(共59张PPT)
第四讲 物态变化
第1课时 温度和温度计
熔化和凝固
目
录
1
回归教材 掌握必备知识
2
对照课标 突破核心考点
3
实验探究 一题三阶通关
1.能描述固态、液态和气态三种物态的基本特征,并列举自然界和日常生活中不同物态的物质及其应用。
2.了解液体温度计的工作原理。会用常见温度计测量温度。能说出生活环境中常见的温度值,尝试对环境温度问题发表自己的见解。
3.经历物态变化的实验探究过程,知道物质的熔点、凝固点和沸点,了解物态变化过程中的吸热和放热现象。能运用物态变化知识说明自然界和生活中的有关现象。
4.能运用物态变化知识,说明自然界中的水循环现象。了解我国和当地的水资源状况,有节约用水和保护环境的意识。
1.温度
(1)定义:表示物体的__________,常用单位是____________。把在标准大气压下冰水混合物的温度定为___℃,沸水的温度定为_____℃。
(2)常考温度估测:人的正常体温约为37 ℃;人体感觉舒适的环境温度约为25 ℃;适合人们洗澡的热水温度约为40 ℃;家用冰箱冷藏室的温度约为5 ℃。
必备知识 温度、温度计
1
冷热程度
摄氏度(℃)
0
100
2.温度计
(1)原理:液体的__________。
热胀冷缩
体温计
实验用温度计
寒暑表
(2)实验室用温度计的使用要求:
①使用前,看清量程、分度值和“0”刻度线;
②使用时,玻璃泡要__________待测液体中,但不能接触________或________;要等示数______后再读数,读数时玻璃泡要继续留在液体中;读数时视线要与液柱的液面______。
全部浸入
容器底
容器壁
稳定
相平
零下温度
量程:-20~110 ℃
分度值:1 ℃
3.体温计:量程通常为___________,分度值为______℃。使用前须将水银甩回玻璃泡内,读数时______(选填“可以”或“不可以”)离开人体读数。
35~42 ℃
0.1
可以
. .
不甩只升不降,高准低不准
对点练习1 如图所示,图甲温度计的示数为_____℃;图乙温度计的示数为____℃;图丙体温计的示数为_______℃,该被测量者的体温________(选填“属于”或“不属于”)正常范围。
-2
21
37.6
不属于
读做负2摄氏度或零下2摄氏度
解法点拨
无零刻度线时,零上温度和零下温度的区分:温度计刻度自下而上数字变大,为零上温度,往上读数;温度计刻度自下而上数字变小,为零下温度,往下读数。
1.熔化和凝固:
必备知识 熔化和凝固
2
熔化
吸
凝固
放
物体间吸放热有什么条件呢?
要有温度差
熔化和凝固的现象:
2.晶体与非晶体
类型(举例) 相同点 不同点
熔点(凝固点) 熔化(凝固)条件 熔化(凝固)特点 熔化图象 凝固图象
晶体(冰、萘、海波、水晶、食盐、各种金属等) ______ ______ ____ 温度达到 ______________继续吸热(放热) 熔化(凝固)过程中,温度_____ _____,
熔化
吸热
有
熔点(凝固)
点
保持
不变
有固液共存态,状态变化过
程:固态→固液共存态→液态
类型(举例) 相同点 不同点
熔点(凝固点) 熔化(凝固)条件 熔化(凝固)特点 熔化图象 凝固图象
非晶体(石蜡、松香、玻璃、沥青等) 凝固 放热 ______ 持续吸热 (放热) 熔化(凝固)过程中,温度_____ _______
没有
升高
(降低)
没有固液共存态,状态变化
过程:固态→软→稀→液态
对点练习2 原创下列现象中,属于熔化的是________;属于凝固的是________。(均选填字母代号)
A.初春,皑皑的白雪开始消融
B.空中下落的大水滴遇到更加寒冷的气流形成冰雹
C.严冬,静静的池塘覆上薄冰
D.初春,冰封的江面开始解冻
E.钢水浇铸成车轮
F.加冰块会使饮料变得冰凉
ADF
BCE
对点练习3 你知道除了水银外常温下可以像液体一样流动的金属吗?金属镓,熔点只有29.8 ℃,托在手心里就会______为液体(如图所示),在这一过程中,它要______热量。由此可知,镓是______(选填“晶体”或“非晶体”)。
熔化
吸收
晶体
下列说法正确的是( )
A.0 ℃的冰比0 ℃的水冷
