第十七讲 物态变化
1.了解液体温度计的工作原理。
2.会用常见温度计测量温度。
3.能说明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 。
4.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。
5.探究水在沸腾前后温度变化的特点。
6.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。
7.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。
一、温度及其测量
1.温度:
(1)定义:表示物体的冷热程度。
(2)温度
①单位: ,符号: 。
②规定:在1标准大气压下, 的温度规定为0摄氏度, 的温度规定为100摄氏度。它们之间分成100等份,每一份代表1 ℃。
③读法:先读数字,后读单位,如某地气温-10 ℃,读作 或 。
2.温度计:
(1)原理:常用温度计是根据 的规律制成的。
(2)温度计的正确使用方法:
①估:估计被测液体的温度。
②看:看清温度计的量程和分度值。被测温度不能超过温度计的量程。
③放:玻璃泡全部浸入被测液体,不要接触 。
④读:稍等一会儿,待示数 后读取,读数时玻璃泡要留在液体中,视线与液柱的 相平。
⑤记:读数由数值和单位组成。
(3)体温计:
①量程: ,分度值: 。
②使用:使用前要甩一甩,且 (选填“可以”或“不可以”)离开人体读数。
二、物态变化
1.熔化和凝固:
(2)晶体和非晶体的比较。
分类 晶体 非晶体
定义 在熔化过程中不断 热,温度却 ,有固定的熔化温度 熔化过程中,不断吸热,温度 ,没有固定的熔化温度
举例 海波、冰、水晶、石英、食盐、各种金属 蜡、松香、玻璃、沥青等
熔化 过程 吸收热量,温度保持不变,有固定的熔点(晶体熔化时的温度叫作熔点),处于 状态 吸收热量,温度不断上升, 固定的熔点
图象
条件 达到熔点,持续 热 持续 热
凝固 过程 放出热量,温度 ,有固定的凝固点(液体凝固形成晶体时有确定的温度,这个温度叫作凝固点),处于固、液共存状态 放出热量,温度 ,没有固定的凝固点
图象
条件 达到凝固点,持续 热 持续 热
(3)应用
①利用熔化 可降低周围的温度。例:用冰保鲜、用冰块冷敷降温等。
②利用凝固放热:北方冬天,在菜窖里放几桶水,利用水凝固结冰时 ,使窖内温度不会太低。
2.汽化和液化:
(2)汽化的两种方式:蒸发和沸腾。
项目 沸 腾 蒸 发
发生部位 在液体内部、表面同时发生 只在液体表面发生
温度条件 一定温度即沸点(且持续吸热) 任何温度
剧烈程度 剧烈 缓慢
影响因素 供热快慢、液面上方气压 液体的 、 、液面上方的
温度变化 降温致冷
共同特点 都是汽化现象;发生时都要
(3)液化
①两种方法:a. ;b.在一定的温度下, 。
②应用:气体液化,使其体积 ,便于贮存和运输。例如,煤气罐中的液化气。
3.升华和凝华:
(2)应用
①升华:利用干冰升华时 降温,可进行人工降雨、冷藏食品等。
②凝华:冬天的霜、雪、雾凇等,都是空气中的水蒸气凝华形成的固体冰晶。
【名师点拨】 (1)处在熔点或凝固点下的物质状态有三种可能:固态、液态、固液共存态。
(2)晶体熔化、液体在沸腾时,不断吸热,但温度不变;晶体形成(凝固)时,不断放热,温度也不变。
(3)生活中常见的“白气”不是气态,而是水蒸气遇冷液化成的小液滴悬浮在空中形成的。
【实验一】探究固体熔化时温度的变化规律
实验名称 有关考点 实验装置
探究固体熔化时温度的变化规律 1.安装加热装置的顺序:自下而上。 2.采用“水浴加热”的目的: (1)增大固体的受热面积,使固体受热更加均匀。 (2)使固体受热缓慢,温度变化较慢,便于观察固体的熔化过程和记录温度变化的规律。 3.使固体受热均匀的其他方法: (1)把体积较大的固体捻成碎块。(2)用搅拌器搅拌。 4.熔化特点和规律: (1)晶体熔化过程中,不断吸热,但温度保持不变。 (2)非晶体熔化过程中,不断吸热,温度也不断升高。
