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第十九讲 物态变化
讲义目录
考情分析.........................................................................................................1 思维导图.........................................................................................................2 夯实基础.........................................................................................................2 知识清单...........................................................................................................2 重要考点解题指南与例题解析及变式练.......................................................19 考点1 温度与温度计......................................................................................19 考点2 熔化和凝固..........................................................................................20 考点3 汽化和液化..........................................................................................23 考点4 升华和凝华..........................................................................................26 考点5 跨学科实践:探索厨房中的物态变化问题......................................27 易错点警示与例题突破...................................................................................28 真题在线........................................................................................................34
课标要求
1.能描述固液和气三种物态的基本特征,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。
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 温度与温度计 ★★ 每年考查1至2道题,分值为3至8分。一般以选择题、填空题、实验题、或简答题形式出现。考查概念和规律的理解应用为主,难度系数为0.7,属于中考试卷里容易题。2026年探究晶体熔化、水的沸腾实验、跨学科实践问题出现几率比较大。
考点2 熔化和凝固 ★★
考点3 汽化和液化 ★★★
考点4 升华和凝华 ★★
考点5 跨学科实践:探索厨房中的物态变化问题 ★
★★★代表必考点,★★代表常考点,★星表示中频考点。
知识点一、温度与温度计
(一)物态变化
1. 水的三种状态及存在形式
物态 固定的形状 一定的体积 存在形式
固态 有 有 冰、冰雹、霜、 小冰晶、雪
液态 无 有 雨、露、雾、“白气”
气态 无 无 水蒸气
2. 自然界的水循环
阳光下,海洋、陆地上的水变成水蒸气,随风飘动,在高空集聚成云,通过雨、雪等形式降落到海洋、陆地。然后又以水蒸气的形式回到大气中,开始了新的循环。如此周而复始,形成了海洋、陆地、大气间的水循环,如图所示。
水循环 物态变化
3. 物态变化
(1)概念:物理学中,将物质由一种状态向另一种状态的变化称为物态变化。
(2)理解
①物质的种类没有发生变化,只是状态发生了变化;
②物质仅形状发生变化的不是物态变化,如铁块变成铁屑,状态没变,因此不属于物态变化;
③物态变化有条件,通常与温度有关。
(二)温度
1. 概念:表示物体的冷热程度,用字母t来表示。热的物体温度高;冷的物体则温度低。
2. 温度单位
温度的常用单位是摄氏度,符号℃。摄氏度的规定:把在1标准大气压下冰水混合物的温度定为0℃;沸水的温度定为100℃。
4. 温度单位的读法
比0℃高的温度值直接读,如“37℃”读作“37摄氏度”;比0℃低的温度值在数字前加“-”号,读作“负”或“零下”,如“-20℃”读作“负20摄氏度”或“零下20摄氏度”。
5. 生活中几种常见的温度值
人体的正常体温 约37℃
我国的最低气温 约-52℃
1个标准大气压下冰水混合物的温度 0℃
1个标准大气压下沸水的温度 100℃
人体感觉最舒适的温度 23℃左右
人洗澡时最舒适的温度 约40℃
[拓展] 热力学温度
热力学温度又称开尔文温标、绝对温标,符号为T,它的单位是开尔文,简称开,符号为K。是另一种标定、量化温度的方法。热力学温度将-273.15℃定义为0K,分度方法与摄氏温度相同,和摄氏温度t的关系为:T=t+273.15℃,即使用热力学温度时,冰水混合物的温度为273.15K。
(三)温度计及其使用
1. 温度计
(1)原理:实验室和家庭中常用的液体温度计是根据液体的热胀冷缩的原理制成的。
(2)种类:
①根据测温物质分:酒精温度计、煤油温度计、汞温度计等。
②根据用途分:实验室用温度计(图甲)、体温计(图乙)、寒暑表(图丙)。
(3)构造:玻璃外壳(有刻度)、玻璃泡(内有液体)。
(4)构造特点
①温度计玻璃泡的玻璃壁很薄,这是为了使测温物质的温度能很快与被测物的温度相同。
②温度计玻璃管的内径很细,这是为了当被测物质温度有少许变化时,玻璃管中液柱就会发生显著的变化。
③温度计的玻璃泡容积越大,玻璃管的内径越细,相同温度变化引起的液柱长度变化就越大,温度计的测量结果就越准确。
④不同温度计的测温物质不同。
2. 液体温度计的使用
(1)使用温度计前,首先要看清它的零刻度线、量程、分度值。
①量程:所能测量的最低温度和最高温度的温度范围。
②分度值:一个最小格代表的值。
(2)温度计的使用规则
①使用前要观察温度计的量程,估计被测物体的温度是否在量程内。
②测量时温度计的玻璃泡应被包围在被测物体内。
③测量液体温度时,温度计的玻璃泡应浸没在液体中,但不能接触容器壁和容器底。
④待温度计内液柱的液面稳定时再读数;读数时玻璃泡要继续留在被测物体中,不要取出读数(体温计除外);并且视线要与温度计中液柱的液面相平,如果仰视读数,会造成读数偏小,如果俯视读数,会造成读数偏大。
(四)体温计
1. 用途:测量人体温度。
2. 量程与分度值:量程是35~42 C,分度值0.1 C。
3. 特殊结构:如图所示,在体温计的玻璃泡和玻璃管之间有一段很细的弯管——缩口。
测体温时,玻璃泡内的水银随着温度的升高发生膨胀,通过细弯管挤到直管;当体温计离开人体读数时,水银变冷收缩,细弯管内的水银断开,直管内的水银不能自动退回到玻璃泡内,所以它显示的仍是人体的温度。
知识点二、熔化与凝固
(一)熔化
1. 概念:物质从固态变为液态的过程称为熔化。
2. 探究固体熔化时温度的变化规律
【提出问题】
在探究冰的熔化特点时,我们也许会提出这样一些问题:冰在什么情况下由固体变为液体?冰在熔化过程中与其他固体(如石蜡)在熔化过程中的温度变化情况相同吗?
【猜想和假设】
探究这些问题时,我们可能会猜测:当给冰和石蜡加热时,它们可能都会熔化,但其熔化过程可能相同,也可能不同,它们熔化时温度可能保持不变,也可能发生变化,等等。
【设计实验】
这些猜想对吗?我们需要通过实验来检验。让我们分别加热碎冰(或海波)和石蜡,多次测量其加热过程中的温度,比较其温度变化规律。
【实验仪器及安装】
实验仪器:铁架台、酒精灯、石棉网、烧杯、水、冰、石蜡、温度计、停表、搅拌器、火柴。
(1)实验时用两套完全相同的实验装置,试管中分别加入适量碎冰和石蜡。
(2)安装实验装置的顺序是从下往上依次安装。
(3)烧杯中水以热传递的方式给试管中的物质加热的方法称为“水浴法”。
【进行实验与收集证据 】
(1)分别将碎冰和石蜡放入两支试管中,取两个相同的酒精灯,按如图所示的器材自下而上地把仪器组装好,并且把试管放入水中合适位置,然后分别加热碎冰和石蜡,实验过程中还需不断搅拌试管中的碎冰或石蜡,使其受热均匀,观察碎冰和石蜡在熔化过程中温度及状态的变化。
(2)当温度升到-10℃时开始计时,每隔1min记录一次温度,同时认真观察冰、石蜡的状态变化,直到全部熔化后再记录3~4次。数据记录如下表。
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
冰的温度/℃ -4 -3 -2 -1 0 0 0 0 1 2 3
石蜡的温度/℃ 40 41 43 45 46 48 50 52 54 56 58
【分析论证】在方格纸上,纵轴表示温度,横轴表示时间,根据表格中各个时刻对应的温度在方格纸上描点,用平滑的曲线连接,便得到熔化时温度随时间变化的图像。
(1)冰的温度随时间变化的图像
AB段:碎冰为固态,碎冰吸热温度升高。
BC段:碎冰处于固、液共存状态,碎冰吸热但温度不变。在B点时是固态,开始熔化,C点熔化完成,是液态。
CD段:碎冰全部熔化为液态后,温度继续升高。
(2)石蜡的温度随时间变化的图像
石蜡在吸收热量的过程中温度一直升高。
(3)由甲、乙两图可知:碎冰有固定的熔化温度,石蜡没有固定的熔化温度。
【实验结论】
不同的物质在熔化过程中温度变化的规律不同。
(1)有的物质(如冰),在熔化过程中虽然继续对它加热,但温度保持不变;
(2)有的物质(如石蜡),在熔化过程中先变软,后变稀,最后熔化为液体,且在加热过程中温度一直升高。
【交流与评估】
(1)酒精灯要用点火工具点燃,绝不能用一盏酒精灯去点燃另一盏酒精灯;
(2)用完酒精灯必须用灯帽盖灭,不能用嘴吹灭;
(3)实验时为了使碎冰和石蜡受热均匀,试管应该选细一些的,且装入碎冰和石蜡的量不要太多;
(4)实验时,温度计的玻璃泡要与碎冰或石蜡充分接触,但不能碰到试管壁或试管底;
(5)0℃时,冰的状态不确定,有三种可能:固态、液态或固液共存态;
(6)海波由固态变成液态的温度为48℃左右,因此。有时也可用海波替代碎冰做实验。
(二)熔点
1. 晶体和非晶体
(1)晶体
在熔化过程中尽管外界不断加热,但其温度仍保持不变。这类固体有确定的熔化温度,称为晶体。常见的晶体:金属、钻石、冰、食盐、石墨等。
(2)非晶体
在熔化过程中,外界不断加热,其温度持续上升。这类固体没有确定的熔化温度,称为非晶体。常见的非晶体:石蜡、塑料、玻璃、松香、沥青等。
(3)晶体和非晶体的区别:
晶 体 非 晶 体
熔点和凝固点 有 没有
熔化过程 吸收热量,温度不变,物质 处于固、液共存状态。 吸收热量,温度升高,物质先变稀, 最后成为液体。
熔化条件 温度达到熔点,继续吸热。 吸收热量
凝固条件 温度达到凝固点,继续放热。 放出热量
熔化图像
凝固图像
举 例 海波、水晶、食盐、各种金属 沥青、玻璃、松香、石蜡
2. 熔点
(1)熔点:物理学中将晶体熔化时的温度叫做熔点。所以,晶体有熔点,而非晶体则没有熔点。不同晶体的熔点是不一样的。
(2)常见晶体的熔点 (1个标准大气压下)
(3)晶体熔化的条件
一是温度达到熔点;二是继续吸收热量。晶体熔化时虽然温度不变,但是必须加热,若停止加热熔化也会马上停止,即熔化过程要吸热。
(4)晶体熔点的变化
晶体的熔点也会由于外界压强的变化或杂质的存在等原因而变化。
例如,往装有冰块的烧杯中放些盐并搅拌,这时烧杯中冰的熔点会低于 0 ℃。再如,下雪天,人们为了出行方便,常常向积雪的公路上撒盐,因为盐能尽快地融雪,而盐水在 -20 ℃以下才结冰。尽管盐融雪使交通畅通了,但却会腐蚀车辆、道路,污染地下水,破坏植被,甚至危害人体等,因此,应慎用盐融雪的方法。
(5)拓展——熔化吸热的微观解释
通过前面探究冰的熔点可知,当晶体熔化时,温度不变 ;但若停止加热,熔化过程就会停止,这是为什么呢?
当晶体被加热时,分子运动更加剧烈,分子间的束缚随之减弱,以致有的分子能较自由地“游动”,呈流动性,这时,晶体便处于熔化过程。如果要使熔化过程继续,需对晶体继续加热,以便更多的分子能“游动”。所以,在熔化过程中外界所提供的热量,用于减小分子间的束缚,并不能使晶体的温度升高。这也说明熔化是吸热过程。
工作人员在撒盐融雪 晶体熔化时的分子运动模型
(三)凝固
1. 凝固点
(1)概念:晶体形成也有确定的温度,这个温度叫凝固点。
凝固是熔化的相反过程。同一种晶体的熔点和凝固点是相同的。非晶体既没有熔点,也没有凝固点。通常情况下,冰的熔点是0℃。当温度为0℃时,冰、水可以共存;当温度高于冰的熔点时,冰熔化成水;当温度低于冰的熔点时,水就凝固成冰.
(2)凝固放热:晶体在熔化过程中要吸热,在凝固过程中则会放热。
(3)晶体凝固的条件:一是温度达到凝固点;二是继续放出热量。
2. 凝固放热及其应用
(1)北方冬季贮菜,人们常在地窖放几桶水,以防止地窖的菜被冻坏。因为当气温下降至0℃以下时,桶里的水会凝固成冰,在凝固过程中,水会放出热量,该热量可使地窖的温度不至于降得太低,从而避免蔬菜被冻坏。
地窖里的水桶与蔬菜 聚乙烯材料
(2)现在人们研究出一种聚乙烯材料,将这种材料制成颗粒状,掺在水泥中制成储热地板或墙壁。这种材料在15~40℃的范围内凝固或熔化,天气热时颗粒熔化从周围空气中吸热,天气冷时又凝固成颗粒向周围空气中放热,从而起到调节室内温度的作用。
知识点三、汽化与液化
(一)汽化
1. 汽化定义:物质从液态变为气态的过程称为汽化。汽化的两种方式:沸腾和蒸发。
2. 沸腾
沸腾是在一定温度下液体的内部和表面同时发生的剧烈汽化现象。
(1)探究水的沸腾特点
【提出问题】水在什么情况下会沸腾?在沸腾过程中,温度如何变化呢?
【猜想和假设】水沸腾时会产生很多气泡;水沸腾以后,如果继续加热,水的温度不变;如果继续加热,水的温度会越来越高。
【设计实验】①器材与安装:实验装置的顺序是从下往上依次安装。
②温度计在使用过程中不要碰到容器底和容器壁。
【进行实验与收集数据】①在烧杯中加入水,用酒精灯加热,观察水发生的变化:水的温度、水发出的声音、水中的气泡等。
②当水温达到90℃时,每隔1min,记录一次温度。直到水沸腾后再持续几分钟为止。将数据记录在表格中。
③撤掉酒精灯,停止对烧杯加热,观察水是否继续沸腾。
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 …
温度/℃
水中气泡 变化情况 沸腾前:_________
沸腾时:_________
【实验现象】①沸腾前,温度不断上升,烧杯底部有少量的气泡产生,并且温度越高,气泡越多,气泡在上升的过程中逐渐变小。
②沸腾时,温度保持不变,烧杯底部有大量的气泡产生,并且气泡在上升过程中迅速变大,到液面处破裂,放出里面的水蒸气。
③停止加热,水立刻停止沸腾,温度开始下降。
【分析与论证】以时间为横轴,温度为纵轴,用图像法处理实验数据如图所示。
分析:①水在沸腾前温度不断升高。②在沸腾时,继续吸收热量,但温度保持不变。
【实验结论】
(2)沸腾的特点
①液体沸腾需要吸热,但温度保持不变。
②各种液体沸腾时都有确定的温度,这个温度叫沸点。
③液体沸腾的条件:一是达到沸点;二是继续吸热。二者缺一不可。
【交流与评估】
①实验时烧杯中的水要适量,水太多,加热时间会很长;水太少,温度计的玻璃泡会露出水面,导致测温不准确。
②实验中为了缩短加热时间,可用温水加热,或在烧杯上加盖,以减少热量损失。
③实验时可能得出水沸腾时的温度不是100℃的结果,可能原因有实验使用的温度计没有校准;测量时的气压不是1个标准大气压。
(3)沸点
①定义:水在沸腾的过程中,虽然继续吸热,但它的温度却保持不变,这个温度叫沸点。
②影响液体沸点的因素
液体的沸点与液体的种类有关。不同液体沸腾时的温度是不同的,因此,其沸点也是不同的。液体的沸点与大气压有关,大气压越高,沸点越高。反之,大气压越低,沸点越低。
(4)信息窗
物质的沸点在不同条件下也会发生变化。例如,在水中放些盐或糖,沸点升高,如果加入酒精,则沸点降低。又如,海拔高的地方由于气压低,水的沸点会随之变低。通常,地势每升高1 000 m,水的沸点就降低约3 ℃。我国的青藏高原,平均海拔在4 000 m以上,被称为“世界屋脊”。在这里,水的沸点常年都达不到100 ℃,大部分地区水的沸点为84~87℃。在8848.86m高的珠穆朗玛峰上,烧开的水只有73.5℃。这样的温度,连鸡蛋也煮不熟。高压锅则可以解决该问题,高压锅密封性能好,锅内的气压比外界大气压高,水的沸点可在100℃以上,因此,食物能很快煮熟。
3. 蒸发
(1)定义
在任何温度下只在液体表面发生的汽化现象叫做蒸发。在任何温度下都能发生,只发生在液体的表面,较为缓慢,无气泡产生。
(2)蒸发吸热
①探究实验
把酒精反复涂在温度计的玻璃泡上,用扇子扇,温度计读数有什么变化?如果温度计上不涂酒精,用扇子扇,温度计读数会变化吗?