B.用手就能判断物体的冷热程度
C.正常情况下,人的体温约为37 ℃
D.任何情况下,水的沸点都是100 ℃
核心考点 温度的认识与估测
1
C
如图甲所示是一个自制的简易温度计,当温度升高时,玻璃管中的液柱______;为使液面的升降更加明显,改进方法是________________
______________________。在读数时,图乙中____(选填“A”“B”或“C”)方法是正确的;图丙中温度计的示数为____℃。
核心考点 温度计的工作原理与使用
2
升高
换用更细的玻璃管
(或换用更大的玻璃瓶)
B
20
新课标素材我国古代科技著作《天工开物》中,对釜的铸造有“铁化如水,以泥固钝铁柄勺从嘴受注”(如图所示)这样的记载。其中“铁化如水”描述的物态变化是______;将铁水倒入制作农具的模子,冷却下来后就制成了农具,该过程中发生的物态变化是______,发生该物态变化的过程需要______热量。
核心考点 熔化和凝固的辨析
3
熔化
凝固
放出
在课外实践活动中,小明制作了一个起重机模型,各部件用热熔胶进行粘合。小明在课堂展示时说:“先按设计制作各部件,然后用热熔胶枪加热使胶熔化,涂到材料衔接处后冷却凝华变成固态,从而把各部件粘合在一起”。请你从物理学的角度,指出这段文字中的一处科学性错误是__________________;判断依据是__________________________________
______。
冷却凝华变成固态
液态的胶液冷却后变为固态,这是凝固
过程
如图所示是海波和石蜡熔化时温度随时间变化的图象。
(1)____(选填“甲”或“乙”)物质是晶体,其凝固点是____℃;乙物质对应的是______(选填“海波”或“石蜡”)。
(2)甲、乙物质中的晶体熔化过程持续了___min,它在熔化过程中温度__________,内能______;该物质在ab段是____________(填物质的状态),此过程______(选填“需要”或“不需要”)吸热。
(3)乙物质______(选填“有”或“没有”)熔点。
甲
48
石蜡
4
保持不变
增加
固液共存态
需要
没有
核心考点 晶体熔化和凝固的特点及应用
4
同种晶体的熔点和凝固点相同
方法小结:
晶体和非晶体的熔化、凝固图象的判断步骤
图象中温度随时间变化的趋势
熔化图象
下降
上升
图象中是否存在平行于时间轴的线段
是
否
晶体
非晶体
凝固图象
教材习题改编水的凝固点是0 ℃,酒精的凝固点是-117 ℃,小明把酒精和水的混合液体放入冰箱的冷冻室(温度约为-5 ℃),经过相当长时间后,从冷冻室取出混合液时发现混合液没有凝固。由此可知,加入酒精后水的凝固点______。北方的冬天,大雪铺满路面阻碍交通,为了使冰雪熔化,常常在路面撒盐,这是因为加入盐后冰雪的熔点______了。(均选填“升高”或“降低”)
降低
降低
小亮选择用如图甲所示的实验装置探究“冰熔化时温度的变化规律”。
实验 探究固体熔化时温度的变化规律
(1)安装实验装置时,合理的安装顺序是__________(选填“自上而下”或“自下而上”)。为了完成该实验,除了需要图甲中的实验器材外,还需要的实验器材有火柴和______。
(2)实验时应将______(选填“整块冰”或“碎冰”)放入
图甲所示装置的试管中,将试管放入装有水的烧杯中加
热的优点是______________,而且冰的温度升高较____
(选填“快”或“慢”),便于观察冰熔化过程中的状态及
记录各个时刻的温度。
自下而上
停表
碎冰
使冰受热均匀
慢
使固体受热更均匀,使温度计的玻璃泡与固体接触更充分
(3)小亮根据实验数据绘制了冰熔化时温度随时间变化的图象,如图乙所示。由图象可知:
①冰是______(选填“晶体”或“非晶体”),冰在熔化过程中______热量,温度__________;
②冰从开始熔化到完全熔化,大约持续了____min;加热到第10 min时,该物质______热量,处于__________态;该物质在B时刻的内能______在C时刻的内能。
晶体
吸收
保持不变
10
吸收
固液共存
小于
判断晶体熔化时长:温度不变(即与时间轴平行的线段)的末时刻减去初时刻