【示范题1】小刚选择蜂蜡和海波探究“不同固态物质在熔化过程中温度的变化是否相同”,设计的实验装置如图甲所示。
基础点
(1)该实验应选用 (选填“大块”或“小颗粒”)的海波来进行实验,效果更好些;小刚应按照 (选填“自上而下”或“自下而上”)顺序组装器材。
(2)将装有蜂蜡、海波的试管分别放在盛水的烧杯内加热,而不是直接用酒精灯加热,目的是使试管内的物质 。
(3)将温度计正确插入海波中,观察温度计示数如图乙所示,此时温度计的示数是 ℃。
(4)如图丙所示是小刚根据实验数据作出的温度计示数随时间变化的图象,分析图象可知,图中 (选填“AB”“BC”或“CD”)段表示海波的熔化过程,海波的熔点是 ℃,熔化过程经历了 min;此过程中海波吸收热量,温度 (选填“升高”“降低”或“不变”)。
(5)当温度计示数为37 ℃时,试管中海波的状态为 (选填“固态”“液态”或“固液共存状态”)。
(6)图丁是小刚绘制的蜂蜡的熔化图象,蜂蜡在熔化过程中温度 (选填“升高”“降低”或“不变”)。
高分点
(7)实验中记录了多次该物质在不同时刻的温度值,其目的是 (选填下列选项前的字母)。
A.减小误差 B.寻找普遍规律
(8)图丙中,该物质在C点时刻的内能 (选填“大于”“ 等于”或“ 小于”)B点时刻的内能。
(9)另一小组使用与小刚相同的器材,仅增加试管中海波的量,则他们所作出的“温度—时间”图象可能是图中的 。
【实验二】 探究水沸腾前后温度的变化规律
实验名称 有关考点 实验装置
探究水沸腾前后温度变化的规律 1.安装加热装置的顺序:自下而上。 2.温度计的放法:温度计的玻璃泡必须浸没在水中,且不能碰烧杯底和烧杯壁。 3.缩短把水加热至沸腾的时间的方法: (1)适量减少水的质量。(2)适量提高水的初温。(3)增大酒精灯的火焰。 (4)给烧杯加盖。 4.实验现象: (1)水沸腾前,有少量气泡产生,在上升过程中,气泡逐渐减小直至消失。 (2)水沸腾过程中,有大量气泡产生,在上升过程中,气泡逐渐变大,到水面破裂。 5.水的沸点低于100 ℃的原因:水面上方的气压低于1个标准大气压。 6.证明“水沸腾时,必须不断吸热”的方法:水沸腾后,取下烧杯,水立即停止沸腾。 7.水沸腾的特点:不断吸热,但温度保持不变。 实验器材:温度计、铁架台、酒精灯、石棉网、烧杯、玻璃片、停表等
【示范题2】某同学在“探究水的沸腾”实验中。
基础点
(1)为了顺利完成实验,除图中所示的器材之外,还需要补充的测量工具是 。
(2)请指出图甲中实验操作的错误: 。
(3)组装实验器材的合理顺序是 (填选项序号)。
A.烧杯 B.酒精灯 C.温度计 D.铁圈及石棉网
(4)第2 min记录温度时,温度计示数如图乙所示,此时温度为 ℃。在对温度计进行观察读数时,发现温度计上部出现许多小水珠,这些小水珠是 形成的(填物态变化名称)。
(5)沸腾时水中气泡的情形为如图丙中 (选填“A”或“B”)图。
(6)如图丁所示,某同学绘制出了水的沸腾图象。根据图象可知,水的沸点是 ℃,此时气压 (选填“大于” “小于”或“等于”)1个标准大气压。由图象可得出水沸腾时的特点是:继续吸热,温度 。
(7)为了说明水沸腾过程中是否需要吸热,应进行的操作是 ,观察水是否继续沸腾。
(8)实验中有的同学对温度计中红色液体是不是酒精产生了疑问,查液体沸点表得知酒精的沸点为78 ℃(在1个标准大气压下),由此断定红色液体 (选填“是”或“不是”)酒精。
(9)小明和小红分别利用质量相等的水和相同的实验装置同时进行实验,正确操作和读数,却得出了如图戊所示的两个不同的图线,原因可能是 。
高分点
(10)水沸腾后,小明取下烧杯,却发现水并没有立即停止沸腾,你的解释是:
。
(11)小雪回家后看见妈妈正在炖汤,汤沸腾后妈妈将火调小,汤仍然沸腾,小雪又将火调到最小,这时显然还在加热,汤却不沸腾了,你认为汤不沸腾的原因可能是: 。
【重难点一】物态变化吸热、放热的判断及应用