现象:用扇子扇,涂酒精的温度计的读数降低,不涂酒精的温度计读数不变。
结论:液体蒸发吸热。
②蒸发吸热的实例
人们常用酒精为高烧病人降温、夏天在地面上洒水会感到凉爽,是利用水在蒸发时吸热来降低温度。人们在高温的天气里大汗淋漓,是人体自我保护的生理现象,汗液蒸发吸热,使体温不致升的太高。
(3)影响蒸发快慢的因素
探究过程 如图所示,在相同条件下,将湿衣服放在阳光下和阴凉处,比较衣服晾干的快慢 如图所示,相同条件下,将湿衣服展开与折叠起来,比较衣服晾干的快慢 如图所示,在相同条件下,将湿衣服放在通风处和无风处,比较湿衣服晾干的快慢
现象 阳光下衣服干得快 展开的衣服干得快 通风处的衣服干的快
原因分析 阳光下,温度高,水蒸发得快 展开的衣服表面积大,水蒸发得快 通风处空气流速大,水蒸发得快
探究归纳 上述现象说明,对同一种液体,影响蒸发快慢的因素: (1)液体的温度。液体温度越高,蒸发得越快; (2)液体的表面积。液体的表面积越大,蒸发得越快; (3)液体表面上方空气的流速。液体表面上方空气流动速度越大,蒸发得越快
5. 拓展——液体汽化时的分子运动模型
液体在沸腾过程中,大量分子会挣脱周围分子的引力而飞出,若要使沸腾过程继续,必须对液体继续加热,以便更多的分子飞出。在沸腾过程中,来自外界的热量为分子挣脱引力提供了能量,但无多余能量使液体温度升高(如图所示)。另外,为什么液体的蒸发随时都在发生呢?这是因为在任何温度下,总会有一些分子可以得到足够的能量而挣脱周围液体分子的吸引,从而脱离液面飞向空中。
液体汽化时的分子运动模型
【诠释】蒸发和沸腾的比较:
异同点 蒸 发 沸 腾
不同点 只在液体表面进行 在液体表面和内部同时进行
任何温度下都可以进行 必须达到沸点且继续吸热
缓慢的汽化现象 剧烈的汽化现象
温度降低 温度保持不变
相同点 1.都是汽化现象。2.都使液体变为气体。3.都要吸收热量。
(二)液化
1. 液化的概念: 物质从气态变为液态的过程称为液化。
2. 液化现象——雾、露的形成
雾、露都是指空气中的水蒸气液化的液态水(小水滴)。傍晚或夜间,地面附近或地物的温度降低,空气中的水蒸气遇冷液化成小水珠,依附在草木上,就形成了露,依附在浮尘上,就形成了雾。
3. 液化的方法
(1)液化的方法一:降低气体的温度
实验一:如图甲所示,在烧屏中注入适量的水,用酒精灯加热。观察瓶内和平口的上方,你看到了什么现象?
①实验现象:烧瓶内的水未沸腾时,在瓶口上方可见少量“白雾”;水沸腾以后,瓶口上方的“白雾”增多,但在口的地方却看不见“白雾”。
②分析现象:对水加热,水变为水蒸气,水蒸气遇到温度比较低的瓶壁、瓶口变为小水珠“白雾”(液态)。水沸腾以后,口的地方温度较高,水蒸气不容易液化,所以却看不见“白雾”。
甲 乙
实验二:如图乙所示,在瓶口上方倾斜放置一个金属盘,观察金属盘的底面,你看到了什么现象?(室温较高时,可以在金属盘上放一些冰块)
①现象:有许多水滴附着在金属盘的底面,并不断往下滴。
②分析现象:在实验中水蒸气遇到温度较低的金属盘表面,又变为小水滴。
③实验结论:液化需要降低气体温度。
(2)液化的方法二:压缩气体的体积
实验:如图,取一支大注射器,拉动活塞使注射器里吸进一些乙醚。取下针头,用橡皮帽把注射器的小孔堵住。先向外拉动活塞时,然后再推活塞(压缩乙醚),观察两种情况下乙醚状态的变化。
①现象:向外拉动活塞到一定程度时,注射器里的液态乙醚消失,然后推活塞到一定程度时,可以观察到会有液态乙醚出现。
②实验结论:用压缩体积的方法可以使气体液化。
4. 液化放热
上述实验中,用手试摸金属盘,感觉温度有什么变化?
(1)现象:用手试摸金属盘时,感觉金属盘温度升高。
(2)实验结论:水蒸气液化时放热。
5. 液化的实例
(1)在一定温度下,将气体液化的最大好处是体积缩小,便于储存和运输。
(2)为什么被100℃ 的水蒸气烫伤比100℃的开水烫伤更严重?
水蒸气液化时要放出大量的热,放了这些热之后才变成100 C的水,其还能继续对人造成烫伤。
知识点四、升华与凝华
(一)升华
1. 升华的概念:物质直接从固态变为气态的过程称为升华。如,橱柜里的樟脑球过一段时间后变小了;冬天,挂在外面的湿衣服上结的冰没有熔化,过了一段时间衣服也晾干了。
2. 升华吸热
(1)探究碘的升华
操作:如图所示,把少量的碘放入烧瓶中,瓶口加盖玻璃片,然后微微加热,观察有什么现象发生?你能解释吗?停止加热后,继续观察有何现象发生?你能解释吗?
碘的升华实验
现象与解释:在用慢火加热的过程中,我们看到紫色气体充满整个烧瓶,并且固态碘逐渐减少,最后不见了,而盛碘的烧瓶中没有液体出现,也就是固态碘没有变成液态而是从固态直接变成了气态,而在此过程中我们对碘加热,说明碘的升华过程是吸热过程。
(2)探究归纳:物质由固态直接变为气态要吸热,即升华吸热。
3. 升华吸热及应用
(1)储藏食物:在运输蔬菜时,上面放干冰,利用它的升华来吸热降温,防止食物腐烂。
(2)制造舞台烟雾:舞台上利用干冰升华从空气中吸热,空气中的水蒸气遇冷液化为小水珠形成“烟雾”。(3)人工降雨:用干冰升华吸热来进行人工降雨。
(4)医学手术:现在医学中利用的“冷冻疗法”,就是把干冰放在病变组织上,利用干冰升华吸热迅速降温冷冻,使组织坏死,达到不用“动刀”而治愈的目的。
(二)凝华
1. 概念:物质从气态直接变为固态的过程称为凝华。
2. 凝华放热及应用
在上图所示的实验中,当停止加热后,我们看到容器中碘蒸气遇冷又凝华成固态的碘颗粒,附着在玻璃片上。注意碘在凝华过程中要放出热量,即凝华放热。俗话说,下雪不冷化雪冷。这是由于雪是水蒸气凝华形成的,凝华放出热量,云层和地面保存了热量,我们不会感觉到特别冷;化雪时,雪熔化成水,并吸收热量,云层消散,空气潮湿,所以我们会感觉格外冷。
物态变化过程中的吸热、放热
1. 物质存在“三态、六变化、三吸热、三放热”
(1)三态:固态、液态和气态。
(2)六变化:六种物态变化,即熔化和凝固、汽化和液化、升华和凝华。
(3)三吸热和三放热:熔化、汽化、升华为吸热过程;凝固、液化、凝华为放热过程。
熔化和凝固互为相反过程,汽化和液化互为相反过程,升华和凝华互为相反过程,已知一个过程为吸(放)热过程,则它的逆过程一定为放(吸)热过程。
2. 自然界中水循环过程中的物态变化
云:液化或凝华。在太阳照射下,含有水蒸气的热空气快速上升,上升过程中,遇冷空气,水蒸气液化成小水滴或凝华成小冰晶,便形成了云。
雨:熔化。云中的小水滴或小冰晶,随气流的急速升降而上下运动,它们相遇后越聚越大,达到一定程度后就会下落。下落过程中,小冰晶吸热熔化成小水滴,与原来的小水滴一起落到地面就形成了雨。
露:液化。在昼夜温差较大时,清晨空气中的水蒸气遇到温度较低的树叶、花草等,液化成小水珠附着在它们表面上成为露。
雾:液化。雾是水蒸气在空气中遇到冷空气液化成的小水滴,这些小水滴悬浮在空气中,在地面附近形成雾。
霜与雪:凝华。霜是地表的水蒸气在0℃以下的温度时,直接凝华成的固体。如果高空的温度在0 ℃以下,水蒸气直接凝华成小冰晶,便以雪的形式降回地面。
雹:熔化或凝固。雹是体积较大的冰珠,云中的冰晶和水珠被上升气流带到气温低于0℃的高空,凝结为小冰珠,小冰珠在下落时,其外层受热熔化成水,并彼此结合,使冰珠越来越大,如果上升气流很强,就会再升入高空,在其表面形成一层冰壳,经过多次上下翻腾,结合成较大的冰珠,当气流托不住时,冰珠落到地面上,形成冰雹。
冰箱中的吸、放热。冰箱的制冷原理也与放热、吸热的物态变化过程有关。如图所示,当电冰箱通电后,压缩机将蒸发器内的制冷剂气体吸出,使其变成温度较高的压缩气体;接着,该制冷剂气体在冰箱的冷凝器中液化,散热装置向外界放热;然后,制冷剂液体经毛细管进入蒸发器,在蒸发器中汽化而大量吸收冰箱内的热量,这样冰箱内的温度就降低了。
知识点五、全球变暖与水资源危机(补充)
(一)全球变暖
1. 全球变暖的原因:全球变暖已是大家非常关注的一种现象。导致全球变暖的原因是多方面的,其主要原因是现代工业大量使用矿物燃料(如煤、石油、天然气等)作为能源,排放出CO2等多种温室气体,这些温室气体使太阳的热量聚集在地球周围,导致温室效应加剧,使全球变暖。
2. 全球变暖给人类带来的不利影响
(1)海面上升的影响:全球变暖会引起地球南、北两极的冰山熔化,这将使低地被淹;海岸被冲蚀;地表水和地下水盐分增加,影响城市供水;沿海和岛国居民生活受到严重威胁。
(2)对动、植物的影响:气候是决定生物群落分布的主要因素之一,自然界的动物、植物可能因无法适应全球变暖的速度而惨遭厄运或被迫转移。
(3)对农业的影响:温度和降水是决定种植的主要因素,温度及由温度引起的降水变化将影响到粮食作物的产量和作物的分布类型。
(4)对人类健康的影响:人类健康取决于良好的生态环境,全球变暖将成为本世纪影响人类健康的主要因素之一。高温天气将严重困扰人类健康,一些在热带地区流行的传染病也可能随着气候变暖而向更多国家传播。
(二)水资源危机
水资源。关于水资源,普遍认可的概念可以理解为人类长期生存、生活和生产活动中所需要的具有数量要求和质量前提的水量,也就是通常所指的淡水资源。
水资源危机。缺水已是一个世界性的普遍现象。据统计,全世界有很多国家存在不同程度的缺水问题,其中有些国家被列为严重缺水国。我国水资源匮乏问题也很严重。
水污染。造成严重缺水的主要原因之一是水的污染。如:人类排放的生活污水、工业废水、工业固体废物、生活垃圾、农业化肥等污染了水源。河流、湖泊遭受污染的同时,海洋也遭受了严重的污染。
(三)珍惜每一滴水
1. 水环境恶化带来的危害。一是危及人们的生活与健康。由于饮用水源被污染,饮水安全得不到保障,某些疾病发病率增高;二是对水生态造成破坏。
2. 保护水资源的措施。面对严峻的缺水问题和水资源的破坏问题,我们要珍惜每一滴水。
(1)采取节水技术来节约用水,如农业灌溉中可采用滴灌等技术来节约灌溉用水。工业生产中,可以通过改进设备、改造技术环节来节约用水。生活中更要注意节水,如一水多用,选用能够节水的生活用具等
(2)防治水污染,如工业废水要经过处理才能排放到河水中。
(3)植树造林、保护植被,防止水土流失。
3. 世界水日。第47届联合国大会根据《21世纪行动议程》提出的建议,决定自1993年起,将每年的3月22日定为世界水日。这旨在推动对水资源进行综合性统筹规划和管理,加强水资源保护,解决日益严峻的缺水问题,开展广泛的宣传教育以提高公众对开发和保护水资源的认识。
知识点六、跨学科实践:探索厨房中的物态变化问题
温馨提醒:探索并思考厨房里的物态变化知识(跨学科实践)
厨房里的物态变化实例:
①使用液化气:减压汽化现象,钢瓶中的液态燃料在减压时能自动发生物态变化。
②烧开水:先发生蒸发现象后发生沸腾现象,但都是汽化现象。
③冰箱:同时发生了液化现象和汽化现象,冷冻室中发生了凝固现象。
④微波炉中解冻食物时会发生熔化现象。
⑤冬天食用油凝固了,利用加热发生熔化现象。
⑥烧开水或做饭时冒出的水蒸气通常会发生液化现象。
【重要考点解题指南与例题解析及变式练】
考点1 温度与温度计
1.温度表示物体的冷热程度。
2. 解决温度的估测试题,需要多了解、记忆一些生活中的温度值,根据实际情况进行合理推断。以下为生活中常见的温度值:我国冬天的最低温度约为-50℃,人们感觉舒适的环境温度为23℃,洗澡水的最佳温度为40℃,纸的着火点为183℃,酒精灯火焰温度约为500℃等。
3.液体温度计是用液体的热胀冷缩的性质制成的。
4.温度计的使用方法
使用前:(1)观察量程;(2)认清分度值。
使用时“三要三不能”:(1)玻璃泡要全部浸入液体中,不能接触到容器底或容器壁;(2)要待示数稳定后再读数,不能在示数变化过程中读数;(3)读数时,玻璃泡要留在液体中,视线与液柱上表面相平,不能随意读数。
【例题1】(2025·广西)用温度计测量热水的温度,图甲中做法正确的是______,图乙中读数方法正确的是______,温度为______℃;
【答案】 C b 60
【解析】使用温度计时,温度计的玻璃泡在完全浸没的同时不能碰到杯底或杯壁,所以图甲中做法正确的是C;读数时,视线要平视,所以图乙中读数方法正确的是b,温度计分度值为1℃,示数为60℃。
【变式练1】关于“摄氏度”,下列说法中正确的是( )
A.在一标准大气压下冰水混合物的温度规定为零摄氏度
B.在一标准大气压下沸水的温度规定为100摄氏度
C.﹣18℃就是零下18摄氏度
D.0℃就是没有温度
【变式练2】(2025辽宁一模)下列估测值中,最符合实际的是( )
A.普通铅笔的长度约为40cm
B.中学生每次脉搏跳动的时间约为8s
C.我国高铁的速度可以达到1300km/h
D.绿色蔬菜保鲜的适宜温度约为4℃
【变式练3】(2025江苏连云港一模)用温度计测量液体的温度,下面四幅图中,操作正确的是( )
A B C D
考点2 熔化和凝固
1. 辨识物态变化的关键是先看清过程中物质的始、末状态,然后再根据各物态变化的定义来判断辨别物态变化,要求能够根据现象指出属于何种物态变化,并能指出哪些变化过程吸热,哪些变化过程放热。吸热的物态变化过程有熔化、汽化、升华放热的物态变化过程有凝固、放化、凝华。
2.三个条件
(1)晶体熔化的条件:达到熔点,继续吸热。
(2)晶体凝固的条件:达到凝固点,继续放热。
(3)液体沸腾的条件:达到沸点,继续吸热。
3.(1)熔化图象:晶体熔化的图象中先有一段温度随时间上升的线段,温度达到熔点后再有一段平行于时间轴的线段,熔化完毕后是一段温度随时间上升的线段;非晶体熔化的图象始终是温度随时间上升的曲线,没有与时间轴平行的线段。
(2)凝固图象:晶体的凝固图象中先有一段温度随时间下降的线段,温度达到凝固点后再有一段平行于时间轴的线段,凝固完毕后是一段温度随时间下降的线段;非晶体凝固的图象始终是温度随时间下降的曲线,没有与时间轴平行的线段。
4. 《探究固体熔化时温度随时间变化的规律》常考问题及问题结论:
(1)晶体熔化条件:达到熔点、继续吸热;
(2)晶体熔化曲线的特点:熔化过程中,固液共存态、温度不变(曲线水平段);
(3)石棉网的作用:使烧杯受热均匀;
(4)酒精灯的使用:(1)不能用一致酒精灯去引燃另一只酒精灯;(2)用外焰加热;(3)用完酒精灯后必须用灯帽盖灭(不能用嘴吹灭)。
(5)把试管放入盛水的烧杯中(水浴法),目的是:受热均匀;
(6)确定熔点:晶体熔化曲线水平段对应的温度;
(7)使用适量的物质(海波、石蜡)的原因:避免加热时间过长;
(8)记录时间间隔不能过长:否则可能记录不到温度不变的过程;
(9)海波熔化和石蜡熔化的主要区别是什么:海波熔化分为固态、固液共存态和液态三个物质状态;海波有明显的转折点,熔化时温度保持不变。石蜡没有明显转折点,温度一直在发生变化;
(10)水浴法加热的优点:试管内的物质均匀受热,缓慢升温,从而能够有充分的时间观察现象、测量温度;
(11)仪器安装顺序:自下而上;
(12)晶体与非晶体的区别:晶体有固定熔点,熔化曲线可反映出来;
(13)选取小颗粒物质的原因:固体受热均匀、温度计与物质能充分接触并便于观察温度变化;
(14)烧杯放入适量的水,目的是:加快实验进度;
(15)烧杯中水量的要求:能够浸没试管中装有的固体即可;
(16)烧杯口出现白气和烧杯壁出现小水珠的原因:水蒸气遇冷液化形成的小水滴;
(17)熔化过程的吸放热:熔化过程吸热(内能增加);
(18)晶体熔化前后曲线倾斜程度不同的原因:同种物质在不同状态下比热容不同;
(19)温度计的使用注意事项:温度计应放在被测物质充分接触,放在中间部位、不能碰器壁、读取温度时不能取出温度计;
(20)在做实验时,为什么不用酒精灯直接对试管加热而要把试管放在有水的烧杯中,再用酒精灯对烧杯加热呢:①使被加热的物质受热均匀;②使被加热的物质受热缓慢,从而使其慢慢熔化,便于观察温度变化的规律;
(21)实验收集多组数据的目的是什么:便于观察物质在熔化或凝固时,温度变化的规律;
(22)晶体的质量不同,熔化曲线的特点:质量大的开始熔化时加热时间长,但熔点不变;
(23)实验表格中的内容:加热时间(min)、温度(℃)、状态;
(24)确定熔点:熔化曲线水平段对应的温度;
(25)热量的计算:Q=cm△t。
【例题2】(2025·吉林卷) 在夏天,如果我们要喝冰凉的饮料,往往会在饮料中加上几个冰块,而不是直接加冷水。请用物态变化的知识解释其中的道理。
【答案】见解析
【解析】物质由固态变成液态的过程叫做熔化,熔化吸热。夏天,在饮料中加上几个冰块,冰块吸热温度升高达到0℃,然后继续吸热熔化,当全部熔化成0℃的水后,温度升高时会继续吸收热量,致冷效果较好;而冷水加入饮料后,直接吸热升温,吸收的热量较少,致冷效果较差。
【变式练1】(2025海南一模)如图所示,是某物质温度随时间变化的图像。下列说法正确的是( )
A.该图是某晶体的熔化图像
B.该物质在第4min时是固态
C.在第12min时不吸热不放热
D.该物质的凝固点为80℃
【变式练2】(2025湖北二模)如图是我国的传统民俗表演“打铁花”。表演者击打高温液态铁,液态铁在四散飞溅的过程中发出耀眼的光芒,最后变成固态铁。此过程发生的物态变化是( )
A. 升华 B. 凝华 C. 熔化 D. 凝固
【变式练3】(2025山东临沂二模)沂蒙山区地处中纬度区、属温带季风区大陆性气候,气温适宜,四季分明,物态变化万千。下列物态变化,需要吸收热量的是( )
A.冰雪消融 B.雾绕山峦 C.霜满枝头 D.滴水成冰
考点3 汽化与液化
1. 汽化:物质从液态变成气态的过程叫汽化。
2.液化:物质由气态变成液态的过程叫液化。
3.汽化与液化的比较
(1)液化的两种方式:降温和加压;
(2)汽化的两种方式:蒸发(液体表面)和沸腾(表面+内部);(水沸腾前,气泡向下运动,沸腾时,气泡向上运动)
4.区分蒸发和沸腾:
(1)沸腾:水的沸腾是一种剧烈的汽化现象,水沸腾过程中继续吸热,但温度保持不变。
(2)蒸发:它是一种物理变化,是液体分子在没有达到沸点的情况下,脱离液体表面,逸散到气体中,温度越高,蒸发速度越快。
5. 蒸发制冷:液体在蒸发过程中要从周围物体(或自身)吸收热量,使周围的物体(或自身)温度降低,所以蒸发具有制冷作用。蒸发越快,制冷作用越明显。例如,人们将中暑的患者,扶到通风条件好的地方,并在患者皮肤上擦拭温水(酒精),这样水蒸发吸热能使患者的体温快速下降,缓解中暑症状。
6. 《探究水沸腾时温度变化的特点》常考问题及问题结论:
(1)水沸腾的条件:温度达到沸点,继续吸热;
(2)水沸腾曲线的特点:沸腾前,随着加热,水温升高;当水温达到沸点时,沸腾过程水温不变;
