4.4升华和凝华
课前复习:
1. 物质从 态变成 态叫熔化,熔化要 热。 2. 物质从 态变成 态叫凝固,凝固要 热。
3. 物质从 态变成 态叫汽化,汽化要 热。 4. 物质从 态变成 态叫液化,液化要 热。
学习目标:
1.知道升华和凝华的概念
2.了解生活中的升华和凝华现象,并能解释简单现象
自主学习:
升华和凝华
物态的变化并不总是按照固态、液态、气态或者气态、液态、固态的顺序进行,有的时候,有些物体的物态变化也可以在固态和气态之间直接进行.在热学上,物体由固态直接转化为气态,叫做升华;物体由气态直接转化为固态,叫做凝华.
升华或凝华现象,在我们的日常生活中常常可以看到.在严寒的冬天,洗后的衣服挂在室外,由于气温在0 ℃以下,湿衣服上的水很快就结为冰.尽管这些冰不会熔化,但时间长了,衣服还是会干的,这就是因为冰升华为水气跑掉了.放置在衣箱里的卫生球或樟脑块,会逐渐变小,最后完全消失,只剩下一些黑色粉末状杂质,这也是升华现象.春天和秋冬早晨出现的霜,这是在温度下降到0 ℃以下时,由水蒸气直接凝固而成的,是一种凝华现象.
大多数固体物质的升华现象很不明显,只有部分固体物质容易升华.在生产中,人们常常用升华的方法来提纯一些容易升华的物质.例如,在化工生产中,就是利用升华的方法来提纯樟脑、碘、硫等物质.
1、樟脑球放在衣柜内,平时我们能闻到气味,过一段时间体积会变小,这一过程是由于樟脑球由 固态直接变为??????????? ,这种过程叫做升华。
2、严寒的冬天,我们会看到窗口玻璃上形成美丽的冰花,这一过程是由于室内的水蒸气遇到冰凉的玻璃由 气态直接变为????????????? ,这种现象称为凝华。
【做一做】在锥形瓶里放入少量的碘粒,用酒精灯微微加热。移去酒精灯然后观察瓶中的变化。
【想一想】碘发生了怎样的物态变化?变化过程中有没有出现液态的碘?
3、用酒精灯微微加热碘颗粒,碘由???????? 态直接变为????????? 态,这一过程属于???????? 现象,这一过程需要???????? ???(吸热或放热)才能完成。
4、烧杯壁上碘的结晶体是有???????? 态直接变为 ??????????态,这一过程属于??????? 现象,这一过程放出了热量。
【联系生活?? 知识拓展】
1、严寒的冬天,冰冻的衣服过一段时间也会干。?????
属于???? 现象,这一过程??????? (吸热或放热)
2、刚从冰箱内那出的冻肉上结一层冰粉。??????????
属于???? 现象,这一过程??????? (吸热或放热)
3、白炽灯用一段时间后灯丝会变细。???????????????
属于???? 现象,这一过程??????? (吸热或放热)
4、冬天,松花江两岸的树上形成美丽的雾凇。???????
属于???? 现象,这一过程??????? (吸热或放热)
练习1:在烧瓶里放少量的碘,并用酒精灯对烧杯微微加热,过一会儿停止加热。在此实验中可以看到,固态的碘没有熔化,而直接变成紫色的碘蒸气,这种现象叫???????? 。停止加热后,碘的蒸气没有液化,而直接变成固态的碘,这种现象叫???????? 。
练习2:施行人工降雨时,是飞机在云层里撒干冰(固态二氧化碳),干冰迅速?????? 而吸热,使云层中水蒸气急剧遇冷而??????? 成小冰晶,小冰晶逐渐变大,在下落过程中又?????? 成小水滴落下来。
当堂训练:
1. 物质从 态 变成 态叫升华。 2. 物质由 态 变成 态的现象。
3. 升华 热,凝华 热。
4、冬天冰冻的衣服干了、灯丝变细、北方冬天窗户结窗花、衣柜里的卫生球变小、冰冻的衣服变干、雪堆(或冰雕)没有熔化变小、固体清香剂消失、霜、树挂、灯泡壁变黑、雾凇是升华的:
是凝华的:
●物理阅读
水、水蒸气和冰三态及其转换
水是一种常见的液态物质,当它受热的时候,会变成气体散逸到空气中,这种透明的无色无味的气体叫做水蒸气,这个由液态水变为气态水蒸气的过程叫做蒸发。
当液态水遇冷且温度降到0°C以下时变成固态的冰,这个过程叫做冻结。在某些情况下,水到了0°C以下还保持液态,叫过冷却水,过冷却水在雨、露、霜、雪的形成中也有重要的作用。
当冰遇热而温度达到O°C以上时会变成水,这个过程叫熔化。在某些情况下,冰可以不经过液态而直接变为气态的水蒸气,这个过程叫做升华。
当温度高于O°C时,气态的水蒸气遇冷而变成水,这个过程叫凝华。当温度低于0°C时,水蒸气遇冷而直接凝聚成冰晶,这个过程叫凝华。
通过蒸发、冻结、熔化、升华、凝华、这些物理过程,可以把地球上的水从这里搬到那里,从一种状态转变到种状态。雨、露、霜、雪就是通过在大气中发生的这些物理过程而产生的。
露、霜、雾、雨、云、雹和雪的成因
自然界中有很多自然现象都和物理有关.其中的雾、露、云、霜、雪、雹是常见的自然现象,那么它们是怎么形成的?