【典题1】(2024·达州中考)水是生命之源,也是人类生存环境的重要组成部分。水在各种物态变化中不停地循环,让四季多姿多彩。下列说法错误的是( )
A.温暖的春天,万物复苏、冰雪消融,这是熔化现象,需要吸热
B.炎热的夏天,莲花湖的水在阳光下变成水蒸气,这是汽化现象,需要吸热
C.凉爽的秋天,路边的草或树叶上结有晶莹的露珠,这是液化现象,需要吸热
D.寒冷的冬天,水蒸气在高空急剧降温变成雪花,这是凝华现象,需要放热
【技法点拨】
1.吸、放热特点的应用:
(1)吸热降温:蒸发吸热降温、用冰块退烧等。
(2)放热升温:冬季在地窖里储存菜时,地窖里放水。
2.液体沸点与气压关系的应用:利用水的沸点随气压的增大而升高,进行“升温加热”,如高压锅;利用水的沸点随气压的减小而降低,进行“低温提纯”,如去除混合溶液中的水分。
【变式】佛山市某些地区有用“番薯、酒曲、水”做原料酿造“地瓜酒”的习俗。首先将番薯煮熟,晾到一定的温度后,把“番薯、酒曲、水”按一定比例混合并搅拌均匀,经发酵40天左右,其间每天搅拌一两次;最后在“酒料”中分离出“地瓜酒”。如图所示是从“酒料”中提取“地瓜酒”的装置示意图。在提取“地瓜酒”的过程中,能把酒从酒料中分离出料,利用的是不同物体间 的不同,这一过程需要 (选填“吸热”或“放热”)。小锅中的冷水的作用是使酒蒸气 (填物态变化名称),这一过程需要 (选填“吸热”或“放热”)。
【重难点二】 物态变化图象的解读
【典题2】甲、乙两种固体熔化的温度—时间图象,如图所示。下列分析判断正确的是( )
A.甲是晶体且其熔点为48 ℃,乙是非晶体
B.甲物体的熔化过程持续了8 min
C.在4~8 min内,甲的内能大于乙的内能
D.甲物体在ab段是固液共存态,且内能保持不变
【技法点拨】
(1)晶体和非晶体的判断:晶体在整个熔化或凝固过程,温度保持不变;非晶体在熔化或凝固过程,温度一直在变化。
(2)熔化、凝固图象的判断:熔化图象温度总体呈上升趋势,凝固图象总体呈下降趋势。
(3)晶体物质在熔点(或凝固点)时,可能是固态,也可能是液态,还可能是固液共存态。
【变式】如图甲所示是“探究海波熔化时温度的变化规律”的实验装置。
(1)如图乙所示是根据实验数据描绘的海波温度随时间变化的图象,熔化过程对应图线中的 (选填“AB”或“BC”)段,其熔点为 ℃,在熔化过程中海波吸收热量,但温度 (选填“升高”“降低”或“不变”),从图像可知,海波是 (选填“晶体”或“非晶体”)。
(2)用质量为m1的海波实验,绘制的温度随时间变化的图线如图丙中的a,若用质量为m2(m2>m1)的海波做实验,得到的图线可能是图丙中的 (选填“b”“c”或“d”)。
【命题点一】温度及其测量
1.通过对初中物理知识的学习,发现物理知识跟生活息息相关。下列对一些温度的描述符合实际的是( )
A.人体正常温度约为40 ℃ B.深圳冬天的温度可达零下30 ℃
C.洗澡时淋浴水温约为70 ℃ D.人感觉舒适的房间温度约为23 ℃
2.测量液体温度时,下列操作正确的是( )
3.如图是一支水银体温计,它是利用水银 的性质制成的,此体温计显示的温度是 ℃。若用这支体温计直接去测量一个正常人的体温,则体温计的示数是 ℃。
4.(2024·日照中考)小明用装满水的玻璃瓶、橡皮塞和细玻璃管制作了一个简易温度计,如图所示。将此装置放入热水中,由于液体 ,细玻璃管内液面会上升;将装置取出,细玻璃管内液面将 。
【命题点二】熔化和凝固
5.早在公元前1650年,我国劳动人民就掌握了青铜器铸造技术。铸造青铜器时,工匠将铜料加热化为铜液注入模具,铜液在模具中冷却成型,青铜器铸造初步完成。在这一过程中,发生的物态变化是( )
A.先熔化后凝固 B.先凝固后熔化 C.先熔化后液化 D.先熔化后凝华
6.(2024·惠州模拟)盐溶液浓度与其凝固点关系如表所示。如果现在气温为-12 ℃,则浓度为多少的盐溶液不可能发生凝固( )
盐溶液浓度 5% 10% 16% 20%