(3)如何加快实验进度:用温水或减少水的质量;
(4)石棉网的作用:受热均匀;
(5)硬纸板的作用:减少散热、缩短加热时间;防止热水外溢伤人;
(6)使用热水或减少水量:加快实验进度;
(7)温度计的使用注意事项:温度计应放在被测物质中间部位、不能碰器壁、读取温度时不能取出温度计;
(8)选用水银温度计而不能选用酒精温度计的原因:酒精的沸点低于水的沸点;
(9)温度计上部、烧杯上的白气:水蒸气液化形成的小水滴;
(10)烧杯口出现白气和烧杯壁出现小水珠的原因:水蒸气遇冷液化形成的小水滴;
(11)酒精灯拿开后水继续沸腾:石棉网有余热;
(12)不能达到沸腾:火力小,水吸收热量小于散热;
(13)水的沸点不到100°C:大气压强较低;
(14)水沸腾前气泡变化:逐渐变小;
(15)水沸腾后气泡变化:逐渐变大;
(16)实验时,应用酒精灯外焰加热;
(17)实验时,烧杯内的水要适量。水太多,加热时间会太长;水太少,温度计的玻璃泡会露出水面或在很短时间内水杯烧开,导致实验观察时间太短;
(18)缩短加热时间的方法:①用温水进行实验;②用适量的水进行实验;③调大酒精灯的火焰,并用外焰加热;④在烧杯上加带小孔的盖子,以减少热量损失;
(19)液体的沸点和液面的气压有关。气压越大,沸点越高;气压越低,沸点越低。实验时,由于大气压的影响,测出水的沸点可能不是100℃;
(20)能否用水银体温计代替温度计测量沸水的温度:体温计的测量范围是35℃~42℃,远低于沸水的温度;
(21)热量的计算:Q吸=cmΔt;
(22)观察实验数据,分析水沸腾特点;
(23)实验中的工具:秒表测量时间,温度计测量温度;
(24)分析图像:确定哪段是沸腾过程;
(25)器材安装顺序:自下而上。
【例题3】(2025·广东省卷)如图,丹霞山云雾缭绕,如诗如画,在阳光照射下,云雾中的小水珠变成水蒸气,此过程属于( )
A. 汽化 B. 液化
C. 熔化 D. 凝固
【答案】A
【解析】云雾中的小水珠变成水蒸气,由液体变成气态,属于汽化,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
【变式练1】(2025江苏盐城二模)据《天工开物》记载,可从朱砂矿石中提炼水银(液态汞)。如图所示,给密闭锅内的砂矿石加热,就会在倒扣的锅壁上布满水银。在倒扣锅壁上形成水银的物态变化是( )
A. 凝固 B. 凝华 C. 液化 D. 汽化
【变式练2】(2025无锡一模)如图所示,用电蒸锅蒸馒头时,电热丝加热使水______(填物态变化名称),产生高温水蒸气。水蒸气接触到馒头时液化,同时______(选填“吸收”或“放出”)大量的热,从而把馒头蒸熟。
【变式练3】(2025哈尔滨一模)关于“水沸腾规律”实验,下列描述不正确的是( )
A.水沸腾时,大量气泡在水中生成,上升、变小
B.水沸腾时吸热且温度不变
C.水的沸点可能低于100℃
D.提高水的初温,可缩短实验时间
【变式练4】(2025内蒙古一模)我国的青藏铁路是世界上海拔最高的铁路,在冻土区的铁路两侧安装有许多热棒,如图甲所示。热棒是封闭的中空长棒,上端装有散热片,下端插在冻土中。里面填充低沸点的液态氨作为“制冷剂”,如图乙所示。液态氨通过与气态氨的相互变化过程,带走冻土层热量,使冻土层保持低温不会融化,保护路基。请根据以上信息回答下列问题:
(1)热棒中填充液态氨的原因;
(2)简述氨在热棒中是如何循环工作制冷的。
考点4 升华与凝华
1.物质由固态变为气态,可以有两种不同的方式:(1)物质先从固态变为液态(熔化),再从液态变为气态(汽化);(2)物质直接由固态变为气态(升华)。
2.汽化是物质由液态变为气态的过程,升华是物质由固态不经过液态直接变为气态的过程。它们的末状态相同(都是气态),但初状态不相同,物质汽化前是液态,而物质升华前是固态。
3.物质由气态变为固态,可以有两种不同的方式:(1)物质先从气态变为液态(液化),再从液态变为固态(凝固);(2)物质直接由气态变为固态(凝华)。
4.凝固时物质由液态变为固态的过程,而凝华是物质由气态不经过液态,直接变为固态的过程。它们的末状态相同(都是固态),但初状态不相同,物质凝固前是液态,物质凝华前是气态。
5. 注意:冰(凝固);霜(凝华);雨(熔化);雪(凝华);雾(液化);雹(凝固)
【例题4】(2025·天津)边防战士守卫在北疆极寒之地,他们脚踏冻土,双肩落雪,满脸冰霜,将青春与热血镌刻在祖国的边境线上。其中“霜”的形成发生的物态变化是( )
A. 汽化 B. 液化 C. 升华 D. 凝华
【答案】D
【解析】物质从气态直接变为固态是凝华过程,霜是空气中的水蒸气直接变成的小冰晶,是凝华现象,故D符合题意,ABC不符合题意。故选D。【变式练1】(2025云南一模)下列物态变化中属于凝华现象的是( )
A.冰雪消融 B.露珠晶莹 C.白雾弥漫 D.霜满枝头
【变式练2】(2025山东滨州一模)二十四节气是中华民族农耕文明长期经验的积累和智慧的结晶,对下列节气涉及的物态变化分析,正确的是( )
A. 图甲“寒露”节气,“露”的形成是凝固现象
B. 图乙“霜降”节气,“霜”的形成是凝华现象
C. 图丙“大雪”节气,“雪”的形成是液化现象
D. 图丁“雨水”节气,“雨”的形成是凝华现象
【变式练3】将樟脑丸和衣服放在一起,一段时间后,衣服里的樟脑丸不翼而飞,樟脑丸消失是属于____(填物态变化名称)现象;寒冷的冬天玻璃窗上会出现冰花,它总是出现在玻璃的____表面(选填:“内”或“外”)。
考点5 跨学科实践(厨房中的物态变化问题)
探究厨房中各种事例所包含的物态变化相关知识,以课前实践、课上交流的方式,完成问题、证据、解释和交流的探究过程。中考试题在命制上会出现反映日常生活中的真实的物态变化问题。
【例题5】(2025新疆一模)元旦期间,小悟去餐厅就餐时发现服务员往一杯水中投入了干冰,周围空气出现了“白雾”,菜肴马上变得美轮美奂。这是因为干冰在 过程中吸收热量,使空气中的水蒸气 成了小水珠。他觉得爆炒肉片非常鲜嫩,原来是厨师预先将肉片拌入适量的淀粉,再放入锅中炒,这样肉片里的水分难以 ,晚上,他在福田卓悦中心喷泉广场邂逅了一场“浪漫飘雪”,回家后他查阅资料了解造雪机的工作原理,原来造雪机工作时将压缩的空气与5℃以下的冷水混合后喷出,水雾在空气中凝结成雪花。“人造雪”发生的物态变化是 。(以上均填写物态变化名称)
【答案】升华;液化;汽化;凝固。
【解析】干冰在空气中直接由固态变为气态,属于升华现象;升华时吸收热量,使空气中的水蒸气遇冷液化为小水珠;肉片拌入适量的淀粉,减少了肉片里水分的表面积能够减缓蒸发,肉片内的水分难以汽化,从而保持肉的鲜嫩;水雾在空气中凝结成雪花,液态水变为固态雪的过程叫凝固。
【变式练1】星期天小明和妈妈在厨房里准备给全家做一顿美味的午餐,小明发现厨房里的很多现象蕴藏着物理知识,其中正确的说法是( )
A.从冰箱里取出的冻虾上有一层白色的粉末,这是凝固形成的
B.水烧开后壶嘴处喷出的“白气”,是从壶嘴喷出的水蒸气
C.烧水时,100℃的水蒸气引起的烫伤往往比100℃的水烫伤更严重
D.放在笼屉里的馒头被蒸熟是因为水蒸气液化要吸热
【变式练2】厨房里存在很多热现象,将肉片直接放入热油里爆炒,会将肉炒焦,失去鲜味,厨师预先将适量的淀粉拌入肉片,炒出的肉片既嫩又鲜,主要是因为淀粉包裹在肉片表面,导致肉片内部的水分不容易发生 (填物态变化名称);炒菜比炖菜时锅中的温度高,导致炒菜容易焦,这是因为油的 比水高。
【变式练3】(2025广东深圳一模)物理学伴随在我们生活的各个方面。
生活中的物态
生活中处处都有物态变化的现象。厨房的炉子上正架着一口装了水的锅,盖上锅盖,加热锅里的水。几分钟后就可以听到“咕噜咕噜”的水声从锅里传来;揭开锅盖,“一股白气”迅速冒出来。打开冰箱,上层的隔板上放有一些蔬菜,仔细观察后发现,有时蔬菜上浮着一些“小冰粒”。把蔬菜拿出冰箱一会儿后,那些“小冰粒”就会消失,只剩下蔬菜叶上的水珠。
(1)“一股白气”迅速冒出来,“白气”的形成是 (选填“热锅”或“空气”)中的水蒸气 (填物态变化名称)形成的小水珠;
(2)有时蔬菜上浮着一些“小冰粒”。“小冰粒”的形成是水洗后蔬菜上的小水珠 (填物态变化名称)形成的。那些“小冰粒”就会消失,只剩下蔬菜叶上的水珠。“小冰粒”的消失是因为小冰粒 (填物态变化名称)变成了小水珠;
(3)下列事例中,为了防止熔化和凝固产生的不利影响的是 。
A.冰冻食品可以保鲜 B.将熔融玻璃制成玻璃板
C.冬天将水箱中的水放掉 D.高热病人利用冰袋降温
(4)用水壶向热水瓶中注开水时,小涛父母在一旁提醒他:“水快满了。”他的父母是根据声音的 (填“音调”、“响度”或“音色”)来判断的。
【易错点警示与例题突破】
【易错点1】对影响液体蒸发快慢的因素考虑的不周全,导致错误
影响蒸发快慢的因素有液体的温度、液体与空气的接触面积、液体表面空气的流动速度。此外还需知道
(1)水蒸发得快慢跟周围空气的湿度也有关,周围空气湿度越大,水蒸发得越慢。如夏天下雨前,人往往感到特别闷热,就是因为下雨前空气湿度大,人体上的汗液难以蒸发所致。
(2)对于不同的液体来说,蒸发的快慢还与液体的种类有关。比如,在通常条件下,酒精比水蒸发得快,汽油比柴油蒸发得快。
【例1】(2025·甘肃)炎热的夏天洗完澡后身上有水,走动时会感到非常凉快,这是因为身上的水蒸发 (选填“吸热”或“放热”)的缘故;附近的人能闻到沐浴露的香味,这是由于分子在不停息地做 。
【答案】吸热 无规则运动
【解析】炎热的夏天洗完澡后身上有水,走动时身上的水蒸发吸热,使身体温度降低,感到非常凉快;附近的人能闻到沐浴露的香味,这是扩散现象,说明分子在不停息地做无规则运动。
【易错点1的针对性训练】
1. (2023湖南长沙)下列是小李同学在劳动实践活动中采取的系列措施,其中为了减缓蒸发的是( )
①使用酒精灯加热,不使用时盖上灯帽
②植树时剪掉多余的枝叶
③把洗过的衣服晾晒在通风处
④培育玉米苗时盖上地膜
⑤将收割的小麦摊开晾晒
A. ①②③ B. ②③④ C. ③④⑤ D. ①②④
【易错点2】认为看得见的“白气”就是水蒸气的错误
水蒸气是一种无色无味的气体,我们人眼是看不到的,在平时我们看得到的从壶嘴冒出的“白气”、雪糕周围的“白气”,其实都是水蒸气遇冷液化形成的大量悬浮在空中的小水滴。凡是看得见的“白气”、“白雾”都不是水蒸气。
【例2】(2025·陕西·A卷)小明在家中进行了如图所示的探究,壶嘴冒出大量“白气”,“白气”接触到装有冰块的金属盘后,金属盘底部外侧出现小水珠、金属盘中的冰块逐渐变小。关于该探究过程,下列说法正确的是( )
A. 水壶中的水发生了升华现象
B. 壶嘴冒出的“白气”是水蒸气
C. “白气”接触金属盘后出现小水珠,是因为“白气”发生了液化现象
D. 金属盘内冰块变小的过程中需要吸收热量
【答案】D
【解析】A.水壶中的水吸热后由液态变为气态,所以发生的是汽化现象,不是升华现象,故A错误;
B.水蒸气是一种无色、透明的气体,直接用眼睛是看不到的;壶嘴冒出的“白气”是壶内高温的水蒸气遇冷液化成的小水滴,故B错误;
C.金属盘上放有冰块,从壶嘴处冒出的“白气”接触低温的金属盘后出现小水珠,一是因为壶嘴冲出的不可见的水蒸气遇冷发生液化成小水滴,二是液化后的小水滴附着在金属盘底,积少成多,出现了小水珠,所以不是“白气”发生了液化现象,故C错误;
D.壶嘴冒出的水蒸气遇冷液化成小水滴要放热,放出的热量被金属盘中的冰块吸收,冰块吸热熔化成水而变小,说明金属盘内冰块变小的过程中需要吸收热量,故D正确。故选D。
【易错点2的针对性训练】
2.(2025南京二模)在炎热夏季无风的环境中,剥出冰棒后可以看到冰棒周围会冒“白气”。小明和小强分别画出甲、乙两幅图来反映冰棒周围“白气”的情形。则下列有关物态变化过程和现象的说法,正确的是( )
A.图甲符合实际,“白气”属于液化现象
B.图乙符合实际,“白气”属于汽化现象
C.吃冰棒解热是熔化过程,吸热
D.冰棒从冰箱拿出后包装袋上出现的“白霜”属于凝固现象
3.(2025深圳二模)深圳某中学科创小组正在汇总物理笔记,下列关于“白气”说法正确的是( )
A.清晨河面上的“白气”,是河水汽化而成的水蒸气
B.冰淇淋的“白气”是周围的空气遇冷液化形成的小水珠
C.舞台上释放的“白气”,是干冰升华成的气态二氧化碳
D.冬天,水烧开后壶嘴处的“白气”,是壶嘴喷出的水蒸气液化形成的
4.(2025山东潍坊二模)标准大气压下,液态氮的沸点为,室温下将液态氮置于试管中,会看到试管周围有大量“白气”产生,并且筷子上有霜形成,如图所示。下列关于该现象的分析正确的是( )
A. 霜的形成需要吸热 B. 霜是水蒸气凝华形成的
C. “白气”的形成需要吸热 D. “白气”是氮气液化形成的
5.(2025广西一模)生活中我们常看到“白气”,下列有关“白气”形成的说法中正确的是( )
A.文艺演出时舞台上经常释放“白气”,这是干冰升华吸热,使空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水珠;
B.夏天打开冰箱门会冒“白气”,这是冰箱内的空气液化成的小水滴;
C.冬天水烧开后壶嘴处喷出“白气”,这是壶嘴喷出的水蒸气;
D.深秋清晨的河面上经常出现“白气”,这是河水蒸发出的水蒸气。
【易错点3】在探究水沸腾实验时,对停止加热,水仍会沸腾的原因理解错误
刚撤去酒精灯时,水还会继续沸腾一小段时间,这是因为此时石棉网和烧杯底的温度暂时还高于水的沸点,水还能从石棉网和烧杯底继续吸热。
此外还要知道实验中,水的沸点与大气压有关。在标准大气压下水的沸点为100℃,水达到沸点后继续吸热会发生汽化,液态的水变为气态的水蒸气,水蒸气的温度最高为100℃,不可能更高。
【例3】(2025·长沙卷)图甲是小星改进后的探究水沸腾时温度变化特点的实验装置,其中A管开口。
(1)图甲中温度计的示数为______℃;
(2)小星根据实验数据绘制了温度随时间变化的图象如图乙所示。他观察到水从第5分钟开始沸腾,由图可知,水在沸腾时温度______;
(3)小星在水沸腾后撤去酒精灯,水停止沸腾后,在A管口连接抽气泵抽气使烧瓶内气压减小,水再次沸腾。由此可知,水的沸点随气压的减小而______。
【答案】(1)96 (2)不变 (3)降低
【解析】(1)由图甲可知,温度计的分度值是1℃,温度计的示数是96℃。
(2)由图乙可知,水从第5min开始沸腾,水的温度保持99℃不变,说明水中沸腾过程中,吸收热量,温度不变。
(3)水停止沸腾后,在A管口连接抽气泵抽气使烧瓶内气压减小,水的沸点与气压的大小有关,气压越小,沸点越低,所以烧瓶内的气压减小,使瓶内水的沸点降低,从而再次沸腾。
【易错点3的针对性训练】
6. (2025黑龙江绥化一模)如图甲是某兴趣小组同学“探究水沸腾前后温度变化的特点”的实验装置,记录的温度随时间变化关系图象如图乙所示。
(1)组装实验装置时,要保证用酒精灯的外焰加热,应先调整_______的位置;(选填“烧杯”或“温度计”)
(2)实验中杯□周围出现大量“白气”,“白气”的形成属于_______现象;(填物态变化名称)
(3)关于甲装置中硬纸片作用的说法,错误的是_______;(选填字母)
A.减少热损失B.降低杯内气压,使水沸腾更快
C.减少“水雾”的干扰,方便读数D.有助于固定温度计
(4)小组同学进一步分析图象,发现水沸腾时的特点是_______;
(5)实验结束后撤去酒精灯,水还能继续沸腾一会儿,产生这种现象的原因是__________。
【易错点4】对自然现象中的云、雨、雾、露、霜、雪、冰雹的成因理解混乱导致错误
1.太阳光照射,温度升高,地面上的水汽化成水蒸气,含有水蒸气的高温空气上升,在上升过程中,空气逐渐冷却,水蒸气液化成小水滴或凝华成小冰晶,大量的小水滴或小冰晶悬浮在高空,形成了云。这个云形成过程中体现的物态变化有汽化、液化啊、凝华。
2.空气中的水蒸气形成云后,云中的小水滴或小冰晶随着气流运动,它们相遇后越聚越大,达到一定程度后就会下落。在下落过程中,小冰晶吸热熔化成小水滴,与原来的小水滴一起落到地面,形成了雨。雨形成过程中体现的物态变化有熔化。
3. 水蒸气在空气中遇冷液化成小水滴,这些小水滴附着在悬浮于空气中的灰尘上,形成了雾。雾形成过程中体现的物态变化有液化。
4.空气中水蒸气遇到温度较低的树叶、花草等,液化成小水滴附着在它们的表面,形成了露。露形成过程中体现的物态变化有液化。
5.霜是地表水蒸气在温度迅速降低时凝华成的小冰晶;如果高空的水蒸气凝华成小冰晶,可能会以雪的方式降落到地面。霜雪形成过程中体现的物态变化有凝华。
6. 冰雹是体积较大的冰珠,云中的小冰晶和小水滴被上升气流带到温度低于0℃的高空,凝结为小冰珠。小冰珠在下降过程中,其外层受热熔化成水,并彼此结合,使冰珠越来越大,如果上升气流很强,冰珠就会再升入高空,凝结成较大的冰珠;经过多次上下翻腾,冰珠越来越大,当上升气流托不住它时,冰珠就会落到地面,形成冰雹。冰雹形成过程中体现的物态变化有凝固、熔化。
【例4】(2025·天津)边防战士守卫在北疆极寒之地,他们脚踏冻土,双肩落雪,满脸冰霜,将青春与热血镌刻在祖国的边境线上。其中“霜”的形成发生的物态变化是( )
A. 汽化 B. 液化 C. 升华 D. 凝华
【答案】D
【解析】物质从气态直接变为固态是凝华过程,霜是空气中的水蒸气直接变成的小冰晶,是凝华现象,故D符合题意,ABC不符合题意。故选D。
【易错点4的针对性训练】
7.(2025福建一模)二十四节气“春雨惊春清谷天,夏满芒夏暑相连;秋处露秋寒霜降,冬雪雪冬小大寒。”是中华民族农耕文明长期经验的积累和智慧的结晶。下列节气涉及的物态变化正确的是( )
A. “谷雨”节气,雨的形成是凝固现象 B. “白露”节气,露的形成是熔化现象
C. “霜降”节气,霜的形成是凝华现象 D. “小雪”节气,雪的形成是液化现象
8.(2025成都一模)水的物态变化使自然界有了雨、露、雾、霜、雪等千姿百态的奇观。关于图中水的物态变化,下列说法正确的是( )
A. 图甲中,小草上露的形成是液化现象 B. 图乙中,树叶上霜的形成是凝固现象
C. 图丙中,河面上冰的形成是凝华现象 D. 图丁中,群山间雾的形成是升华现象
一、温度与温度计
1.(2025·陕西·B卷)请完成下列填空。如图,体温计的示数为___________℃。
二、熔化和凝固
1.(2025·四川宜宾卷)如图,下列描述晶体凝固的温度随时间变化曲线符合实际的是( )
