由空气的 ( http: / / www.21cnjy.com )绝对湿度决定的,而是由空气的相对湿度决定的。在判断过程中应利用相对湿度定义公式求一定温度下空气的相对湿度。相对湿度越大,蒸汽越接近饱和,水分蒸发越慢,人们感到越潮湿。
( http: / / www.21cnjy.com )
饱和汽与饱和汽压