凝固点 -3 ℃ -6 ℃ -9 ℃ -16 ℃
A.5% B.10% C.16% D.20%
7.超市里出售的海鲜周围要铺一层碎冰块,这是因为冰块 (填物态变化名称)时,虽然温度 (选填“升高”“降低”或“不变”),但要 (选填“放”或“吸”)热,所以能起到保鲜的作用。
【命题点三】汽化和液化
8.(2023·广东模拟)如图所示,一瓶刚从冰箱里取出的冰镇饮料,放置一会儿,瓶子的外壁会布满“水珠”;继续放置一段时间后“水珠”又消失了,下列说法中正确的是( )
A.水珠是从瓶里渗漏出来的 B.水珠是空气中水蒸气液化而成的
C.水珠形成过程需要吸收热量 D.水珠逐渐消失的过程要放出热量
9.(2023·佛山模拟)如图是人游泳后刚从水中出来,感觉冷是因为人身上的水 (填物态变化名称)造成的,此过程要 热。有风吹来人会感到更冷,这是因为液体表面 越快,蒸发越快。
10.2024年10月30日,神舟十九号飞船在中国酒泉卫星发射中心成功发射。为了减小运载火箭的体积,常采用 的方法使气态氢、氧 后分别储存。在一个标准大气压下,液态氢、液态氧的沸点分别是-263 ℃、-183 ℃。若从液态空气中提取这两种气体,最先被分离出来的是 气。
【命题点四】升华和凝华
11.今天我们的生活越来越美好,在炎热的夏天可以吃上远方的新鲜食品,人们为了防止食品在长时间运输中腐烂变质,利用干冰(固态二氧化碳)给食品降温,这是因为( )
A.干冰熔化吸热 B.干冰液化吸热
C.干冰升华吸热 D.干冰凝华吸热
12. “二十四节气”是我国古代农耕文明伟大成就之一。古人通过观测天体运行,总结出一年中时令、气候、物候等变化的规律,体现了我国古代人民的智慧。诗句“一朝秋暮露成霜”,描述了“霜降”前后的气温变化。下列对诗句中所涉及的自然现象分析正确的是( )
A.露和霜都是固体 B.露是由霜熔化形成的
C.霜是由露凝固形成的 D.霜是由水蒸气凝华形成的
13.寒冷的冬天,在窗户玻璃上常结有漂亮的“冰花”,这是一种 (填物态变化名称)现象;“冰花”结在玻璃的 (选填“内”或“外”)侧,这个物态变化过程要 (选填“吸”或“放”)热。
【命题点五】物态变化实验
14.图甲是探究晶体海波熔化过程的实验装置,图乙是海波熔化时温度随时间变化的曲线图。由乙图可知海波熔化时需要 (选填“吸热”或“放热”)且温度 (选填“升高”“保持不变”或“降低”)。BC段对应温度如图丙所示,则海波的熔点是 ℃。第7 min时,试管内的物质处于 态,第12 min时试管内的物质处于 态,可选用 (选填“实验室温度计”或“体温计”)进行测量。
15.(2024·临沂中考)2024年5月21日,联合国粮农组织举行了第五个“国际茶日”庆祝活动,中国展台的工作人员展示了煮茶茶艺。小明想知道煮茶时茶叶对水的沸点有没有影响,于是他使用烧杯、温度计、酒精灯等器材进行了探究,并每隔
2 min记录一次温度计的示数。
(1)将少量茶叶放入盛水的烧杯中后,小明按照自下而上的顺序组装图甲所示实验装置,一是为了使用酒精灯的外焰加热,二是为了让温度计的玻璃泡 ;
(2)水沸腾时,温度计的示数如图乙所示,则水的沸点为 ℃;烧杯上方出现的大量“白气”是水蒸气 (选填“吸热”或“放热”)后形成的;
(3)根据实验数据,小明描绘了如图丙所示的水的温度随加热时间变化的图象。分析图象,请给小明提一条合理化建议: 。
(4)分析实验数据,小明并不能得出茶叶对水的沸点有没有影响。为了得出结论,他可以 。 第十七讲 物态变化
1.了解液体温度计的工作原理。
2.会用常见温度计测量温度。
3.能说明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 。
4.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。
5.探究水在沸腾前后温度变化的特点。
6.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。