A. B. C. D.
2.(2025·四川凉山)如图所示的几种物态变化,属于凝固的是( )
A.露珠的形成 B.冰糕的制作 C.霜打枝头 D.冰雪消融
3.(2025·江西)按照规划,我国将在2026年发射嫦娥七号月球探测器,前往月球南极寻找水冰。如果能找到冰,可以让冰 热量, (填物态变化名称)成水,将有利于人类在月球上建立活动基地并进行深空探索。
4.(2025·河南)如图,夏天,为制作冰凉的柠檬饮料,常在其中加几块冰。一是因为冰块的温度很低,二是因为冰块在______(填物态变化名称)成水的过程中吸热。制好的柠檬饮料在空气中散发着淡淡清香,这是______现象。用吸管将饮料吸入口中,是利用了______的作用。
5.(2025·黑龙江伊春市)黑龙江的冬天,白雪皑皑,风景如画。南方的朋友们在这里见到了美丽的雾凇,同时也品尝到了东北的特色食品——冻豆腐。冻豆腐的制作过程是人们把含较多水分的鲜豆腐完全冷冻,吃的时候放入锅中和其他食材一起炖煮,豆腐会出现许多小孔,吸满浓浓的汤汁,吃起来很美味。请根据文中信息,写出涉及到的两种物态变化,并简要写出分析依据。
6.(2025·湖北)小明通过实验探究水凝固前后温度的变化,步骤如下:
①在烧杯中倒入低温食盐水,用温度计测得其温度为-15℃;
②在试管中加入少量水,将试管下端浸入食盐水中,如图甲;
③用步骤①中的温度计测量试管中物质的温度,绘制成图乙所示图像。
(1)本实验选用的温度计是______。(填字母代号)
(2)图丙中温度计的读数为______℃。
(3)由图乙知水的凝固点是______℃。
(4)4~8min试管中物质的内能______。(填变化趋势)
(5)实验中小明发现烧杯外壁出现白霜,这是______现象。(填物态变化名称)
7.(2025·四川眉山)某实验小组利用图甲所示实验装置探究冰熔化时温度的变化规律。
(1)实验中按图甲的方式对碎冰加热,目的是使碎冰 。
(2)如图乙所示温度计的示数是 。
(3)根据实验数据画出冰熔化过程的“温度一时间”图像,如图丙所示。分析图像可知:冰熔化过程中要 (选填“吸收”或“放出”)热量,但温度保持不变,属于 (选填“晶体”或“非晶体”)。
(4)进一步分析图像发现,0至时段内的温度变化比时刻后的温度变化快,其主要原因是冰和水的 不同。
(5)若对烧杯持续加热,烧杯中的水沸腾后试管中的水 (选填“会”或“不会”)沸腾。
三、汽化和液化
1.(2025·山西)如图为山西省运城市著名的七彩盐湖,运城人民在千年前就将盐湖水引入盐田,利用日光和风力使湖水减少,盐便结晶出来。此过程中,湖水发生的物态变化是( )
A. 液化 B. 汽化 C. 升华 D. 凝华
2.(2025·黑龙江伊春市)北方冬天室外的气温很低,司机进入小轿车并关闭所有车门后,若没有打开汽车空调,过一会儿就会发现车窗内壁上会形成一层水雾;司机打开空调的暖风后,车窗内壁上的水雾会逐渐消失。关于此现象的解释正确的是( )
A. 车窗内壁上水雾的形成是由于小轿车内的空气液化形成的
B. 车窗内壁上水雾的形成是由于小轿车内的空气汽化形成的
C. 车窗内壁上水雾会逐渐消失是因为车窗内壁上的水珠汽化成了水蒸气
D. 司机打开空调的暖风主要是通过做功的方式提高车窗内壁上水珠的温度
3.(2025·山东卷)仲夏晨曦光初透,枝头栖蝉被星露。蝉身上的露珠形成时发生的物态变化是( )
A. 凝华 B. 液化 C. 熔化 D. 凝固
4.(2025·四川南充)如图,升钟湖湖边极易形成美丽的景观现象——雾,下列现象与湖边雾形成的物态变化相同的是( )
A.车窗玻璃上形成的薄雾 B.烟花燃放时产生的烟雾
C.冬天树枝上出现的雾凇 D.医院治疗时将药物雾化
5.(2025·山东烟台)(多选)中华优秀传统文化博大精深,处处蕴含着古人的智慧和情怀。下列对古诗词中涉及的物理现象解释正确的是( )
A.“可怜九月初三夜,露似真珠月似弓”——露的形成是汽化吸热
B.“夜来城外一尺雪,晓驾炭车辗冰辙”——冰的形成是凝固吸热
C.“月落乌啼霜满天,江枫渔火对愁眠”——霜的形成是凝华放热
D.“斜月沉沉藏海雾,碣石潇湘无限路”——雾的形成是液化放热
6.(2025·贵州)《天工开物》里有凿井取盐的记载,大意是凿出盐井并舀出含盐卤水入锅熬煮,去除水分后便可得到盐。去水取盐的过程中,水发生的物态变化是( )
A. 液化 B. 熔化 C. 汽化 D. 凝华
7.(2025·黑龙江卷) 如图所示,夏天,将冰镇的饮料在温暖的室内放一会儿,饮料瓶外壁上会出现密集的小水滴。下列自然现象形成的原因与饮料瓶外壁上出现小水滴的原因相同的是( )
A. 冰封湖面 B. 冰雪消融 C. 寒冬凝霜 D. 秋起晨雾
8.(2025·北京)在青藏铁路工程中,为了保证多年冻土区路基的稳定性,铁路两侧竖立了许多热棒。如图所示,热棒是封闭的中空长棒,下端插在冻土中,上端装有散热片,里面填充低沸点的液态氨作为“制冷剂”。在寒冷的季节,空气温度低于冻土层温度,制冷剂作为热的“搬运工”,通过液态氨与气态氨的相互转化,使冻土层温度降低、厚度增加,这样即使到了暖季热棒不再工作,冻土也不会完全融化,冻土层因温度变化对路基产生的影响变小。关于热棒在工作过程中,下列说法正确的是( )
A. 液态氨吸收冻土热量变为气态氨是升华现象
B. 气态氨上升到热棒上端放出热量液化为液态氨
C. 热棒的作用是把热量从空气中传到冻土中
D. 冻土层从热棒吸收热量,厚度增加
9.(2025·黑龙江卷)实验小组探究“冰熔化时温度变化规律”和“水沸腾时温度变化的特点”。
(1)组装实验器材时,应按______(选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序组装。试管中装有适量碎冰,烧杯中盛有适量热水,烧杯中水面略高于试管中碎冰的上表面。组装完成的实验装置如图甲所示;
(2)①点燃酒精灯前,对实验装置进行检查,发现烧杯中的温度计安装出现错误,该错误是:______。改正错误并检查无其他错误后,继续实验;
②点燃酒精灯后,一边观察实验现象,一边记录加热时间和温度计示数。图乙是试管中温度计在某时刻的示数,其读数是______℃;
(3)根据实验数据绘制图象。绘制试管中物质温度随时间变化的图像,如图丙所示;绘制烧杯中物质温度随时间的变化图像,如图丁所示;
①分析图丙中图像可知,图丙中______(选填“AB”“BC”或“CD”)段图像能够反映冰熔化过程中温度随时间的变化规律;
②分析图丁中图像可知,水在沸腾的过程中,温度变化的特点是______;
(4)小明发现,试管中的碎冰完全熔化成水以后,继续加热,时刻以后的温度变化特点与水沸腾时的温度变化特点相同,所以他认为时刻以后试管中的水沸腾了。你认为该结论是否正确?请说明你的判断依据:______;
(5)实验小组对实验进行评估,认为将烧杯中的水加热至沸腾用时过长。若重新实验,使用原装置给同样多的碎冰加热,要明显缩短加热时间,对加入烧杯中的水可采取的合理措施是______(选填“提高水的初温”或“减少水的质量”)。
10.(2025·湖南)小伟用如图甲所示装置探究小烧杯中的水能否沸腾。两个烧杯中装有初温相同的纯净水,当大烧杯中水温接近90℃时,每隔2min分别记录一次两支温度计的示数,根据实验数据绘制出温度与时间关系的图像,如图乙所示。
(1)为获取实验数据,本实验用到的测量工具有烧杯、温度计和 ;
(2)如图丙,温度计的示数为 ℃;
(3)本次实验中,加热一段时间后,观察到大烧杯的水中有大量气泡产生且温度保持不变,小烧杯的水中始终没有大量气泡产生,温度也保持不变。此时小烧杯中的水是否沸腾,并说明判断的依据: 。
四、升华和凝华
1.(2025·四川成都)水的浩瀚,绰约多姿。关于水的物态变化,下列说法不正确的是( )
A.冰熔化成水
B.水汽化成水蒸气
C.水蒸气液化成小水珠
D.小水珠凝华成冰
2.(2025·山东烟台)(多选)中华优秀传统文化博大精深,处处蕴含着古人的智慧和情怀。下列对古诗词中涉及的物理现象解释正确的是( )
A.“可怜九月初三夜,露似真珠月似弓”——露的形成是汽化吸热
B.“夜来城外一尺雪,晓驾炭车辗冰辙”——冰的形成是凝固吸热
C.“月落乌啼霜满天,江枫渔火对愁眠”——霜的形成是凝华放热
D.“斜月沉沉藏海雾,碣石潇湘无限路”——雾的形成是液化放热
3.(2025·黑龙江卷)有一种新型黑色碳粉材料。在激光的照射下,纸张上的黑色碳粉直接______为碳蒸气,字迹消失。再经过特殊冷却装置,碳蒸气直接______成碳粉。纸张和碳粉可以重复使用,有效节约资源。(两空均填物态变化名称)
4.(2025·江苏苏州)如图所示,用镊子取几块干冰放入瓶中,将气球套在瓶口。干冰因 变为气态,使气球逐渐变大,同时空气中的水蒸气遇冷 ,在瓶底形成白霜。(填物态变化名称)
5.(2025·陕西·B卷)干冰是固态的二氧化碳,在常温下可以直接变成气态的二氧化碳,这种物态变化叫作___________。如图,将干冰放在试管中,试管周围会出现大量的“白气”,这是因为干冰直接变成气态二氧化碳的过程中,从空气中___________(选填“吸收”或“放出”)大量的热,导致周围空气的温度降低,从而使空气中的水蒸气遇冷___________(填物态变化的名称)形成小水滴,这些小水滴浮在空气中,形成了我们看到的“白气”。
五、跨学科实践:探索厨房中的物态变化问题
1.(2025新疆一模)小明在厨房中发现:壶里的水烧开以后,壶嘴上方冒出一团团“白气”,如图甲所示。
(1)这“白气”实质上是一些______(填“水蒸气”或“小水滴”);
(2)小明仔细观察又发现:“白气”从喷出到消逝要经历三个物理过程:
①靠近壶嘴的地方,我们什么也看不见。这是因为壶内水沸腾时产生了大量的水蒸气,在壶嘴附近由于温度比较______(填“高”或“低”),仍然保持______状态;
②水蒸气离开壶嘴一段距离以后,发生______(填物态变化名称)现象,形成“白气”;
③“白气”进一步上升,分散到干燥的空气中,发生______(填物态变化名称)现象,我们又什么也看不见了;
(3)小明从日常生活中还发现:有时壶嘴上方的“白气”比较多,有时比较少。如图乙所示,可以判断出______(填“A”或“B”)房间的气温比较高。中小学教育资源及组卷应用平台
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第十九讲 物态变化
讲义目录
考情分析.........................................................................................................1 思维导图.........................................................................................................2 夯实基础.........................................................................................................2 知识清单...........................................................................................................2 重要考点解题指南与例题解析及变式练.......................................................19 考点1 温度与温度计......................................................................................19 考点2 熔化和凝固..........................................................................................21 考点3 汽化和液化..........................................................................................24 考点4 升华和凝华..........................................................................................27 考点5 跨学科实践:探索厨房中的物态变化问题......................................29 易错点警示与例题突破...................................................................................31 真题在线........................................................................................................38
课标要求
1.能描述固液和气三种物态的基本特征,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。
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 温度与温度计 ★★ 每年考查1至2道题,分值为3至8分。一般以选择题、填空题、实验题、或简答题形式出现。考查概念和规律的理解应用为主,难度系数为0.7,属于中考试卷里容易题。2026年探究晶体熔化、水的沸腾实验、跨学科实践问题出现几率比较大。
考点2 熔化和凝固 ★★
考点3 汽化和液化 ★★★
考点4 升华和凝华 ★★
考点5 跨学科实践:探索厨房中的物态变化问题 ★
★★★代表必考点,★★代表常考点,★星表示中频考点。
知识点一、温度与温度计
(一)物态变化
1. 水的三种状态及存在形式
物态 固定的形状 一定的体积 存在形式
固态 有 有 冰、冰雹、霜、 小冰晶、雪
液态 无 有 雨、露、雾、“白气”
气态 无 无 水蒸气
2. 自然界的水循环
阳光下,海洋、陆地上的水变成水蒸气,随风飘动,在高空集聚成云,通过雨、雪等形式降落到海洋、陆地。然后又以水蒸气的形式回到大气中,开始了新的循环。如此周而复始,形成了海洋、陆地、大气间的水循环,如图所示。
水循环 物态变化
3. 物态变化
(1)概念:物理学中,将物质由一种状态向另一种状态的变化称为物态变化。
(2)理解
①物质的种类没有发生变化,只是状态发生了变化;
②物质仅形状发生变化的不是物态变化,如铁块变成铁屑,状态没变,因此不属于物态变化;
③物态变化有条件,通常与温度有关。
(二)温度
1. 概念:表示物体的冷热程度,用字母t来表示。热的物体温度高;冷的物体则温度低。
2. 温度单位
温度的常用单位是摄氏度,符号℃。摄氏度的规定:把在1标准大气压下冰水混合物的温度定为0℃;沸水的温度定为100℃。
4. 温度单位的读法
比0℃高的温度值直接读,如“37℃”读作“37摄氏度”;比0℃低的温度值在数字前加“-”号,读作“负”或“零下”,如“-20℃”读作“负20摄氏度”或“零下20摄氏度”。
5. 生活中几种常见的温度值
人体的正常体温 约37℃
我国的最低气温 约-52℃
1个标准大气压下冰水混合物的温度 0℃
1个标准大气压下沸水的温度 100℃
人体感觉最舒适的温度 23℃左右
人洗澡时最舒适的温度 约40℃
[拓展] 热力学温度
热力学温度又称开尔文温标、绝对温标,符号为T,它的单位是开尔文,简称开,符号为K。是另一种标定、量化温度的方法。热力学温度将-273.15℃定义为0K,分度方法与摄氏温度相同,和摄氏温度t的关系为:T=t+273.15℃,即使用热力学温度时,冰水混合物的温度为273.15K。
(三)温度计及其使用
1. 温度计
(1)原理:实验室和家庭中常用的液体温度计是根据液体的热胀冷缩的原理制成的。
(2)种类:
①根据测温物质分:酒精温度计、煤油温度计、汞温度计等。
②根据用途分:实验室用温度计(图甲)、体温计(图乙)、寒暑表(图丙)。
(3)构造:玻璃外壳(有刻度)、玻璃泡(内有液体)。
(4)构造特点
①温度计玻璃泡的玻璃壁很薄,这是为了使测温物质的温度能很快与被测物的温度相同。
②温度计玻璃管的内径很细,这是为了当被测物质温度有少许变化时,玻璃管中液柱就会发生显著的变化。
③温度计的玻璃泡容积越大,玻璃管的内径越细,相同温度变化引起的液柱长度变化就越大,温度计的测量结果就越准确。
④不同温度计的测温物质不同。
2. 液体温度计的使用
(1)使用温度计前,首先要看清它的零刻度线、量程、分度值。
①量程:所能测量的最低温度和最高温度的温度范围。
②分度值:一个最小格代表的值。
(2)温度计的使用规则
①使用前要观察温度计的量程,估计被测物体的温度是否在量程内。
②测量时温度计的玻璃泡应被包围在被测物体内。
③测量液体温度时,温度计的玻璃泡应浸没在液体中,但不能接触容器壁和容器底。
④待温度计内液柱的液面稳定时再读数;读数时玻璃泡要继续留在被测物体中,不要取出读数(体温计除外);并且视线要与温度计中液柱的液面相平,如果仰视读数,会造成读数偏小,如果俯视读数,会造成读数偏大。
(四)体温计
1. 用途:测量人体温度。
2. 量程与分度值:量程是35~42 C,分度值0.1 C。
3. 特殊结构:如图所示,在体温计的玻璃泡和玻璃管之间有一段很细的弯管——缩口。
测体温时,玻璃泡内的水银随着温度的升高发生膨胀,通过细弯管挤到直管;当体温计离开人体读数时,水银变冷收缩,细弯管内的水银断开,直管内的水银不能自动退回到玻璃泡内,所以它显示的仍是人体的温度。
知识点二、熔化与凝固
(一)熔化
1. 概念:物质从固态变为液态的过程称为熔化。
2. 探究固体熔化时温度的变化规律
【提出问题】
在探究冰的熔化特点时,我们也许会提出这样一些问题:冰在什么情况下由固体变为液体?冰在熔化过程中与其他固体(如石蜡)在熔化过程中的温度变化情况相同吗?