(4)将装有冰的试管浸入到另一只装有冰水混合物的烧杯中,发现试管中的冰______(选填“能”或“不能”)熔化,原因是________________________
________________________________________________。
(5)当试管中的冰全部熔化成水后,继续对烧杯中的水加热,烧杯中的水沸腾时,试管中的水______(选填“能”或“不能”)沸腾。
不能
冰水混合物的温度为0 ℃,
试管中的冰虽能达到熔点但内外无温差不能继续吸热
不能
(6)由图乙计算可知,冰在固态时的比热容是__________J/(kg·℃)。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
(7)在冰熔化过程中,可以在试管____(选填“内”或“外”)侧观察到有很多小水珠。
(8)小林在实验时没有观察到明显的固液共存态,冰就全部熔化成水了,请你提出解决措施:______________________________________________。(写出一种即可)
2.1×103
外
增加碎冰的质量(或增加烧杯中水的质量,合理即可)
点拨:冰和水相同时间吸收的热量相同
烧杯口处白气、试管壁和烧杯壁水珠是水蒸气遇冷液化形成的,哪边热出现在哪边
(9)小丽也用冰进行实验,绘制出的温度—时间图象中没有出现明显的水平段,原因可能是__________________________________________________
________________________。(写出一种即可)
加热时间不够长,温度未达到熔点(或记录间隔时间长,
而冰熔化太快,合理即可)
(10)小华进行实验时,把冰放入如图丙所示的烧杯中,并未用酒精灯加热,冰也熔化了。于是他认为冰熔化不需要吸收热量,他的想法________(选填“正确”或“不正确”),你判断的理由是____________________________
________________________________。
不正确
空气的温度高于冰的温度,此时
冰块可以从空气中吸收热量而熔化
第四讲 物态变化
第2课时 汽化和液化
升华和凝华
目
录
1
回归教材 掌握必备知识
2
对照课标 突破核心考点
3
实验探究 一题三阶通关
1.汽化和液化:
必备知识 汽化和液化
1
汽化举例:水的蒸发和沸腾等
汽化
吸
液化
放
液化举例:雨、露、雾、白气的形成等
2.汽化的两种方式:______和______。
汽化形式 蒸发 沸腾
不同点 发生部位 液体表面 液体内部和表面同时发生
发生条件 在任何温度下 达到______,持续____热
剧烈程度 缓慢 剧烈
影响因素 液体的温度、液体表面积大小、液体表面空气流速 气压越高,沸点______
温度变化 吸热降温能致冷 吸热但温度__________
相同点 都是______现象,都需要____热
蒸发
沸腾
沸点
吸
越高
保持不变
汽化
吸
液体沸腾要满足两个条件,缺一不可
沸点跟火力的大小和加热时间无关,跟液体的种类和大气压强有关。
3.液化的两种方法:一是__________(如草地上露珠的形成);二是__________(如储存在钢瓶内的液化石油气)。
4.探究水沸腾时温度变化的特点
(1)实验器材:铁架台、陶土网、酒精灯、纸板、________、______。
(2)实验现象:沸腾前从杯底上升的气泡逐渐______,直至消失;沸腾时从底部上升的气泡逐渐______,到水面破裂,将水蒸气放出。
(3)缩短加热时间的方法有:______________或________________。
(4)实验结论:通过分析记录的数据或绘制的温度—时间图象可知:液体沸腾时温度______,但要______热量。
降低温度
压缩体积
温度计
停表
变小
变大
提高水的初温
减少水的质量等
不变
吸收
对点练习1 (2023·武汉)在清晨,人们经常看到湖面上大雾逐渐散去,这是( )
A.升华现象 B.凝华现象
C.汽化现象 D.熔化现象
对点练习2 下列物态变化中,需要吸热的是( )
A.初春,湖面上冰化成水 B.夏天,山顶上形成薄雾