7.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。
一、温度及其测量
1.温度:
(1)定义:表示物体的冷热程度。
(2)温度
①单位: 摄氏度 ,符号: ℃ 。
②规定:在1标准大气压下, 冰水混合物 的温度规定为0摄氏度, 沸水 的温度规定为100摄氏度。它们之间分成100等份,每一份代表1 ℃。
③读法:先读数字,后读单位,如某地气温-10 ℃,读作 负10摄氏度 或 零下10摄氏度 。
2.温度计:
(1)原理:常用温度计是根据 液体热胀冷缩 的规律制成的。
(2)温度计的正确使用方法:
①估:估计被测液体的温度。
②看:看清温度计的量程和分度值。被测温度不能超过温度计的量程。
③放:玻璃泡全部浸入被测液体,不要接触 容器底或容器壁 。
④读:稍等一会儿,待示数 稳定 后读取,读数时玻璃泡要留在液体中,视线与液柱的 液面 相平。
⑤记:读数由数值和单位组成。
(3)体温计:
①量程: 35~42 ℃ ,分度值: 0.1 ℃ 。
②使用:使用前要甩一甩,且 可以 (选填“可以”或“不可以”)离开人体读数。
二、物态变化
1.熔化和凝固:
(2)晶体和非晶体的比较。
分类 晶体 非晶体
定义 在熔化过程中不断 吸 热,温度却 保持不变 ,有固定的熔化温度 熔化过程中,不断吸热,温度 升高 ,没有固定的熔化温度
举例 海波、冰、水晶、石英、食盐、各种金属 蜡、松香、玻璃、沥青等
熔化 过程 吸收热量,温度保持不变,有固定的熔点(晶体熔化时的温度叫作熔点),处于 固、液共存 状态 吸收热量,温度不断上升, 没有 固定的熔点
图象
条件 达到熔点,持续 吸 热 持续 吸 热
凝固 过程 放出热量,温度 不变 ,有固定的凝固点(液体凝固形成晶体时有确定的温度,这个温度叫作凝固点),处于固、液共存状态 放出热量,温度 降低 ,没有固定的凝固点
图象
条件 达到凝固点,持续 放 热 持续 放 热
(3)应用
①利用熔化 吸热 可降低周围的温度。例:用冰保鲜、用冰块冷敷降温等。
②利用凝固放热:北方冬天,在菜窖里放几桶水,利用水凝固结冰时 放热 ,使窖内温度不会太低。
2.汽化和液化:
(2)汽化的两种方式:蒸发和沸腾。
项目 沸 腾 蒸 发
发生部位 在液体内部、表面同时发生 只在液体表面发生
温度条件 一定温度即沸点(且持续吸热) 任何温度
剧烈程度 剧烈 缓慢
影响因素 供热快慢、液面上方气压 液体的 表面积 、 温度 、液面上方的 空气流速
温度变化 不变 降温致冷
共同特点 都是汽化现象;发生时都要 吸热
(3)液化
①两种方法:a. 降低温度 ;b.在一定的温度下, 压缩体积 。
②应用:气体液化,使其体积 变小 ,便于贮存和运输。例如,煤气罐中的液化气。
3.升华和凝华:
(2)应用
①升华:利用干冰升华时 吸热 降温,可进行人工降雨、冷藏食品等。
②凝华:冬天的霜、雪、雾凇等,都是空气中的水蒸气凝华形成的固体冰晶。
【名师点拨】 (1)处在熔点或凝固点下的物质状态有三种可能:固态、液态、固液共存态。
(2)晶体熔化、液体在沸腾时,不断吸热,但温度不变;晶体形成(凝固)时,不断放热,温度也不变。
(3)生活中常见的“白气”不是气态,而是水蒸气遇冷液化成的小液滴悬浮在空中形成的。
【实验一】探究固体熔化时温度的变化规律
实验名称 有关考点 实验装置
探究固体熔化时温度的变化规律 1.安装加热装置的顺序:自下而上。 2.采用“水浴加热”的目的: (1)增大固体的受热面积,使固体受热更加均匀。 (2)使固体受热缓慢,温度变化较慢,便于观察固体的熔化过程和记录温度变化的规律。 3.使固体受热均匀的其他方法: (1)把体积较大的固体捻成碎块。(2)用搅拌器搅拌。 4.熔化特点和规律: (1)晶体熔化过程中,不断吸热,但温度保持不变。 (2)非晶体熔化过程中,不断吸热,温度也不断升高。
【示范题1】小刚选择蜂蜡和海波探究“不同固态物质在熔化过程中温度的变化是否相同”,设计的实验装置如图甲所示。
基础点