【猜想和假设】
探究这些问题时,我们可能会猜测:当给冰和石蜡加热时,它们可能都会熔化,但其熔化过程可能相同,也可能不同,它们熔化时温度可能保持不变,也可能发生变化,等等。
【设计实验】
这些猜想对吗?我们需要通过实验来检验。让我们分别加热碎冰(或海波)和石蜡,多次测量其加热过程中的温度,比较其温度变化规律。
【实验仪器及安装】
实验仪器:铁架台、酒精灯、石棉网、烧杯、水、冰、石蜡、温度计、停表、搅拌器、火柴。
(1)实验时用两套完全相同的实验装置,试管中分别加入适量碎冰和石蜡。
(2)安装实验装置的顺序是从下往上依次安装。
(3)烧杯中水以热传递的方式给试管中的物质加热的方法称为“水浴法”。
【进行实验与收集证据 】
(1)分别将碎冰和石蜡放入两支试管中,取两个相同的酒精灯,按如图所示的器材自下而上地把仪器组装好,并且把试管放入水中合适位置,然后分别加热碎冰和石蜡,实验过程中还需不断搅拌试管中的碎冰或石蜡,使其受热均匀,观察碎冰和石蜡在熔化过程中温度及状态的变化。
(2)当温度升到-10℃时开始计时,每隔1min记录一次温度,同时认真观察冰、石蜡的状态变化,直到全部熔化后再记录3~4次。数据记录如下表。
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
冰的温度/℃ -4 -3 -2 -1 0 0 0 0 1 2 3
石蜡的温度/℃ 40 41 43 45 46 48 50 52 54 56 58
【分析论证】在方格纸上,纵轴表示温度,横轴表示时间,根据表格中各个时刻对应的温度在方格纸上描点,用平滑的曲线连接,便得到熔化时温度随时间变化的图像。
(1)冰的温度随时间变化的图像
AB段:碎冰为固态,碎冰吸热温度升高。
BC段:碎冰处于固、液共存状态,碎冰吸热但温度不变。在B点时是固态,开始熔化,C点熔化完成,是液态。
CD段:碎冰全部熔化为液态后,温度继续升高。
(2)石蜡的温度随时间变化的图像
石蜡在吸收热量的过程中温度一直升高。
(3)由甲、乙两图可知:碎冰有固定的熔化温度,石蜡没有固定的熔化温度。
【实验结论】
不同的物质在熔化过程中温度变化的规律不同。
(1)有的物质(如冰),在熔化过程中虽然继续对它加热,但温度保持不变;
(2)有的物质(如石蜡),在熔化过程中先变软,后变稀,最后熔化为液体,且在加热过程中温度一直升高。
【交流与评估】
(1)酒精灯要用点火工具点燃,绝不能用一盏酒精灯去点燃另一盏酒精灯;
(2)用完酒精灯必须用灯帽盖灭,不能用嘴吹灭;
(3)实验时为了使碎冰和石蜡受热均匀,试管应该选细一些的,且装入碎冰和石蜡的量不要太多;
(4)实验时,温度计的玻璃泡要与碎冰或石蜡充分接触,但不能碰到试管壁或试管底;
(5)0℃时,冰的状态不确定,有三种可能:固态、液态或固液共存态;
(6)海波由固态变成液态的温度为48℃左右,因此。有时也可用海波替代碎冰做实验。
(二)熔点
1. 晶体和非晶体
(1)晶体
在熔化过程中尽管外界不断加热,但其温度仍保持不变。这类固体有确定的熔化温度,称为晶体。常见的晶体:金属、钻石、冰、食盐、石墨等。
(2)非晶体
在熔化过程中,外界不断加热,其温度持续上升。这类固体没有确定的熔化温度,称为非晶体。常见的非晶体:石蜡、塑料、玻璃、松香、沥青等。
(3)晶体和非晶体的区别:
晶 体 非 晶 体
熔点和凝固点 有 没有
熔化过程 吸收热量,温度不变,物质 处于固、液共存状态。 吸收热量,温度升高,物质先变稀, 最后成为液体。
熔化条件 温度达到熔点,继续吸热。 吸收热量
凝固条件 温度达到凝固点,继续放热。 放出热量
熔化图像
凝固图像
举 例 海波、水晶、食盐、各种金属 沥青、玻璃、松香、石蜡
2. 熔点
(1)熔点:物理学中将晶体熔化时的温度叫做熔点。所以,晶体有熔点,而非晶体则没有熔点。不同晶体的熔点是不一样的。
(2)常见晶体的熔点 (1个标准大气压下)
(3)晶体熔化的条件
一是温度达到熔点;二是继续吸收热量。晶体熔化时虽然温度不变,但是必须加热,若停止加热熔化也会马上停止,即熔化过程要吸热。
(4)晶体熔点的变化
晶体的熔点也会由于外界压强的变化或杂质的存在等原因而变化。
例如,往装有冰块的烧杯中放些盐并搅拌,这时烧杯中冰的熔点会低于 0 ℃。再如,下雪天,人们为了出行方便,常常向积雪的公路上撒盐,因为盐能尽快地融雪,而盐水在 -20 ℃以下才结冰。尽管盐融雪使交通畅通了,但却会腐蚀车辆、道路,污染地下水,破坏植被,甚至危害人体等,因此,应慎用盐融雪的方法。
(5)拓展——熔化吸热的微观解释
通过前面探究冰的熔点可知,当晶体熔化时,温度不变 ;但若停止加热,熔化过程就会停止,这是为什么呢?
当晶体被加热时,分子运动更加剧烈,分子间的束缚随之减弱,以致有的分子能较自由地“游动”,呈流动性,这时,晶体便处于熔化过程。如果要使熔化过程继续,需对晶体继续加热,以便更多的分子能“游动”。所以,在熔化过程中外界所提供的热量,用于减小分子间的束缚,并不能使晶体的温度升高。这也说明熔化是吸热过程。
工作人员在撒盐融雪 晶体熔化时的分子运动模型
(三)凝固
1. 凝固点
(1)概念:晶体形成也有确定的温度,这个温度叫凝固点。
凝固是熔化的相反过程。同一种晶体的熔点和凝固点是相同的。非晶体既没有熔点,也没有凝固点。通常情况下,冰的熔点是0℃。当温度为0℃时,冰、水可以共存;当温度高于冰的熔点时,冰熔化成水;当温度低于冰的熔点时,水就凝固成冰.
(2)凝固放热:晶体在熔化过程中要吸热,在凝固过程中则会放热。
(3)晶体凝固的条件:一是温度达到凝固点;二是继续放出热量。
2. 凝固放热及其应用
(1)北方冬季贮菜,人们常在地窖放几桶水,以防止地窖的菜被冻坏。因为当气温下降至0℃以下时,桶里的水会凝固成冰,在凝固过程中,水会放出热量,该热量可使地窖的温度不至于降得太低,从而避免蔬菜被冻坏。
地窖里的水桶与蔬菜 聚乙烯材料
(2)现在人们研究出一种聚乙烯材料,将这种材料制成颗粒状,掺在水泥中制成储热地板或墙壁。这种材料在15~40℃的范围内凝固或熔化,天气热时颗粒熔化从周围空气中吸热,天气冷时又凝固成颗粒向周围空气中放热,从而起到调节室内温度的作用。
知识点三、汽化与液化
(一)汽化
1. 汽化定义:物质从液态变为气态的过程称为汽化。汽化的两种方式:沸腾和蒸发。
2. 沸腾
沸腾是在一定温度下液体的内部和表面同时发生的剧烈汽化现象。
(1)探究水的沸腾特点
【提出问题】水在什么情况下会沸腾?在沸腾过程中,温度如何变化呢?
【猜想和假设】水沸腾时会产生很多气泡;水沸腾以后,如果继续加热,水的温度不变;如果继续加热,水的温度会越来越高。
【设计实验】①器材与安装:实验装置的顺序是从下往上依次安装。
②温度计在使用过程中不要碰到容器底和容器壁。
【进行实验与收集数据】①在烧杯中加入水,用酒精灯加热,观察水发生的变化:水的温度、水发出的声音、水中的气泡等。
②当水温达到90℃时,每隔1min,记录一次温度。直到水沸腾后再持续几分钟为止。将数据记录在表格中。
③撤掉酒精灯,停止对烧杯加热,观察水是否继续沸腾。
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 …
温度/℃
水中气泡 变化情况 沸腾前:_________
沸腾时:_________
【实验现象】①沸腾前,温度不断上升,烧杯底部有少量的气泡产生,并且温度越高,气泡越多,气泡在上升的过程中逐渐变小。
②沸腾时,温度保持不变,烧杯底部有大量的气泡产生,并且气泡在上升过程中迅速变大,到液面处破裂,放出里面的水蒸气。
③停止加热,水立刻停止沸腾,温度开始下降。
【分析与论证】以时间为横轴,温度为纵轴,用图像法处理实验数据如图所示。
分析:①水在沸腾前温度不断升高。②在沸腾时,继续吸收热量,但温度保持不变。
【实验结论】
(2)沸腾的特点
①液体沸腾需要吸热,但温度保持不变。
②各种液体沸腾时都有确定的温度,这个温度叫沸点。
③液体沸腾的条件:一是达到沸点;二是继续吸热。二者缺一不可。
【交流与评估】
①实验时烧杯中的水要适量,水太多,加热时间会很长;水太少,温度计的玻璃泡会露出水面,导致测温不准确。
②实验中为了缩短加热时间,可用温水加热,或在烧杯上加盖,以减少热量损失。
③实验时可能得出水沸腾时的温度不是100℃的结果,可能原因有实验使用的温度计没有校准;测量时的气压不是1个标准大气压。
(3)沸点
①定义:水在沸腾的过程中,虽然继续吸热,但它的温度却保持不变,这个温度叫沸点。
②影响液体沸点的因素
液体的沸点与液体的种类有关。不同液体沸腾时的温度是不同的,因此,其沸点也是不同的。液体的沸点与大气压有关,大气压越高,沸点越高。反之,大气压越低,沸点越低。
(4)信息窗
物质的沸点在不同条件下也会发生变化。例如,在水中放些盐或糖,沸点升高,如果加入酒精,则沸点降低。又如,海拔高的地方由于气压低,水的沸点会随之变低。通常,地势每升高1 000 m,水的沸点就降低约3 ℃。我国的青藏高原,平均海拔在4 000 m以上,被称为“世界屋脊”。在这里,水的沸点常年都达不到100 ℃,大部分地区水的沸点为84~87℃。在8848.86m高的珠穆朗玛峰上,烧开的水只有73.5℃。这样的温度,连鸡蛋也煮不熟。高压锅则可以解决该问题,高压锅密封性能好,锅内的气压比外界大气压高,水的沸点可在100℃以上,因此,食物能很快煮熟。
3. 蒸发
(1)定义
在任何温度下只在液体表面发生的汽化现象叫做蒸发。在任何温度下都能发生,只发生在液体的表面,较为缓慢,无气泡产生。
(2)蒸发吸热
①探究实验
把酒精反复涂在温度计的玻璃泡上,用扇子扇,温度计读数有什么变化?如果温度计上不涂酒精,用扇子扇,温度计读数会变化吗?
现象:用扇子扇,涂酒精的温度计的读数降低,不涂酒精的温度计读数不变。
结论:液体蒸发吸热。
②蒸发吸热的实例
人们常用酒精为高烧病人降温、夏天在地面上洒水会感到凉爽,是利用水在蒸发时吸热来降低温度。人们在高温的天气里大汗淋漓,是人体自我保护的生理现象,汗液蒸发吸热,使体温不致升的太高。
(3)影响蒸发快慢的因素
探究过程 如图所示,在相同条件下,将湿衣服放在阳光下和阴凉处,比较衣服晾干的快慢 如图所示,相同条件下,将湿衣服展开与折叠起来,比较衣服晾干的快慢 如图所示,在相同条件下,将湿衣服放在通风处和无风处,比较湿衣服晾干的快慢
现象 阳光下衣服干得快 展开的衣服干得快 通风处的衣服干的快
原因分析 阳光下,温度高,水蒸发得快 展开的衣服表面积大,水蒸发得快 通风处空气流速大,水蒸发得快
探究归纳 上述现象说明,对同一种液体,影响蒸发快慢的因素: (1)液体的温度。液体温度越高,蒸发得越快; (2)液体的表面积。液体的表面积越大,蒸发得越快; (3)液体表面上方空气的流速。液体表面上方空气流动速度越大,蒸发得越快
5. 拓展——液体汽化时的分子运动模型
液体在沸腾过程中,大量分子会挣脱周围分子的引力而飞出,若要使沸腾过程继续,必须对液体继续加热,以便更多的分子飞出。在沸腾过程中,来自外界的热量为分子挣脱引力提供了能量,但无多余能量使液体温度升高(如图所示)。另外,为什么液体的蒸发随时都在发生呢?这是因为在任何温度下,总会有一些分子可以得到足够的能量而挣脱周围液体分子的吸引,从而脱离液面飞向空中。
液体汽化时的分子运动模型
【诠释】蒸发和沸腾的比较:
异同点 蒸 发 沸 腾
不同点 只在液体表面进行 在液体表面和内部同时进行
任何温度下都可以进行 必须达到沸点且继续吸热
缓慢的汽化现象 剧烈的汽化现象
温度降低 温度保持不变
相同点 1.都是汽化现象。2.都使液体变为气体。3.都要吸收热量。
(二)液化
1. 液化的概念: 物质从气态变为液态的过程称为液化。
2. 液化现象——雾、露的形成
雾、露都是指空气中的水蒸气液化的液态水(小水滴)。傍晚或夜间,地面附近或地物的温度降低,空气中的水蒸气遇冷液化成小水珠,依附在草木上,就形成了露,依附在浮尘上,就形成了雾。
3. 液化的方法
(1)液化的方法一:降低气体的温度
实验一:如图甲所示,在烧屏中注入适量的水,用酒精灯加热。观察瓶内和平口的上方,你看到了什么现象?