C.秋天,草叶上形成露珠 D.严冬,树枝上出现雾凇
C
A
解法点拨:
“雾”是小水珠,散去说明水变成水蒸气,属于汽化现象。
对点练习3 (2023·武汉四调)在探究水沸腾时温度变化的特点的实验中,某组同学用如图甲所示实验装置进行了两次实验,两次实验所用水的质量之比为2∶3,根据实验数据绘制了第一次实验的图象如图乙所示。
(1)从实验中可以看到,水沸腾时形成的大量气泡不断上升、变大,到水面破裂开来。这说明水的沸腾是一种剧烈的______(填物态变化名称)现象。持续加热的过程中,沸腾前水的温度变化规律是__________,沸腾时水的温度变化规律是__________。
(2)若两次实验中,从开始计时至水沸腾所用时间相同,则第二次实验开始计时时水的温度为____℃。
汽化
温度上升
温度不变
88
第(2)问解法点拨:
时间相同表明吸收热量相同,即:
升华和凝华:
必备知识 升华和凝华
2
升华举例:灯丝变细、樟脑丸变小等
凝华举例:霜、雪、冰花、雾凇的形成等
升华
吸
凝华
放
对点练习4 如图所示是物理老师课堂上通过实验模仿舞台效果,给盛水的容器中放入干冰,顿时容器中的水剧烈“沸腾”,且周围出现了大量“白气”,像极了仙境。关于此现象,下列说法正确的是( )
A.“白气”是水蒸气
B.“白气”是二氧化碳气体
C.“沸腾”是因为干冰升华使容器中的水吸热后沸腾
D.“白气”是水蒸气液化形成的小水滴
D
“白气”不是气,而是小水珠
干冰升华成二氧化碳从水中冒出,造成水面翻腾,看起来像是在“沸腾”,实质不是水沸腾。
物态变化及其吸、放热示意图
必备知识 六种物态变化及其吸放热情况
3
对点练习5 古代文化“二十四节气”是中华民族智慧的结晶,已列入人类非物质文化遗产代表作名录。下列关于节气的物态变化的说法,正确的是( )
A.雨水:雨是云朵汽化形成的,需要吸热
B.白露:露是空气液化形成的,需要放热
C.霜降:霜是水蒸气凝固形成的,需要放热
D.大雪:雪是水蒸气凝华形成的,需要放热
D
雨、露是空气中的水蒸气遇冷液化成的小水滴,是液化现象,放热。
霜、雪是空气中的水蒸气遇冷凝华为固体的冰晶,是凝华现象,放热。
解法点拨:
分析生活中的热现象属于哪种物态变化,关键要看清物态变化前后,物质各处于什么状态;另外对六种物态变化的吸热和放热情况也要有清晰的认识。
教材素材改编如图所示是太阳下的小狗和刚上岸的游泳者的情境,由图可知( )
A.小狗在太阳下吐舌头是为了减少水分蒸发
B.蒸发现象必须在较高的温度下才会发生
C.水在蒸发的过程中要吸热,使人体温度下降
D.图中游泳者双手抱胸是为了加快水分的蒸发
核心考点 蒸发快慢的影响因素与应用
1
C
(2023·凉山州)如图所示,烧杯里装着水,试管中装着酒精,标准大气压下酒精的沸点为78 ℃。给烧杯加热使水沸腾,继续加热,则试管中的酒精( )
A.能沸腾
B.温度达不到沸点,不能沸腾
C.温度能达到沸点,但不能沸腾
D.以上三种情况都可能发生
核心考点 沸腾条件的理解
2
A
标准大气压下酒精的沸点低于水的沸点,当烧杯中的水沸腾时,继续加热,试管中酒精的温度低于沸水的温度,酒精能继续吸热,所以酒精能继续沸腾。
“双减”之后,湖北省各义务教育阶段学校积极开展丰富多彩的课后服务活动。某学校开办了“厨艺”兴趣班,学生煮菜后揭开锅盖,发现一股“白气”迅速冒出来。“白气”的形成是________(选填“热锅内”或“空气中”)的水蒸气______(填物态变化名称)形成的小水珠。
核心考点 生活中的液化现象
3
热锅内
液化
小明的爸爸开车接送他上学,细心的小明发现了一些有趣的现象,如夏天汽车开空调冷气久了,玻璃容易“起雾”变模糊,而冬天刚开暖气时玻璃也容易“起雾”变模糊,这两种情况都属于______现象,前者起雾是在车窗玻璃的____(选填“内”或“外”,下空同)侧,后者起雾是在车窗玻璃的____侧。
液化
外
内
【点拨】 “白气”是水蒸气遇冷液化而形成的小水珠,而不是水蒸气;“白气”是暖和的水蒸气遇冷液化形成的,所以小水珠总是出现在热的一侧。