(1)该实验应选用 小颗粒 (选填“大块”或“小颗粒”)的海波来进行实验,效果更好些;小刚应按照 自下而上 (选填“自上而下”或“自下而上”)顺序组装器材。
(2)将装有蜂蜡、海波的试管分别放在盛水的烧杯内加热,而不是直接用酒精灯加热,目的是使试管内的物质 受热均匀 。
(3)将温度计正确插入海波中,观察温度计示数如图乙所示,此时温度计的示数是 42 ℃。
(4)如图丙所示是小刚根据实验数据作出的温度计示数随时间变化的图象,分析图象可知,图中 BC (选填“AB”“BC”或“CD”)段表示海波的熔化过程,海波的熔点是 48 ℃,熔化过程经历了 6 min;此过程中海波吸收热量,温度 不变 (选填“升高”“降低”或“不变”)。
(5)当温度计示数为37 ℃时,试管中海波的状态为 固态 (选填“固态”“液态”或“固液共存状态”)。
(6)图丁是小刚绘制的蜂蜡的熔化图象,蜂蜡在熔化过程中温度 升高 (选填“升高”“降低”或“不变”)。
高分点
(7)实验中记录了多次该物质在不同时刻的温度值,其目的是 B (选填下列选项前的字母)。
A.减小误差 B.寻找普遍规律
(8)图丙中,该物质在C点时刻的内能 大于 (选填“大于”“ 等于”或“ 小于”)B点时刻的内能。
(9)另一小组使用与小刚相同的器材,仅增加试管中海波的量,则他们所作出的“温度—时间”图象可能是图中的 C 。
【实验二】 探究水沸腾前后温度的变化规律
实验名称 有关考点 实验装置
探究水沸腾前后温度变化的规律 1.安装加热装置的顺序:自下而上。 2.温度计的放法:温度计的玻璃泡必须浸没在水中,且不能碰烧杯底和烧杯壁。 3.缩短把水加热至沸腾的时间的方法: (1)适量减少水的质量。(2)适量提高水的初温。(3)增大酒精灯的火焰。 (4)给烧杯加盖。 4.实验现象: (1)水沸腾前,有少量气泡产生,在上升过程中,气泡逐渐减小直至消失。 (2)水沸腾过程中,有大量气泡产生,在上升过程中,气泡逐渐变大,到水面破裂。 5.水的沸点低于100 ℃的原因:水面上方的气压低于1个标准大气压。 6.证明“水沸腾时,必须不断吸热”的方法:水沸腾后,取下烧杯,水立即停止沸腾。 7.水沸腾的特点:不断吸热,但温度保持不变。 实验器材:温度计、铁架台、酒精灯、石棉网、烧杯、玻璃片、停表等
【示范题2】某同学在“探究水的沸腾”实验中。
基础点
(1)为了顺利完成实验,除图中所示的器材之外,还需要补充的测量工具是 停表 。
(2)请指出图甲中实验操作的错误: 温度计玻璃泡碰到烧杯底 。
(3)组装实验器材的合理顺序是 BDAC (填选项序号)。
A.烧杯 B.酒精灯 C.温度计 D.铁圈及石棉网
(4)第2 min记录温度时,温度计示数如图乙所示,此时温度为 96 ℃。在对温度计进行观察读数时,发现温度计上部出现许多小水珠,这些小水珠是 液化 形成的(填物态变化名称)。
(5)沸腾时水中气泡的情形为如图丙中 A (选填“A”或“B”)图。
(6)如图丁所示,某同学绘制出了水的沸腾图象。根据图象可知,水的沸点是 97 ℃,此时气压 小于 (选填“大于” “小于”或“等于”)1个标准大气压。由图象可得出水沸腾时的特点是:继续吸热,温度 不变 。
(7)为了说明水沸腾过程中是否需要吸热,应进行的操作是 撤去酒精灯 ,观察水是否继续沸腾。
(8)实验中有的同学对温度计中红色液体是不是酒精产生了疑问,查液体沸点表得知酒精的沸点为78 ℃(在1个标准大气压下),由此断定红色液体 不是 (选填“是”或“不是”)酒精。
(9)小明和小红分别利用质量相等的水和相同的实验装置同时进行实验,正确操作和读数,却得出了如图戊所示的两个不同的图线,原因可能是 酒精灯火焰大小不同 。
高分点
(10)水沸腾后,小明取下烧杯,却发现水并没有立即停止沸腾,你的解释是:
因为烧杯杯底的温度高于水的沸点,水还会从烧杯吸收热量,继续沸腾,所以不会立即停止沸腾,但水沸腾持续时间较短 。