①实验现象:烧瓶内的水未沸腾时,在瓶口上方可见少量“白雾”;水沸腾以后,瓶口上方的“白雾”增多,但在口的地方却看不见“白雾”。
②分析现象:对水加热,水变为水蒸气,水蒸气遇到温度比较低的瓶壁、瓶口变为小水珠“白雾”(液态)。水沸腾以后,口的地方温度较高,水蒸气不容易液化,所以却看不见“白雾”。
甲 乙
实验二:如图乙所示,在瓶口上方倾斜放置一个金属盘,观察金属盘的底面,你看到了什么现象?(室温较高时,可以在金属盘上放一些冰块)
①现象:有许多水滴附着在金属盘的底面,并不断往下滴。
②分析现象:在实验中水蒸气遇到温度较低的金属盘表面,又变为小水滴。
③实验结论:液化需要降低气体温度。
(2)液化的方法二:压缩气体的体积
实验:如图,取一支大注射器,拉动活塞使注射器里吸进一些乙醚。取下针头,用橡皮帽把注射器的小孔堵住。先向外拉动活塞时,然后再推活塞(压缩乙醚),观察两种情况下乙醚状态的变化。
①现象:向外拉动活塞到一定程度时,注射器里的液态乙醚消失,然后推活塞到一定程度时,可以观察到会有液态乙醚出现。
②实验结论:用压缩体积的方法可以使气体液化。
4. 液化放热
上述实验中,用手试摸金属盘,感觉温度有什么变化?
(1)现象:用手试摸金属盘时,感觉金属盘温度升高。
(2)实验结论:水蒸气液化时放热。
5. 液化的实例
(1)在一定温度下,将气体液化的最大好处是体积缩小,便于储存和运输。
(2)为什么被100℃ 的水蒸气烫伤比100℃的开水烫伤更严重?
水蒸气液化时要放出大量的热,放了这些热之后才变成100 C的水,其还能继续对人造成烫伤。
知识点四、升华与凝华
(一)升华
1. 升华的概念:物质直接从固态变为气态的过程称为升华。如,橱柜里的樟脑球过一段时间后变小了;冬天,挂在外面的湿衣服上结的冰没有熔化,过了一段时间衣服也晾干了。
2. 升华吸热
(1)探究碘的升华
操作:如图所示,把少量的碘放入烧瓶中,瓶口加盖玻璃片,然后微微加热,观察有什么现象发生?你能解释吗?停止加热后,继续观察有何现象发生?你能解释吗?
碘的升华实验
现象与解释:在用慢火加热的过程中,我们看到紫色气体充满整个烧瓶,并且固态碘逐渐减少,最后不见了,而盛碘的烧瓶中没有液体出现,也就是固态碘没有变成液态而是从固态直接变成了气态,而在此过程中我们对碘加热,说明碘的升华过程是吸热过程。
(2)探究归纳:物质由固态直接变为气态要吸热,即升华吸热。
3. 升华吸热及应用
(1)储藏食物:在运输蔬菜时,上面放干冰,利用它的升华来吸热降温,防止食物腐烂。
(2)制造舞台烟雾:舞台上利用干冰升华从空气中吸热,空气中的水蒸气遇冷液化为小水珠形成“烟雾”。(3)人工降雨:用干冰升华吸热来进行人工降雨。
(4)医学手术:现在医学中利用的“冷冻疗法”,就是把干冰放在病变组织上,利用干冰升华吸热迅速降温冷冻,使组织坏死,达到不用“动刀”而治愈的目的。
(二)凝华
1. 概念:物质从气态直接变为固态的过程称为凝华。
2. 凝华放热及应用
在上图所示的实验中,当停止加热后,我们看到容器中碘蒸气遇冷又凝华成固态的碘颗粒,附着在玻璃片上。注意碘在凝华过程中要放出热量,即凝华放热。俗话说,下雪不冷化雪冷。这是由于雪是水蒸气凝华形成的,凝华放出热量,云层和地面保存了热量,我们不会感觉到特别冷;化雪时,雪熔化成水,并吸收热量,云层消散,空气潮湿,所以我们会感觉格外冷。
物态变化过程中的吸热、放热
1. 物质存在“三态、六变化、三吸热、三放热”
(1)三态:固态、液态和气态。
(2)六变化:六种物态变化,即熔化和凝固、汽化和液化、升华和凝华。
(3)三吸热和三放热:熔化、汽化、升华为吸热过程;凝固、液化、凝华为放热过程。
熔化和凝固互为相反过程,汽化和液化互为相反过程,升华和凝华互为相反过程,已知一个过程为吸(放)热过程,则它的逆过程一定为放(吸)热过程。
2. 自然界中水循环过程中的物态变化
云:液化或凝华。在太阳照射下,含有水蒸气的热空气快速上升,上升过程中,遇冷空气,水蒸气液化成小水滴或凝华成小冰晶,便形成了云。
雨:熔化。云中的小水滴或小冰晶,随气流的急速升降而上下运动,它们相遇后越聚越大,达到一定程度后就会下落。下落过程中,小冰晶吸热熔化成小水滴,与原来的小水滴一起落到地面就形成了雨。
露:液化。在昼夜温差较大时,清晨空气中的水蒸气遇到温度较低的树叶、花草等,液化成小水珠附着在它们表面上成为露。
雾:液化。雾是水蒸气在空气中遇到冷空气液化成的小水滴,这些小水滴悬浮在空气中,在地面附近形成雾。
霜与雪:凝华。霜是地表的水蒸气在0℃以下的温度时,直接凝华成的固体。如果高空的温度在0 ℃以下,水蒸气直接凝华成小冰晶,便以雪的形式降回地面。
雹:熔化或凝固。雹是体积较大的冰珠,云中的冰晶和水珠被上升气流带到气温低于0℃的高空,凝结为小冰珠,小冰珠在下落时,其外层受热熔化成水,并彼此结合,使冰珠越来越大,如果上升气流很强,就会再升入高空,在其表面形成一层冰壳,经过多次上下翻腾,结合成较大的冰珠,当气流托不住时,冰珠落到地面上,形成冰雹。
冰箱中的吸、放热。冰箱的制冷原理也与放热、吸热的物态变化过程有关。如图所示,当电冰箱通电后,压缩机将蒸发器内的制冷剂气体吸出,使其变成温度较高的压缩气体;接着,该制冷剂气体在冰箱的冷凝器中液化,散热装置向外界放热;然后,制冷剂液体经毛细管进入蒸发器,在蒸发器中汽化而大量吸收冰箱内的热量,这样冰箱内的温度就降低了。
知识点五、全球变暖与水资源危机(补充)
(一)全球变暖
1. 全球变暖的原因:全球变暖已是大家非常关注的一种现象。导致全球变暖的原因是多方面的,其主要原因是现代工业大量使用矿物燃料(如煤、石油、天然气等)作为能源,排放出CO2等多种温室气体,这些温室气体使太阳的热量聚集在地球周围,导致温室效应加剧,使全球变暖。
2. 全球变暖给人类带来的不利影响
(1)海面上升的影响:全球变暖会引起地球南、北两极的冰山熔化,这将使低地被淹;海岸被冲蚀;地表水和地下水盐分增加,影响城市供水;沿海和岛国居民生活受到严重威胁。
(2)对动、植物的影响:气候是决定生物群落分布的主要因素之一,自然界的动物、植物可能因无法适应全球变暖的速度而惨遭厄运或被迫转移。
(3)对农业的影响:温度和降水是决定种植的主要因素,温度及由温度引起的降水变化将影响到粮食作物的产量和作物的分布类型。
(4)对人类健康的影响:人类健康取决于良好的生态环境,全球变暖将成为本世纪影响人类健康的主要因素之一。高温天气将严重困扰人类健康,一些在热带地区流行的传染病也可能随着气候变暖而向更多国家传播。
(二)水资源危机
水资源。关于水资源,普遍认可的概念可以理解为人类长期生存、生活和生产活动中所需要的具有数量要求和质量前提的水量,也就是通常所指的淡水资源。
水资源危机。缺水已是一个世界性的普遍现象。据统计,全世界有很多国家存在不同程度的缺水问题,其中有些国家被列为严重缺水国。我国水资源匮乏问题也很严重。
水污染。造成严重缺水的主要原因之一是水的污染。如:人类排放的生活污水、工业废水、工业固体废物、生活垃圾、农业化肥等污染了水源。河流、湖泊遭受污染的同时,海洋也遭受了严重的污染。
(三)珍惜每一滴水
1. 水环境恶化带来的危害。一是危及人们的生活与健康。由于饮用水源被污染,饮水安全得不到保障,某些疾病发病率增高;二是对水生态造成破坏。
2. 保护水资源的措施。面对严峻的缺水问题和水资源的破坏问题,我们要珍惜每一滴水。
(1)采取节水技术来节约用水,如农业灌溉中可采用滴灌等技术来节约灌溉用水。工业生产中,可以通过改进设备、改造技术环节来节约用水。生活中更要注意节水,如一水多用,选用能够节水的生活用具等
(2)防治水污染,如工业废水要经过处理才能排放到河水中。
(3)植树造林、保护植被,防止水土流失。
3. 世界水日。第47届联合国大会根据《21世纪行动议程》提出的建议,决定自1993年起,将每年的3月22日定为世界水日。这旨在推动对水资源进行综合性统筹规划和管理,加强水资源保护,解决日益严峻的缺水问题,开展广泛的宣传教育以提高公众对开发和保护水资源的认识。
知识点六、跨学科实践:探索厨房中的物态变化问题
温馨提醒:探索并思考厨房里的物态变化知识(跨学科实践)
厨房里的物态变化实例:
①使用液化气:减压汽化现象,钢瓶中的液态燃料在减压时能自动发生物态变化。
②烧开水:先发生蒸发现象后发生沸腾现象,但都是汽化现象。
③冰箱:同时发生了液化现象和汽化现象,冷冻室中发生了凝固现象。
④微波炉中解冻食物时会发生熔化现象。
⑤冬天食用油凝固了,利用加热发生熔化现象。
⑥烧开水或做饭时冒出的水蒸气通常会发生液化现象。
【重要考点解题指南与例题解析及变式练】
考点1 温度与温度计
1.温度表示物体的冷热程度。
2. 解决温度的估测试题,需要多了解、记忆一些生活中的温度值,根据实际情况进行合理推断。以下为生活中常见的温度值:我国冬天的最低温度约为-50℃,人们感觉舒适的环境温度为23℃,洗澡水的最佳温度为40℃,纸的着火点为183℃,酒精灯火焰温度约为500℃等。
3.液体温度计是用液体的热胀冷缩的性质制成的。
4.温度计的使用方法
使用前:(1)观察量程;(2)认清分度值。
使用时“三要三不能”:(1)玻璃泡要全部浸入液体中,不能接触到容器底或容器壁;(2)要待示数稳定后再读数,不能在示数变化过程中读数;(3)读数时,玻璃泡要留在液体中,视线与液柱上表面相平,不能随意读数。
【例题1】(2025·广西)用温度计测量热水的温度,图甲中做法正确的是______,图乙中读数方法正确的是______,温度为______℃;
【答案】 C b 60
【解析】使用温度计时,温度计的玻璃泡在完全浸没的同时不能碰到杯底或杯壁,所以图甲中做法正确的是C;读数时,视线要平视,所以图乙中读数方法正确的是b,温度计分度值为1℃,示数为60℃。
【变式练1】关于“摄氏度”,下列说法中正确的是( )
A.在一标准大气压下冰水混合物的温度规定为零摄氏度
B.在一标准大气压下沸水的温度规定为100摄氏度
C.﹣18℃就是零下18摄氏度
D.0℃就是没有温度
【答案】ABC
【解析】温度是描述物体冷热程度的物理量,温度的常用单位是摄氏度,符号是℃。
ABD、摄氏温标规定:在标准大气压下,冰水混合物的温度是0° C,沸水的温度是100℃故AB正确、D错误;
C、﹣18° C表示比0° C低18℃,读作零下18摄氏度,故C正确。故选:ABC。
【变式练2】(2025辽宁一模)下列估测值中,最符合实际的是( )
A.普通铅笔的长度约为40cm
B.中学生每次脉搏跳动的时间约为8s
C.我国高铁的速度可以达到1300km/h
D.绿色蔬菜保鲜的适宜温度约为4℃
【答案】D
【解析】A.普通铅笔的长度约为18cm,故A不符合题意;
B.中学生每次脉搏跳动的时间约为1s,故B不符合题意;
C.我国的高铁技术处于国际领先水平,速度可以达到300km/h,故C不符合题意;
D.绿色蔬菜保鲜的适宜温度较低,约为4℃,故D符合题意。故选D。
【变式练3】(2025江苏连云港一模)用温度计测量液体的温度,下面四幅图中,操作正确的是( )
A B C D
【答案】C
【解析】用温度计测量液体的温度时,玻璃泡要全部浸入被测液体中,不能碰到容器底
和容器壁,故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
考点2 熔化和凝固
1. 辨识物态变化的关键是先看清过程中物质的始、末状态,然后再根据各物态变化的定义来判断辨别物态变化,要求能够根据现象指出属于何种物态变化,并能指出哪些变化过程吸热,哪些变化过程放热。吸热的物态变化过程有熔化、汽化、升华放热的物态变化过程有凝固、放化、凝华。
2.三个条件
(1)晶体熔化的条件:达到熔点,继续吸热。
(2)晶体凝固的条件:达到凝固点,继续放热。
(3)液体沸腾的条件:达到沸点,继续吸热。
3.(1)熔化图象:晶体熔化的图象中先有一段温度随时间上升的线段,温度达到熔点后再有一段平行于时间轴的线段,熔化完毕后是一段温度随时间上升的线段;非晶体熔化的图象始终是温度随时间上升的曲线,没有与时间轴平行的线段。
(2)凝固图象:晶体的凝固图象中先有一段温度随时间下降的线段,温度达到凝固点后再有一段平行于时间轴的线段,凝固完毕后是一段温度随时间下降的线段;非晶体凝固的图象始终是温度随时间下降的曲线,没有与时间轴平行的线段。
4. 《探究固体熔化时温度随时间变化的规律》常考问题及问题结论:
(1)晶体熔化条件:达到熔点、继续吸热;
(2)晶体熔化曲线的特点:熔化过程中,固液共存态、温度不变(曲线水平段);
(3)石棉网的作用:使烧杯受热均匀;
(4)酒精灯的使用:(1)不能用一致酒精灯去引燃另一只酒精灯;(2)用外焰加热;(3)用完酒精灯后必须用灯帽盖灭(不能用嘴吹灭)。
(5)把试管放入盛水的烧杯中(水浴法),目的是:受热均匀;
(6)确定熔点:晶体熔化曲线水平段对应的温度;
(7)使用适量的物质(海波、石蜡)的原因:避免加热时间过长;
(8)记录时间间隔不能过长:否则可能记录不到温度不变的过程;
(9)海波熔化和石蜡熔化的主要区别是什么:海波熔化分为固态、固液共存态和液态三个物质状态;海波有明显的转折点,熔化时温度保持不变。石蜡没有明显转折点,温度一直在发生变化;
(10)水浴法加热的优点:试管内的物质均匀受热,缓慢升温,从而能够有充分的时间观察现象、测量温度;
(11)仪器安装顺序:自下而上;
(12)晶体与非晶体的区别:晶体有固定熔点,熔化曲线可反映出来;
(13)选取小颗粒物质的原因:固体受热均匀、温度计与物质能充分接触并便于观察温度变化;
(14)烧杯放入适量的水,目的是:加快实验进度;
(15)烧杯中水量的要求:能够浸没试管中装有的固体即可;
(16)烧杯口出现白气和烧杯壁出现小水珠的原因:水蒸气遇冷液化形成的小水滴;
(17)熔化过程的吸放热:熔化过程吸热(内能增加);
(18)晶体熔化前后曲线倾斜程度不同的原因:同种物质在不同状态下比热容不同;
(19)温度计的使用注意事项:温度计应放在被测物质充分接触,放在中间部位、不能碰器壁、读取温度时不能取出温度计;
(20)在做实验时,为什么不用酒精灯直接对试管加热而要把试管放在有水的烧杯中,再用酒精灯对烧杯加热呢:①使被加热的物质受热均匀;②使被加热的物质受热缓慢,从而使其慢慢熔化,便于观察温度变化的规律;
(21)实验收集多组数据的目的是什么:便于观察物质在熔化或凝固时,温度变化的规律;
(22)晶体的质量不同,熔化曲线的特点:质量大的开始熔化时加热时间长,但熔点不变;
(23)实验表格中的内容:加热时间(min)、温度(℃)、状态;
(24)确定熔点:熔化曲线水平段对应的温度;
(25)热量的计算:Q=cm△t。
【例题2】(2025·吉林卷) 在夏天,如果我们要喝冰凉的饮料,往往会在饮料中加上几个冰块,而不是直接加冷水。请用物态变化的知识解释其中的道理。
【答案】见解析
【解析】物质由固态变成液态的过程叫做熔化,熔化吸热。夏天,在饮料中加上几个冰块,冰块吸热温度升高达到0℃,然后继续吸热熔化,当全部熔化成0℃的水后,温度升高时会继续吸收热量,致冷效果较好;而冷水加入饮料后,直接吸热升温,吸收的热量较少,致冷效果较差。
【变式练1】(2025海南一模)如图所示,是某物质温度随时间变化的图像。下列说法正确的是( )
A.该图是某晶体的熔化图像
B.该物质在第4min时是固态
C.在第12min时不吸热不放热
D.该物质的凝固点为80℃
【答案】D
【解析】A、由图象可知:物质降温,是物质的凝固过程,所代表的物态变化过程为凝固,故A错误;
B、该物质在第4min时是在凝固过程前,为液态,故B错误;
C、8~18min时段,是该物质的凝固过程,不断放热,温度保持不变,故C错误;
D、由图可知这种物质的凝固点为80℃,故D正确;故选:D。
【变式练2】(2025湖北二模)如图是我国的传统民俗表演“打铁花”。表演者击打高温液态铁,液态铁在四散飞溅的过程中发出耀眼的光芒,最后变成固态铁。此过程发生的物态变化是( )
A. 升华 B. 凝华 C. 熔化 D. 凝固
【答案】D
【解析】表演者击打高温液态铁,液态铁在四散飞溅的过程中发出耀眼的光芒,最后变成固态铁,液态变成固态,这是凝固现象,故ABC不符合题意,D符合题意。故选D。