云:(液化、凝华)空气中总是含有水蒸气的,这是江、河、湖、海以及大地表层中的水,不断地蒸发而来的,当含有很多水蒸气的空气升入高空时,水蒸气温度降低液化成小水滴或凝华成小冰晶,这些很微小的颗粒,能被空气中上升气流顶起,形成浮云,所以云是由大量的小水滴和小冰晶组合而成的.
雨:(液化)云中的小水珠和小冰晶越来越大,达到一定程度时,上升气流无法支持,就会下落.在下落过程中,冰晶熔化成水滴;与原来的水滴一起落到地面,就形成了雨.
露:(液化)露是水蒸气液化形成的小水珠.在地面上草、木、石块等固体由于辐射热量,它们的温度下降速度快于空气温度的下降,当草、木、石块等物降到某一温度而使附近的空气达到露点时,则有水珠凝结在这些物体上形成露.
霜:(凝华)霜是水蒸气凝华形成小冰晶,出现在地面上.当露点低于0 ℃时,则水蒸气直接凝华在地面物体上形成霜.人们有这样的经验:有风或有云的夜间不会有霜有露,这是由于有风时地面的空气不易达到饱和;有云时也有热量辐射到地面,地面温度不易达到露点的缘故.
雾:(液化)雾是水蒸气液化成小水珠,附着在离地面稍远的空气中的尘埃上形成的.
雹:(凝华、熔化、凝固)如果雨在落下时骤然遇到0 ℃以下的冷空气,雨便凝固成冰块,冰块若遇地面向上的风暴把冰块向上吹入热空气层中,这层空气中的水蒸气便凝结在冰块四周,下落时又遇有0 ℃以下的冷空气上升时,冰块外面又结一层冰,如此反复上下,到冰块很大时,形成雹落下,这就是可怕的冰雹.
雪:(凝华)如果露点低于0 ℃,在高空中的水蒸气便直接凝成小冰晶,这就是美丽的雪花了.
什么是干冰
二氧化碳气体若被加压、降温到一定程度,就会形成白色的、像雪一样的固体.这种固体不经熔化就可直接变成气体.所以叫“干冰”.
干冰具有很好的致冷作用,如制造冰淇淋.“干冰”还是良好的保鲜剂.鱼、肉和其他易腐烂的食物装船运送几千里远,可用“干冰”保鲜这些食品.鸡蛋用“干冰”冷冻保鲜几乎是无限期的.把玫瑰花放在二氧化碳气体中,花蕾可保持三天不开花.
“干冰”可用于人工降雨.闷热的夏天迟迟不下雨,就可将装有“干冰”的炮弹射到乌云密布的天空.不一会儿,瓢泼大雨倾盆而下.这是由于“干冰”气化吸热,促使水蒸气凝结成水滴,造成了人工降雨.
云雾产生诺贝尔奖
1894年秋天,英国物理学家威尔逊在苏格兰一个山上度假.山顶上经常云雾缠绕,变幻万千,游客们都被这迷人的景色所陶醉,威尔逊却突发奇想,要在实验室里制造云雾.
回到实验室,威尔逊研究归纳了产生云雾的条件:一个是空气中的水蒸气必须处于饱和状态,否则水蒸气不会凝结成小水珠;另一个条件是空气中要有一些“凝结核心”,通常,空气中的尘埃起凝结核心的作用,这些微小颗粒上面经常聚集了一些电荷,这些电荷会将过饱和水蒸气凝结成小水珠,无数直径很小的小水珠悬浮在空气中,构成了云雾的雾滴.
作为物理学家的威尔逊,除了弄清楚云雾的生成条件外,还想能否利用这个发现来研究物理现象呢?威尔逊在一个干净的瓶子里(即里面没有任何凝结核心)形成过饱和蒸气,这时如果有一个带电的微观粒子闯了进去,那么在其周围会凝结成一个雾滴、随着粒子的运动,在其运动轨迹上,就有一连串雾滴组成为一条径迹,这样,就把人们闭眼看不见的微观粒子的运动轨迹,变成了人眼能看见的由一连串雾滴组成的径迹.威尔逊发明的这个装置叫“云室”,他因这项发明而荣获1927年的诺贝尔物理学奖.
课件33张PPT。升华和凝华探究实验一实验器材:圆底烧瓶、橡皮塞、酒精灯、
铁架台1、实验前,在烧杯里你观察到 什么 ?
猜想把碘加热会 ________
2、实验过程中,给烧杯里的碘加热,杯中看到什么现象?