(11)小雪回家后看见妈妈正在炖汤,汤沸腾后妈妈将火调小,汤仍然沸腾,小雪又将火调到最小,这时显然还在加热,汤却不沸腾了,你认为汤不沸腾的原因可能是: 相同时间内吸收的热量小于或等于散失的热量 。
【重难点一】物态变化吸热、放热的判断及应用
【典题1】(2024·达州中考)水是生命之源,也是人类生存环境的重要组成部分。水在各种物态变化中不停地循环,让四季多姿多彩。下列说法错误的是(C)
A.温暖的春天,万物复苏、冰雪消融,这是熔化现象,需要吸热
B.炎热的夏天,莲花湖的水在阳光下变成水蒸气,这是汽化现象,需要吸热
C.凉爽的秋天,路边的草或树叶上结有晶莹的露珠,这是液化现象,需要吸热
D.寒冷的冬天,水蒸气在高空急剧降温变成雪花,这是凝华现象,需要放热
【技法点拨】
1.吸、放热特点的应用:
(1)吸热降温:蒸发吸热降温、用冰块退烧等。
(2)放热升温:冬季在地窖里储存菜时,地窖里放水。
2.液体沸点与气压关系的应用:利用水的沸点随气压的增大而升高,进行“升温加热”,如高压锅;利用水的沸点随气压的减小而降低,进行“低温提纯”,如去除混合溶液中的水分。
【变式】佛山市某些地区有用“番薯、酒曲、水”做原料酿造“地瓜酒”的习俗。首先将番薯煮熟,晾到一定的温度后,把“番薯、酒曲、水”按一定比例混合并搅拌均匀,经发酵40天左右,其间每天搅拌一两次;最后在“酒料”中分离出“地瓜酒”。如图所示是从“酒料”中提取“地瓜酒”的装置示意图。在提取“地瓜酒”的过程中,能把酒从酒料中分离出料,利用的是不同物体间 沸点 的不同,这一过程需要 吸热 (选填“吸热”或“放热”)。小锅中的冷水的作用是使酒蒸气 液化 (填物态变化名称),这一过程需要 放热 (选填“吸热”或“放热”)。
【重难点二】 物态变化图象的解读
【典题2】甲、乙两种固体熔化的温度—时间图象,如图所示。下列分析判断正确的是(A)
A.甲是晶体且其熔点为48 ℃,乙是非晶体
B.甲物体的熔化过程持续了8 min
C.在4~8 min内,甲的内能大于乙的内能
D.甲物体在ab段是固液共存态,且内能保持不变
【技法点拨】
(1)晶体和非晶体的判断:晶体在整个熔化或凝固过程,温度保持不变;非晶体在熔化或凝固过程,温度一直在变化。
(2)熔化、凝固图象的判断:熔化图象温度总体呈上升趋势,凝固图象总体呈下降趋势。
(3)晶体物质在熔点(或凝固点)时,可能是固态,也可能是液态,还可能是固液共存态。
【变式】如图甲所示是“探究海波熔化时温度的变化规律”的实验装置。
(1)如图乙所示是根据实验数据描绘的海波温度随时间变化的图象,熔化过程对应图线中的 BC (选填“AB”或“BC”)段,其熔点为 48 ℃,在熔化过程中海波吸收热量,但温度 不变 (选填“升高”“降低”或“不变”),从图像可知,海波是 晶体 (选填“晶体”或“非晶体”)。
(2)用质量为m1的海波实验,绘制的温度随时间变化的图线如图丙中的a,若用质量为m2(m2>m1)的海波做实验,得到的图线可能是图丙中的 c (选填“b”“c”或“d”)。
【命题点一】温度及其测量
1.通过对初中物理知识的学习,发现物理知识跟生活息息相关。下列对一些温度的描述符合实际的是(D)
A.人体正常温度约为40 ℃ B.深圳冬天的温度可达零下30 ℃
C.洗澡时淋浴水温约为70 ℃ D.人感觉舒适的房间温度约为23 ℃
2.测量液体温度时,下列操作正确的是(C)
3.如图是一支水银体温计,它是利用水银 热胀冷缩 的性质制成的,此体温计显示的温度是 37.8 ℃。若用这支体温计直接去测量一个正常人的体温,则体温计的示数是 37.8 ℃。
4.(2024·日照中考)小明用装满水的玻璃瓶、橡皮塞和细玻璃管制作了一个简易温度计,如图所示。将此装置放入热水中,由于液体 受热膨胀 ,细玻璃管内液面会上升;将装置取出,细玻璃管内液面将 下降 。
【命题点二】熔化和凝固
5.早在公元前1650年,我国劳动人民就掌握了青铜器铸造技术。铸造青铜器时,工匠将铜料加热化为铜液注入模具,铜液在模具中冷却成型,青铜器铸造初步完成。在这一过程中,发生的物态变化是(A)