【变式练3】(2025山东临沂二模)沂蒙山区地处中纬度区、属温带季风区大陆性气候,气温适宜,四季分明,物态变化万千。下列物态变化,需要吸收热量的是( )
A.冰雪消融 B.雾绕山峦 C.霜满枝头 D.滴水成冰
【答案】A
【解析】A.冰雪消融,物质由固态变为液态,是熔化现象,需要吸收热量,故A符合题意;
B.雾绕山峦,雾是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水珠,是液化现象,需要放出热量,故B不符合题意;
C.霜满枝头,霜是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的小冰晶,凝华需要放出热量,故C不符合题意;
D.滴水成冰,物质由液态变为固态,是凝固现象,需要放出热量,故D不符合题意。故选A。
考点3 汽化与液化
1. 汽化:物质从液态变成气态的过程叫汽化。
2.液化:物质由气态变成液态的过程叫液化。
3.汽化与液化的比较
(1)液化的两种方式:降温和加压;
(2)汽化的两种方式:蒸发(液体表面)和沸腾(表面+内部);(水沸腾前,气泡向下运动,沸腾时,气泡向上运动)
4.区分蒸发和沸腾:
(1)沸腾:水的沸腾是一种剧烈的汽化现象,水沸腾过程中继续吸热,但温度保持不变。
(2)蒸发:它是一种物理变化,是液体分子在没有达到沸点的情况下,脱离液体表面,逸散到气体中,温度越高,蒸发速度越快。
5. 蒸发制冷:液体在蒸发过程中要从周围物体(或自身)吸收热量,使周围的物体(或自身)温度降低,所以蒸发具有制冷作用。蒸发越快,制冷作用越明显。例如,人们将中暑的患者,扶到通风条件好的地方,并在患者皮肤上擦拭温水(酒精),这样水蒸发吸热能使患者的体温快速下降,缓解中暑症状。
6. 《探究水沸腾时温度变化的特点》常考问题及问题结论:
(1)水沸腾的条件:温度达到沸点,继续吸热;
(2)水沸腾曲线的特点:沸腾前,随着加热,水温升高;当水温达到沸点时,沸腾过程水温不变;
(3)如何加快实验进度:用温水或减少水的质量;
(4)石棉网的作用:受热均匀;
(5)硬纸板的作用:减少散热、缩短加热时间;防止热水外溢伤人;
(6)使用热水或减少水量:加快实验进度;
(7)温度计的使用注意事项:温度计应放在被测物质中间部位、不能碰器壁、读取温度时不能取出温度计;
(8)选用水银温度计而不能选用酒精温度计的原因:酒精的沸点低于水的沸点;
(9)温度计上部、烧杯上的白气:水蒸气液化形成的小水滴;
(10)烧杯口出现白气和烧杯壁出现小水珠的原因:水蒸气遇冷液化形成的小水滴;
(11)酒精灯拿开后水继续沸腾:石棉网有余热;
(12)不能达到沸腾:火力小,水吸收热量小于散热;
(13)水的沸点不到100°C:大气压强较低;
(14)水沸腾前气泡变化:逐渐变小;
(15)水沸腾后气泡变化:逐渐变大;
(16)实验时,应用酒精灯外焰加热;
(17)实验时,烧杯内的水要适量。水太多,加热时间会太长;水太少,温度计的玻璃泡会露出水面或在很短时间内水杯烧开,导致实验观察时间太短;
(18)缩短加热时间的方法:①用温水进行实验;②用适量的水进行实验;③调大酒精灯的火焰,并用外焰加热;④在烧杯上加带小孔的盖子,以减少热量损失;
(19)液体的沸点和液面的气压有关。气压越大,沸点越高;气压越低,沸点越低。实验时,由于大气压的影响,测出水的沸点可能不是100℃;
(20)能否用水银体温计代替温度计测量沸水的温度:体温计的测量范围是35℃~42℃,远低于沸水的温度;
(21)热量的计算:Q吸=cmΔt;
(22)观察实验数据,分析水沸腾特点;
(23)实验中的工具:秒表测量时间,温度计测量温度;
(24)分析图像:确定哪段是沸腾过程;
(25)器材安装顺序:自下而上。
【例题3】(2025·广东省卷)如图,丹霞山云雾缭绕,如诗如画,在阳光照射下,云雾中的小水珠变成水蒸气,此过程属于( )
A. 汽化 B. 液化
C. 熔化 D. 凝固
【答案】A
【解析】云雾中的小水珠变成水蒸气,由液体变成气态,属于汽化,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
【变式练1】(2025江苏盐城二模)据《天工开物》记载,可从朱砂矿石中提炼水银(液态汞)。如图所示,给密闭锅内的砂矿石加热,就会在倒扣的锅壁上布满水银。在倒扣锅壁上形成水银的物态变化是( )
A. 凝固 B. 凝华 C. 液化 D. 汽化
【答案】C
【解析】砂矿石被加热时,其中的汞元素可能会以气态的形式释放出来。这是因为加热使得汞元素获得了足够的能量,从固态或液态转变为气态。随后,这些气态的汞遇到温度较低的倒扣锅壁时,会失去能量并转变为液态,即发生液化现象。这是因为锅壁的温度低于汞的沸点,使得气态汞无法维持其气态状态,从而转变为液态。因此,在倒扣锅壁上形成水银的物态变化是液化,故ABD不符合题意,C符合题意。
【变式练2】(2025无锡一模)如图所示,用电蒸锅蒸馒头时,电热丝加热使水______(填物态变化名称),产生高温水蒸气。水蒸气接触到馒头时液化,同时______(选填“吸收”或“放出”)大量的热,从而把馒头蒸熟。
【答案】 汽化 放出
【解析】用电蒸锅蒸馒头时,电热丝加热使水汽化,产生大量高温水蒸气;水蒸气向上运动过程中,接触到馒头时液化成小水滴,同时放出大量的热,从而把馒头蒸熟。
【变式练3】(2025哈尔滨一模)关于“水沸腾规律”实验,下列描述不正确的是( )
A.水沸腾时,大量气泡在水中生成,上升、变小
B.水沸腾时吸热且温度不变
C.水的沸点可能低于100℃
D.提高水的初温,可缩短实验时间
【答案】A
【解析】A.水沸腾时,大量气泡在水中生成,上升变大,直到水面破裂,故A不正确,符合题意;
B.水沸腾时吸热且温度不变,故B正确,不符合题意;
C.水的沸点可能低于100℃,故C正确,不符合题意;
D.提高水的初温,可缩短实验时间,故D正确,不符合题意。故选A。
【变式练4】(2025内蒙古一模)我国的青藏铁路是世界上海拔最高的铁路,在冻土区的铁路两侧安装有许多热棒,如图甲所示。热棒是封闭的中空长棒,上端装有散热片,下端插在冻土中。里面填充低沸点的液态氨作为“制冷剂”,如图乙所示。液态氨通过与气态氨的相互变化过程,带走冻土层热量,使冻土层保持低温不会融化,保护路基。请根据以上信息回答下列问题:
(1)热棒中填充液态氨的原因;
(2)简述氨在热棒中是如何循环工作制冷的。
【答案】(1)见解析;(2)见解析
【解析】(1)热棒中液态氨沸点低,易于发生汽化和液化。
(2)当路基温度升高时,热棒中的液态氨吸热汽化成气态氨,气态氨上升到热棒上端后,通过散热片将热量散发到空气中,同时液化为液态氨又沉入棒底,这样冻土层的温度变化较小,就不易熔化。
考点4 升华与凝华
1.物质由固态变为气态,可以有两种不同的方式:(1)物质先从固态变为液态(熔化),再从液态变为气态(汽化);(2)物质直接由固态变为气态(升华)。
2.汽化是物质由液态变为气态的过程,升华是物质由固态不经过液态直接变为气态的过程。它们的末状态相同(都是气态),但初状态不相同,物质汽化前是液态,而物质升华前是固态。
3.物质由气态变为固态,可以有两种不同的方式:(1)物质先从气态变为液态(液化),再从液态变为固态(凝固);(2)物质直接由气态变为固态(凝华)。
4.凝固时物质由液态变为固态的过程,而凝华是物质由气态不经过液态,直接变为固态的过程。它们的末状态相同(都是固态),但初状态不相同,物质凝固前是液态,物质凝华前是气态。
5. 注意:冰(凝固);霜(凝华);雨(熔化);雪(凝华);雾(液化);雹(凝固)
【例题4】(2025·天津)边防战士守卫在北疆极寒之地,他们脚踏冻土,双肩落雪,满脸冰霜,将青春与热血镌刻在祖国的边境线上。其中“霜”的形成发生的物态变化是( )
A. 汽化 B. 液化 C. 升华 D. 凝华
【答案】D
【解析】物质从气态直接变为固态是凝华过程,霜是空气中的水蒸气直接变成的小冰晶,是凝华现象,故D符合题意,ABC不符合题意。故选D。
【变式练1】(2025云南一模)下列物态变化中属于凝华现象的是( )
A.冰雪消融 B.露珠晶莹 C.白雾弥漫 D.霜满枝头
【答案】D
【解析】A.冰雪消融,固态的雪变成液态的水,是熔化现象,故A不符合题意;
B.露的形成,是空气中的水蒸气遇冷形成的小水珠,是液化现象,故B不符合题意;
C.白雾,是空气中的水蒸气遇冷形成的,是液化现象,故C不符合题意;
D.霜满枝头,是空气中的水蒸气遇冷变成固态的白色冰晶,属于凝华现象,故D符合题意。故选D。
【变式练2】(2025山东滨州一模)二十四节气是中华民族农耕文明长期经验的积累和智慧的结晶,对下列节气涉及的物态变化分析,正确的是( )
A. 图甲“寒露”节气,“露”的形成是凝固现象
B. 图乙“霜降”节气,“霜”的形成是凝华现象
C. 图丙“大雪”节气,“雪”的形成是液化现象
D. 图丁“雨水”节气,“雨”的形成是凝华现象
【答案】B
【解析】A.图甲“寒露”节气,“露”是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,故A错误;
B.图乙“霜降”节气,“霜”是空气中的水蒸气遇冷凝化形成的小冰晶,故B正确;
C.图丙“大雪”节气,“雪”是空气中的水蒸气遇冷凝化形成的小冰晶,故C错误;
D.图丁“雨水”节气,“雨”是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水珠,故D错误。
故选B。
【变式练3】将樟脑丸和衣服放在一起,一段时间后,衣服里的樟脑丸不翼而飞,樟脑丸消失是属于____(填物态变化名称)现象;寒冷的冬天玻璃窗上会出现冰花,它总是出现在玻璃的____表面(选填:“内”或“外”)。
【答案】升华;内。
【解析】衣服里的樟脑丸不翼而飞,樟脑丸消失,说明固态的樟脑丸变成了气态的樟脑丸散发到空气中,是属于升华现象。
寒冷的冬天玻璃窗上会出现冰花,它总是出现在玻璃的内表面,是室内的水蒸气遇到温度低的玻璃,在其内表面凝华为冰晶。
考点5 跨学科实践(厨房中的物态变化问题)
探究厨房中各种事例所包含的物态变化相关知识,以课前实践、课上交流的方式,完成问题、证据、解释和交流的探究过程。中考试题在命制上会出现反映日常生活中的真实的物态变化问题。
【例题5】(2025新疆一模)元旦期间,小悟去餐厅就餐时发现服务员往一杯水中投入了干冰,周围空气出现了“白雾”,菜肴马上变得美轮美奂。这是因为干冰在 过程中吸收热量,使空气中的水蒸气 成了小水珠。他觉得爆炒肉片非常鲜嫩,原来是厨师预先将肉片拌入适量的淀粉,再放入锅中炒,这样肉片里的水分难以 ,晚上,他在福田卓悦中心喷泉广场邂逅了一场“浪漫飘雪”,回家后他查阅资料了解造雪机的工作原理,原来造雪机工作时将压缩的空气与5℃以下的冷水混合后喷出,水雾在空气中凝结成雪花。“人造雪”发生的物态变化是 。(以上均填写物态变化名称)
【答案】升华;液化;汽化;凝固。
【解析】干冰在空气中直接由固态变为气态,属于升华现象;升华时吸收热量,使空气中的水蒸气遇冷液化为小水珠;肉片拌入适量的淀粉,减少了肉片里水分的表面积能够减缓蒸发,肉片内的水分难以汽化,从而保持肉的鲜嫩;水雾在空气中凝结成雪花,液态水变为固态雪的过程叫凝固。
【变式练1】星期天小明和妈妈在厨房里准备给全家做一顿美味的午餐,小明发现厨房里的很多现象蕴藏着物理知识,其中正确的说法是( )
A.从冰箱里取出的冻虾上有一层白色的粉末,这是凝固形成的
B.水烧开后壶嘴处喷出的“白气”,是从壶嘴喷出的水蒸气
C.烧水时,100℃的水蒸气引起的烫伤往往比100℃的水烫伤更严重
D.放在笼屉里的馒头被蒸熟是因为水蒸气液化要吸热
【答案】C
【解析】A.冻虾上白色的粉末是霜,它是由水蒸气凝华形成的,故A错误;
B.壶嘴处喷出的“白气”是小水珠,它是高温的水蒸气遇冷液化形成,故B错误;
C.100℃的水蒸气液化100℃的水要放出大量的热,所以100℃的水蒸气烫伤往往比100℃的水烫伤更严重,故C正确;
D.放在笼屉里的馒头被蒸熟是由于水蒸气本身温度高,加之水蒸气液化要放热,故D错误。故选C。
【变式练2】厨房里存在很多热现象,将肉片直接放入热油里爆炒,会将肉炒焦,失去鲜味,厨师预先将适量的淀粉拌入肉片,炒出的肉片既嫩又鲜,主要是因为淀粉包裹在肉片表面,导致肉片内部的水分不容易发生 (填物态变化名称);炒菜比炖菜时锅中的温度高,导致炒菜容易焦,这是因为油的 比水高。
【答案】汽化 沸点
【解析】当肉片直接放入热油中爆炒时,由于油温很高,肉片表面的水分会迅速汽化(即液态变为气态),导致肉片失去水分,变得焦硬,从而失去鲜味。而厨师预先将适量的淀粉拌入肉片,淀粉会包裹在肉片表面,形成一层保护层。这层保护层能够减缓肉片内部水分与热油的直接接触,从而降低水分汽化的速度,使得肉片能够保持更多的水分,炒出的肉片因此既嫩又鲜。
炒菜比炖菜时锅中的温度高,这是因为炒菜时通常使用油作为传热介质,而炖菜时则主要使用水。油和水在相同的加热条件下,由于它们的沸点不同,会导致温度升高的程度也不同。水的沸点比油的低,所以,炒菜时油温比水温高,容易导致肉片焦糊。
【变式练3】(2025广东深圳一模)物理学伴随在我们生活的各个方面。
生活中的物态
生活中处处都有物态变化的现象。厨房的炉子上正架着一口装了水的锅,盖上锅盖,加热锅里的水。几分钟后就可以听到“咕噜咕噜”的水声从锅里传来;揭开锅盖,“一股白气”迅速冒出来。打开冰箱,上层的隔板上放有一些蔬菜,仔细观察后发现,有时蔬菜上浮着一些“小冰粒”。把蔬菜拿出冰箱一会儿后,那些“小冰粒”就会消失,只剩下蔬菜叶上的水珠。
(1)“一股白气”迅速冒出来,“白气”的形成是 (选填“热锅”或“空气”)中的水蒸气 (填物态变化名称)形成的小水珠;
(2)有时蔬菜上浮着一些“小冰粒”。“小冰粒”的形成是水洗后蔬菜上的小水珠 (填物态变化名称)形成的。那些“小冰粒”就会消失,只剩下蔬菜叶上的水珠。“小冰粒”的消失是因为小冰粒 (填物态变化名称)变成了小水珠;
(3)下列事例中,为了防止熔化和凝固产生的不利影响的是 。
A.冰冻食品可以保鲜 B.将熔融玻璃制成玻璃板
C.冬天将水箱中的水放掉 D.高热病人利用冰袋降温
(4)用水壶向热水瓶中注开水时,小涛父母在一旁提醒他:“水快满了。”他的父母是根据声音的 (填“音调”、“响度”或“音色”)来判断的。
【答案】(1)热锅 液化 (2)凝固 熔化 (3)C (4) 音调
【解析】(1)揭开锅盖时,热锅内的水蒸气与外界空气接触遇冷液化变成液态的小水滴飘在空中就是看到的“白气”。
(2)小水珠变成小冰粒由液态变为固态,是凝固现象。
小冰粒变成小水珠由固态变成液态,是熔化现象。
(3)A.冰冻食品温度低于0℃,使食品不易腐烂变质,故A不符合题意;
B.将熔融玻璃制成玻璃板,利用了熔化和凝固改变了物体的形状,故B不符合题意;
C.冬天将水箱中的水放掉,是为了防止水凝固结冰体积变大将水箱胀破,故C符合题意;
D.高热病人利用冰袋降温利用了冰熔化吸热,故D不符合题意。
故选C。
(4)瓶内响声是由于瓶内空气柱振动发出的声音,随着瓶内水越来越多,空气柱也越来越短,其振动的频率也越来越大,音调越来越高,所以是根据声音的音调来判断的。
【易错点警示与例题突破】
【易错点1】对影响液体蒸发快慢的因素考虑的不周全,导致错误
影响蒸发快慢的因素有液体的温度、液体与空气的接触面积、液体表面空气的流动速度。此外还需知道
(1)水蒸发得快慢跟周围空气的湿度也有关,周围空气湿度越大,水蒸发得越慢。如夏天下雨前,人往往感到特别闷热,就是因为下雨前空气湿度大,人体上的汗液难以蒸发所致。
(2)对于不同的液体来说,蒸发的快慢还与液体的种类有关。比如,在通常条件下,酒精比水蒸发得快,汽油比柴油蒸发得快。
【例1】(2025·甘肃)炎热的夏天洗完澡后身上有水,走动时会感到非常凉快,这是因为身上的水蒸发 (选填“吸热”或“放热”)的缘故;附近的人能闻到沐浴露的香味,这是由于分子在不停息地做 。
【答案】吸热 无规则运动
【解析】炎热的夏天洗完澡后身上有水,走动时身上的水蒸发吸热,使身体温度降低,感到非常凉快;附近的人能闻到沐浴露的香味,这是扩散现象,说明分子在不停息地做无规则运动。
【易错点1的针对性训练】
1. (2023湖南长沙)下列是小李同学在劳动实践活动中采取的系列措施,其中为了减缓蒸发的是( )