3、停止加热,在圆底烧瓶底部看到了什么现象?
4、通过实验你能得到什么结论?
5、为什么要用酒精灯加热,不加热行吗?实验探究记录实验探究记录结论:升华:物质由固态直接变成气态的过程(吸热)
凝华:物质由气态直接变成固态的过程(放热)讨论 在生活中,你还知道有哪些升华和凝华现象吗?
想一想:看见这只灯泡,你有什么问题吗?
冰棍外表的“白粉”衣柜里的樟脑球自然消失a生活中常见的物理现象a.严寒的冬天,一直冰冻的衣服也能晾干装弹准备发射发射飞机播洒干冰降雨你能回答吗? 你一定看过中央电视台文艺晚会吧,向舞台上喷洒干冰,能产生缕缕青云或淡淡薄雾,这种特殊效果是如何产生的? 解析: 干冰升华吸收大量空气中的热空气中的水蒸气放热降温液化成许多小水珠,便形成了缕缕青云或淡淡薄雾。思考题:
俗话说“霜前冷,雪后寒”,试用所学的有关知识加以解释。 因为霜是空气中的水蒸气凝华成的小冰粒,凝华过程要放热,而水蒸气能够向空气中放热的条件是气温低于水蒸气温度,故只有在足够低的气温下,水蒸气才会凝华成霜,因为下霜时气温 较低,人常感到冷。下雪天气温度本来就低,下雪后,雪的熔化时要向周围空气吸热,而使本来较低的温度进一步下降,因而雪后寒。你能用所学的知识解释这些自然现象吗?降水的形成过程水蒸汽上升在高空,水蒸汽凝结成小水珠小水珠不断聚集形成云当小水珠变大就下雨了云雪(冰)露雾雨霜(液化)(液化)(液化)(液化)(凝华)(液化 凝固)常见的自然现象 5. 下面关于云、露、雾、霜形成的叙述中,正确的是( )
A. 云是水蒸气升入高空时,温度降低凝结成小水滴和凝华成小冰晶而形成的。
B. 雾是浮在浮尘上的空气液化形成的。
C. 露是云中的小冰晶熔化成为小水滴
D. 霜是空气中的水蒸气先液化为小水珠,而后又凝固成小冰晶
A仔细观察下列图形并做出解释固态的二氧化碳(干冰),它是将
二氧化碳气体进行压缩、冷却而成的,
温度可达零下78。5℃,如果将它放
在空气中,会长出如图的冰状胡须。解析:固态的二氧化碳在空气中发生升华现象时,吸收了周围空气中的热量,周围空气中的水蒸气热量被吸后,就发生了凝华现象。6、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、将物态变化的名称填在相应的现象后面的横线上。
衣柜里的樟脑丸变小消失: ;
冬天空气中的水蒸气遇冷后,在铁丝网上结成针状的霜: ;
夏天冰棒冒着“白气”: ;
冬天冰冻的衣服自然凉干: 升华凝华液化升华将下列现象与相应的物态变化用线连接起来雪糕 化了
洒水的地面变干了
樟脑丸越放越小
树枝上生成霜
用铁水浇铸工件
蒸锅上方生成“白气”熔化
凝固
汽化
液化
升华
凝华 3、冬天的早晨,在有人居住的室内窗户上往往会出现冰花,下面说法正确的是( )
A、出现在窗户的内侧,由大量水蒸气凝华而成
B、出现在窗户的内侧,由水凝华而成
C、出现在窗的外侧,由大量水蒸气凝华而成
D、出现在窗户外侧,由水凝华而成A 4、实验室要制造一个低温而又干燥的环境,可以用下列措施中( )
A、大量冰块熔化吸热
B、用喷雾方法来加速蒸发吸热
C、用电风扇吹风散热
D、用“干冰”升华吸热D 5、装有少量碘的烧瓶,在酒精灯上微微加热后,瓶内固态的碘消失,而充满了紫色的碘蒸气;停止加热,碘蒸气慢慢消失,烧瓶里出现碘粉末颗粒,这个现象说明( )
A、升华、凝华都要吸热
B、升华、凝华都要放热
C、升华要吸热,凝华要放热
D、升华要放热,凝华要吸热C6. 说说下列各现象中物质状态的变化并说明吸放热情况。 I. 冬天玻璃窗内表面结一层冰花A. 碘变成紫色的气体B. 卫生球变小了C. 霜的形成D. 雾、露的形成E.水结冰F.夏天衣服被晒干G.冰化成水H.冬天嘴里呼出的白气(升华吸热)(凝华放热)(液化放热)(熔化吸热)(汽化吸热)(凝固放热)(升华吸热)(液化放热)(凝华放热)固态液态气态凝固(放热)熔化(吸热)升华(吸热)汽化(吸热)液化(放热)凝华(放热)物质状态的转变思考 云、雨、雪、露、雾、霜是十分常见的自然现象,你知道它们是怎样形成的吗?雨云再见