A.先熔化后凝固 B.先凝固后熔化 C.先熔化后液化 D.先熔化后凝华
6.(2024·惠州模拟)盐溶液浓度与其凝固点关系如表所示。如果现在气温为-12 ℃,则浓度为多少的盐溶液不可能发生凝固(D)
盐溶液浓度 5% 10% 16% 20%
凝固点 -3 ℃ -6 ℃ -9 ℃ -16 ℃
A.5% B.10% C.16% D.20%
7.超市里出售的海鲜周围要铺一层碎冰块,这是因为冰块 熔化 (填物态变化名称)时,虽然温度 不变 (选填“升高”“降低”或“不变”),但要 吸 (选填“放”或“吸”)热,所以能起到保鲜的作用。
【命题点三】汽化和液化
8.(2023·广东模拟)如图所示,一瓶刚从冰箱里取出的冰镇饮料,放置一会儿,瓶子的外壁会布满“水珠”;继续放置一段时间后“水珠”又消失了,下列说法中正确的是(B)
A.水珠是从瓶里渗漏出来的 B.水珠是空气中水蒸气液化而成的
C.水珠形成过程需要吸收热量 D.水珠逐渐消失的过程要放出热量
9.(2023·佛山模拟)如图是人游泳后刚从水中出来,感觉冷是因为人身上的水 汽化 (填物态变化名称)造成的,此过程要 吸 热。有风吹来人会感到更冷,这是因为液体表面 空气流动速度 越快,蒸发越快。
10.2024年10月30日,神舟十九号飞船在中国酒泉卫星发射中心成功发射。为了减小运载火箭的体积,常采用 压缩体积 的方法使气态氢、氧 液化 后分别储存。在一个标准大气压下,液态氢、液态氧的沸点分别是-263 ℃、-183 ℃。若从液态空气中提取这两种气体,最先被分离出来的是 氢 气。
【命题点四】升华和凝华
11.今天我们的生活越来越美好,在炎热的夏天可以吃上远方的新鲜食品,人们为了防止食品在长时间运输中腐烂变质,利用干冰(固态二氧化碳)给食品降温,这是因为(C)
A.干冰熔化吸热 B.干冰液化吸热
C.干冰升华吸热 D.干冰凝华吸热
12. “二十四节气”是我国古代农耕文明伟大成就之一。古人通过观测天体运行,总结出一年中时令、气候、物候等变化的规律,体现了我国古代人民的智慧。诗句“一朝秋暮露成霜”,描述了“霜降”前后的气温变化。下列对诗句中所涉及的自然现象分析正确的是(D)
A.露和霜都是固体 B.露是由霜熔化形成的
C.霜是由露凝固形成的 D.霜是由水蒸气凝华形成的
13.寒冷的冬天,在窗户玻璃上常结有漂亮的“冰花”,这是一种 凝华 (填物态变化名称)现象;“冰花”结在玻璃的 内 (选填“内”或“外”)侧,这个物态变化过程要 放 (选填“吸”或“放”)热。
【命题点五】物态变化实验
14.图甲是探究晶体海波熔化过程的实验装置,图乙是海波熔化时温度随时间变化的曲线图。由乙图可知海波熔化时需要 吸热 (选填“吸热”或“放热”)且温度 保持不变 (选填“升高”“保持不变”或“降低”)。BC段对应温度如图丙所示,则海波的熔点是 48 ℃。第7 min时,试管内的物质处于 固液共存 态,第12 min时试管内的物质处于 液 态,可选用 实验室温度计 (选填“实验室温度计”或“体温计”)进行测量。
15.(2024·临沂中考)2024年5月21日,联合国粮农组织举行了第五个“国际茶日”庆祝活动,中国展台的工作人员展示了煮茶茶艺。小明想知道煮茶时茶叶对水的沸点有没有影响,于是他使用烧杯、温度计、酒精灯等器材进行了探究,并每隔
2 min记录一次温度计的示数。
(1)将少量茶叶放入盛水的烧杯中后,小明按照自下而上的顺序组装图甲所示实验装置,一是为了使用酒精灯的外焰加热,二是为了让温度计的玻璃泡 浸没在水中,且不接触烧杯壁和烧杯底 ;
(2)水沸腾时,温度计的示数如图乙所示,则水的沸点为 99 ℃;烧杯上方出现的大量“白气”是水蒸气 放热 (选填“吸热”或“放热”)后形成的;
(3)根据实验数据,小明描绘了如图丙所示的水的温度随加热时间变化的图象。分析图象,请给小明提一条合理化建议: 提高水的初温,以缩短加热时间 。
(4)分析实验数据,小明并不能得出茶叶对水的沸点有没有影响。为了得出结论,他可以 同时做一组加热水的对比实验,比较茶水和水的沸点 。