某品牌冰箱使用的新型制冷剂R600a是一种对臭氧层破坏较小、极容易汽化又容易液化的物质。如图所示是制冷剂循环路线示意图,制冷剂在冷冻室的管子里发生的物态变化名称是______,此过程需要______。压缩机通过使制冷剂不断发生液化和汽化,将冰箱内的热搬至冰箱外,制冷剂液化的方式是__________。
汽化
吸热
压缩体积
核心考点 汽化吸热和液化放热的应用
4
液态变成气态,汽化吸热。
用干冰可以实施人工降雨。配备特殊装置的飞机将干冰撒入一定高度的冷云层中,干冰就会很快______,并从周围吸收大量的热,使空气的温度急剧下降,于是高空中的部分水蒸气便______成小冰粒,这些小冰粒逐渐变大而下落,遇到暖气流就______为雨点降落到地面上,在一定条件下就形成降雨。(均填物态变化名称)
核心考点 升华和凝华在生活中的应用
5
升华
凝华
熔化
小婷做“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验装置如图1甲所示。
实验 探究水沸腾时温度变化的特点
(1)安装实验装置时,应先调整图甲中____(选填“A”或“B”)的高度;调节B的高度时,______(选填“需要”或“不需要”)点燃酒精灯;横杆A的高度既不能太高也不能太低,是为了____________________。
(2)实验前,向烧杯中倒入适量的热水而不是冷水;加热时,烧杯上加盖纸板。这样做都是为了_____________。
B
需要
准确测量液体的温度
缩短加热时间
缩短加热时间的方法:①使用初温较高的水;②减少水的质量;③增大酒精灯的火焰;④在烧杯口盖上硬纸板。
实验时利用酒精灯的外焰加热,需先放置酒精灯,调节火焰的位置。
(3)小婷继续实验,记录的实验数据如下表所示:
①第6 min时温度计的示数如图乙所示,此时水的温度是____℃;
②小婷由于粗心记错了一个数据,你认为错误的数据是第____min时的温度;
③纠正错误数据后,由表可知,水的沸点是____℃,实验室当时的大气压______(选填“高于”“低于”或“等于”)标准大气压;
④在不同时刻,小婷观察到水中气泡上升的情况如图丙所示,则图___(选填“a”或“b”)表示水沸腾时的情况;
⑤由实验数据可知,水在沸腾过程中要不断______热量,温度__________。
时间/min 0 2 4 6 8 10 12
温度/℃ 90 92 94 98 96 98
96
10
98
低于
b
吸收
保持不变
解析:沸腾前,气泡中的水蒸气遇到上方稍冷的水发生液化,使气泡越上升越小;沸腾时,整体水温一致,气泡上升时水蒸气越聚越多,使气泡体积逐渐变大。
(4)标准大气压下酒精的沸点是78 ℃,煤油的沸点是150 ℃,完成本实验所用的温度计液泡中的液体可能是______(选填“酒精”或“煤油”)。
(5)水沸腾前,底部产生的气泡在上升的过程中逐渐变小,气泡中的“气”指的是________(选填“水蒸气”或“空气”),气泡变小是因为__________
________________________。
(6)实验中需要测量水温随时间变化的多组数据,这是为了_____________。
煤油
水蒸气
水蒸气在
上升的过程中遇冷液化成水
发现变化规律
(7)实验结束后,小婷移开酒精灯,发现烧杯内的水______(选填“会”或“不会”)立即停止沸腾,可能的原因是______________________________
______________________。
(8)实验后,小婷对大家提出了这样的疑问:如果不对水加热,能让水重新沸腾吗?老师马上将一杯刚停止沸腾的水放进抽气密封玻璃罩中,如图2所示。接通抽气机电源,随着玻璃罩中空气的抽出,热水居然沸腾起来了。通过分析,同学们知道此现象发生的原因是:抽气机抽气时,玻璃罩内的气压______,水的沸点______。
不会
烧杯底及陶土网的温度仍高于水的
沸点,水可以继续吸热
减小
降低
抽气时,水的沸点随气压减小而降低。
(9)图3中图线a是小婷根据实验数据绘制的水沸腾时温度—时间的图象,其他条件不变:
①仅减少水的质量,对应的图线是___;
②既增加水的质量,同时又降低液面大气压强,对应的图线是___。
c
d
以图线a为参照:b中水的质量小,液面气压高,沸点高;c中水的质量小;d中水的质量大,液面气压低,沸点低
本讲内容结束