①使用酒精灯加热,不使用时盖上灯帽
②植树时剪掉多余的枝叶
③把洗过的衣服晾晒在通风处
④培育玉米苗时盖上地膜
⑤将收割的小麦摊开晾晒
A. ①②③ B. ②③④ C. ③④⑤ D. ①②④
【答案】D
【解析】①酒精灯不用时盖上灯帽,控制了液体的表面积,同时避免了空气流动的影响,可减缓蒸发;②植树时剪除大量枝叶,可减小枝叶蒸腾作用的表面积,从而可减缓蒸发;③将洗过的衣服晾在通风处,加快了液体表面空气的流动速度,可加快蒸发;④利用地膜培育玉米苗,控制了液体的表面积,同时避免了空气流动的影响,可减缓蒸发;⑤将收割的小麦摊开晾晒,增大了液体的蒸发面积,同时加快了液体表面空气的流动速度,可加快蒸发。
综上所述,各措施中为了减缓蒸发的是①②④,故ABC不符合题意,D符合题意。故选D。
【易错点2】认为看得见的“白气”就是水蒸气的错误
水蒸气是一种无色无味的气体,我们人眼是看不到的,在平时我们看得到的从壶嘴冒出的“白气”、雪糕周围的“白气”,其实都是水蒸气遇冷液化形成的大量悬浮在空中的小水滴。凡是看得见的“白气”、“白雾”都不是水蒸气。
【例2】(2025·陕西·A卷)小明在家中进行了如图所示的探究,壶嘴冒出大量“白气”,“白气”接触到装有冰块的金属盘后,金属盘底部外侧出现小水珠、金属盘中的冰块逐渐变小。关于该探究过程,下列说法正确的是( )
A. 水壶中的水发生了升华现象
B. 壶嘴冒出的“白气”是水蒸气
C. “白气”接触金属盘后出现小水珠,是因为“白气”发生了液化现象
D. 金属盘内冰块变小的过程中需要吸收热量
【答案】D
【解析】A.水壶中的水吸热后由液态变为气态,所以发生的是汽化现象,不是升华现象,故A错误;
B.水蒸气是一种无色、透明的气体,直接用眼睛是看不到的;壶嘴冒出的“白气”是壶内高温的水蒸气遇冷液化成的小水滴,故B错误;
C.金属盘上放有冰块,从壶嘴处冒出的“白气”接触低温的金属盘后出现小水珠,一是因为壶嘴冲出的不可见的水蒸气遇冷发生液化成小水滴,二是液化后的小水滴附着在金属盘底,积少成多,出现了小水珠,所以不是“白气”发生了液化现象,故C错误;
D.壶嘴冒出的水蒸气遇冷液化成小水滴要放热,放出的热量被金属盘中的冰块吸收,冰块吸热熔化成水而变小,说明金属盘内冰块变小的过程中需要吸收热量,故D正确。故选D。
【易错点2的针对性训练】
2.(2025南京二模)在炎热夏季无风的环境中,剥出冰棒后可以看到冰棒周围会冒“白气”。小明和小强分别画出甲、乙两幅图来反映冰棒周围“白气”的情形。则下列有关物态变化过程和现象的说法,正确的是( )
A.图甲符合实际,“白气”属于液化现象
B.图乙符合实际,“白气”属于汽化现象
C.吃冰棒解热是熔化过程,吸热
D.冰棒从冰箱拿出后包装袋上出现的“白霜”属于凝固现象
【答案】C
【解析】AB.冰棒周围会冒“白气”,是空气中的水蒸气遇到温度低的冰棒后,液化形成的小水珠,由于小水珠的密度大于空气的密度,故“白气”应向下运动,故AB错误;
C.吃冰棒解热是因为冰棒熔化需要吸收热量,达到降温的效果,故C正确;
D.冰棒从冰箱拿出后包装袋上出现的“白霜”是由空气中的水蒸气遇到低温的冰棒直接凝华形成的小冰晶,故D错误。故选C。
3.(2025深圳二模)深圳某中学科创小组正在汇总物理笔记,下列关于“白气”说法正确的是( )
A.清晨河面上的“白气”,是河水汽化而成的水蒸气
B.冰淇淋的“白气”是周围的空气遇冷液化形成的小水珠
C.舞台上释放的“白气”,是干冰升华成的气态二氧化碳
D.冬天,水烧开后壶嘴处的“白气”,是壶嘴喷出的水蒸气液化形成的
【答案】D
【解析】A.清晨河面上的“白气”,不是河水汽化而成的水蒸气,而是河水蒸发产生的水蒸气遇冷液化形成的小水珠,故A错误;
B.冰淇淋的“白气”不是周围的空气遇冷液化形成的小水珠,而是空气中的水蒸气遇冷的冰淇淋液化形成的小水珠,故B错误;
C.舞台上释放的“白气”,不是干冰升华成的气态二氧化碳,而是干冰升华吸热,使周围空气温度降低,空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水珠,故C错误;
D.冬天,水烧开后壶嘴处的“白气”,是因为水烧开后,大量水汽化变成水蒸气从壶嘴喷出,而壶嘴周围的空气温度相对较低,这些高温的水蒸气遇冷,就会液化成许多细小的水滴,众多小水滴聚集在一起就形成了我们所看到的“白气”。故D正确。故选D。
4.(2025山东潍坊二模)标准大气压下,液态氮的沸点为,室温下将液态氮置于试管中,会看到试管周围有大量“白气”产生,并且筷子上有霜形成,如图所示。下列关于该现象的分析正确的是( )
A. 霜的形成需要吸热 B. 霜是水蒸气凝华形成的
C. “白气”的形成需要吸热 D. “白气”是氮气液化形成的
【答案】B
【解析】AB.霜是由空气中水蒸气遇冷凝华形成的,该过程需要放热,故A错误,B正确;
CD.“白气”是由空气中的水蒸气遇冷液化形成小水珠,液化过程需要放热,故CD错误。
故选B。
5.(2025广西一模)生活中我们常看到“白气”,下列有关“白气”形成的说法中正确的是( )
A.文艺演出时舞台上经常释放“白气”,这是干冰升华吸热,使空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水珠;
B.夏天打开冰箱门会冒“白气”,这是冰箱内的空气液化成的小水滴;
C.冬天水烧开后壶嘴处喷出“白气”,这是壶嘴喷出的水蒸气;
D.深秋清晨的河面上经常出现“白气”,这是河水蒸发出的水蒸气。
【答案】A
【解析】A.文艺演出时舞台上出现的“白气”,是干冰由固态直接变成气态,属于升华现象,升华吸热,使空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水珠,故A正确;
B.夏天冰箱门冒出的“白气”,是空气中的水蒸气遇到温度低的冰箱液化形成的小水珠,故B错误;
C.冬天水烧开后壶嘴处喷出的“白气”,是高温水蒸气喷出壶嘴后遇到温度较低的空气而液化形成的小水珠,故C错误;
D.深秋清晨的河面上出现的“白气”,是河面上方的水蒸气遇到低温空气后液化形成的小水珠,故D错误。
故选A。
【易错点3】在探究水沸腾实验时,对停止加热,水仍会沸腾的原因理解错误
刚撤去酒精灯时,水还会继续沸腾一小段时间,这是因为此时石棉网和烧杯底的温度暂时还高于水的沸点,水还能从石棉网和烧杯底继续吸热。
此外还要知道实验中,水的沸点与大气压有关。在标准大气压下水的沸点为100℃,水达到沸点后继续吸热会发生汽化,液态的水变为气态的水蒸气,水蒸气的温度最高为100℃,不可能更高。
【例3】(2025·长沙卷)图甲是小星改进后的探究水沸腾时温度变化特点的实验装置,其中A管开口。
(1)图甲中温度计的示数为______℃;
(2)小星根据实验数据绘制了温度随时间变化的图象如图乙所示。他观察到水从第5分钟开始沸腾,由图可知,水在沸腾时温度______;
(3)小星在水沸腾后撤去酒精灯,水停止沸腾后,在A管口连接抽气泵抽气使烧瓶内气压减小,水再次沸腾。由此可知,水的沸点随气压的减小而______。
【答案】(1)96 (2)不变 (3)降低
【解析】(1)由图甲可知,温度计的分度值是1℃,温度计的示数是96℃。
(2)由图乙可知,水从第5min开始沸腾,水的温度保持99℃不变,说明水中沸腾过程中,吸收热量,温度不变。
(3)水停止沸腾后,在A管口连接抽气泵抽气使烧瓶内气压减小,水的沸点与气压的大小有关,气压越小,沸点越低,所以烧瓶内的气压减小,使瓶内水的沸点降低,从而再次沸腾。
【易错点3的针对性训练】
6. (2025黑龙江绥化一模)如图甲是某兴趣小组同学“探究水沸腾前后温度变化的特点”的实验装置,记录的温度随时间变化关系图象如图乙所示。
(1)组装实验装置时,要保证用酒精灯的外焰加热,应先调整_______的位置;(选填“烧杯”或“温度计”)
(2)实验中杯□周围出现大量“白气”,“白气”的形成属于_______现象;(填物态变化名称)
(3)关于甲装置中硬纸片作用的说法,错误的是_______;(选填字母)
A.减少热损失B.降低杯内气压,使水沸腾更快
C.减少“水雾”的干扰,方便读数D.有助于固定温度计
(4)小组同学进一步分析图象,发现水沸腾时的特点是_______;
(5)实验结束后撤去酒精灯,水还能继续沸腾一会儿,产生这种现象的原因是__________。
【答案】(1)烧杯 (2) 液化 (3) B (4) 吸收热量、温度保持不变 (5)见解 析
【解析】(1)实验中,要保证用酒精灯的外焰加热,应先调整烧杯的位置,再悬挂温度计,可避免,温度计的玻璃泡接触烧杯底。
(2)杯口周围出现的白气,是热的水蒸气遇到冷的空气液化成的小水珠。
(3)甲装置中硬纸片,可固定温度计,能减少热量散失,同时,杯中水面气压在加热过程中会增大,水的沸点升高。又可避免过多的水蒸气在上升时遇到冷的温度计液化成的水雾,干扰计数,故ACD正确,不符合题意,B错误,符合题意。故选B。
(4)由图乙知,水的温度达到98摄氏度后,温度保持不变,此时水已经沸腾,而在整个过程中,酒精灯一直在加热,所以水沸腾时的特点是:吸收热量,温度保持不变。
(5)石棉网(或陶土网)、铁圈、烧杯底部的温度高于水的沸点,水能继续吸热。
【易错点4】对自然现象中的云、雨、雾、露、霜、雪、冰雹的成因理解混乱导致错误
1.太阳光照射,温度升高,地面上的水汽化成水蒸气,含有水蒸气的高温空气上升,在上升过程中,空气逐渐冷却,水蒸气液化成小水滴或凝华成小冰晶,大量的小水滴或小冰晶悬浮在高空,形成了云。这个云形成过程中体现的物态变化有汽化、液化啊、凝华。
2.空气中的水蒸气形成云后,云中的小水滴或小冰晶随着气流运动,它们相遇后越聚越大,达到一定程度后就会下落。在下落过程中,小冰晶吸热熔化成小水滴,与原来的小水滴一起落到地面,形成了雨。雨形成过程中体现的物态变化有熔化。
3. 水蒸气在空气中遇冷液化成小水滴,这些小水滴附着在悬浮于空气中的灰尘上,形成了雾。雾形成过程中体现的物态变化有液化。
4.空气中水蒸气遇到温度较低的树叶、花草等,液化成小水滴附着在它们的表面,形成了露。露形成过程中体现的物态变化有液化。
5.霜是地表水蒸气在温度迅速降低时凝华成的小冰晶;如果高空的水蒸气凝华成小冰晶,可能会以雪的方式降落到地面。霜雪形成过程中体现的物态变化有凝华。
6. 冰雹是体积较大的冰珠,云中的小冰晶和小水滴被上升气流带到温度低于0℃的高空,凝结为小冰珠。小冰珠在下降过程中,其外层受热熔化成水,并彼此结合,使冰珠越来越大,如果上升气流很强,冰珠就会再升入高空,凝结成较大的冰珠;经过多次上下翻腾,冰珠越来越大,当上升气流托不住它时,冰珠就会落到地面,形成冰雹。冰雹形成过程中体现的物态变化有凝固、熔化。
【例4】(2025·天津)边防战士守卫在北疆极寒之地,他们脚踏冻土,双肩落雪,满脸冰霜,将青春与热血镌刻在祖国的边境线上。其中“霜”的形成发生的物态变化是( )
A. 汽化 B. 液化 C. 升华 D. 凝华
【答案】D
【解析】物质从气态直接变为固态是凝华过程,霜是空气中的水蒸气直接变成的小冰晶,是凝华现象,故D符合题意,ABC不符合题意。故选D。
【易错点4的针对性训练】
7.(2025福建一模)二十四节气“春雨惊春清谷天,夏满芒夏暑相连;秋处露秋寒霜降,冬雪雪冬小大寒。”是中华民族农耕文明长期经验的积累和智慧的结晶。下列节气涉及的物态变化正确的是( )
A. “谷雨”节气,雨的形成是凝固现象 B. “白露”节气,露的形成是熔化现象
C. “霜降”节气,霜的形成是凝华现象 D. “小雪”节气,雪的形成是液化现象
【答案】C
【解析】A.雨主要是云层中的水蒸气液化形成的水滴,故A错误;
B.露是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,故B错误;
C.霜是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的冰晶,故C正确;
D.雪是云层中的水蒸气遇冷凝华形成的冰晶,故D错误。故选C。
8.(2025成都一模)水的物态变化使自然界有了雨、露、雾、霜、雪等千姿百态的奇观。关于图中水的物态变化,下列说法正确的是( )
A. 图甲中,小草上露的形成是液化现象 B. 图乙中,树叶上霜的形成是凝固现象
C. 图丙中,河面上冰的形成是凝华现象 D. 图丁中,群山间雾的形成是升华现象
【答案】A
【解析】A.小草上露是空气中水蒸气遇冷液化形成的,故A正确;
B.树叶上霜是空气中的水蒸气凝华而成的,故B错误;
C.河面上冰是水由液态变成固态,属于凝固现象,故C错误;
D.群山间雾是空气中水蒸气遇冷液化形成的,故D错误。故选A。
一、温度与温度计
1.(2025·陕西·B卷)请完成下列填空。如图,体温计的示数为___________℃。
【答案】36.5
【解析】由图可知体温计的分度值为0.1℃,示数为36.5℃。
二、熔化和凝固
1.(2025·四川宜宾卷)如图,下列描述晶体凝固的温度随时间变化曲线符合实际的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】凝固图象整个过程中温度有下降的趋势,若在凝固过程中温度保持不变,则为晶体的凝固图象,否则为非晶体的凝固图象,故C符合题意,ABD不符合题意。故选C 。
2.(2025·四川凉山)如图所示的几种物态变化,属于凝固的是( )
A.露珠的形成 B.冰糕的制作 C.霜打枝头 D.冰雪消融
【答案】B
【解析】A.露珠是指水蒸气遇冷凝结为小水滴,属于液化现象,故A不符合题意;
B.冰糕是水由液态变成固态的过程,属于凝固现象,故B符合题意
C.霜是指水蒸气直接由气态水蒸气变为固态的霜,属于凝华现象,故C不符合题意。
D.冰雪消融是指冰雪从固体变为液态的水,属于熔化现象,故D不符合题意。故选B。
3.(2025·江西)按照规划,我国将在2026年发射嫦娥七号月球探测器,前往月球南极寻找水冰。如果能找到冰,可以让冰 热量, (填物态变化名称)成水,将有利于人类在月球上建立活动基地并进行深空探索。
【答案】吸收 熔化
【解析】冰是水由液体变成固态形成的,冰吸收热量后,会从固态变成液体,该过程为熔化过程,熔化过程吸收热量。
4.(2025·河南)如图,夏天,为制作冰凉的柠檬饮料,常在其中加几块冰。一是因为冰块的温度很低,二是因为冰块在______(填物态变化名称)成水的过程中吸热。制好的柠檬饮料在空气中散发着淡淡清香,这是______现象。用吸管将饮料吸入口中,是利用了______的作用。
【答案】 熔化 扩散 大气压
【解析】加在饮料中的冰块熔化成水,熔化是冰由固态变成液态水的过程,熔化需要吸热。
制好的柠檬饮料在空气中散发着淡淡清香,是扩散现象,表明分子不停地做无规则运动。
用吸管吸饮料时,吸管内气压减小,小于外界大气压,在大气压的作用下饮料被压入吸管。
5.(2025·黑龙江伊春市)黑龙江的冬天,白雪皑皑,风景如画。南方的朋友们在这里见到了美丽的雾凇,同时也品尝到了东北的特色食品——冻豆腐。冻豆腐的制作过程是人们把含较多水分的鲜豆腐完全冷冻,吃的时候放入锅中和其他食材一起炖煮,豆腐会出现许多小孔,吸满浓浓的汤汁,吃起来很美味。请根据文中信息,写出涉及到的两种物态变化,并简要写出分析依据。
【答案】凝固和熔化,分析见解析
【解析】一种物态变化是凝固。依据是“把含较多水分的鲜豆腐完全冷冻”,鲜豆腐中有大量的水,冷冻过程中,水的温度降低到凝固点以下,由液态变成固态的冰,这一过程属于凝固现象。另一种物态变化是熔化。依据是“吃的时候放入锅中和其他食材一起炖煮,豆腐会出现许多小孔”,炖煮时,冻豆腐中的冰会吸收热量,由固态变为液态,形成小孔,这符合熔化的物态变化过程。
6.(2025·湖北)小明通过实验探究水凝固前后温度的变化,步骤如下:
①在烧杯中倒入低温食盐水,用温度计测得其温度为-15℃;
②在试管中加入少量水,将试管下端浸入食盐水中,如图甲;
③用步骤①中的温度计测量试管中物质的温度,绘制成图乙所示图像。
(1)本实验选用的温度计是______。(填字母代号)
(2)图丙中温度计的读数为______℃。
(3)由图乙知水的凝固点是______℃。
(4)4~8min试管中物质的内能______。(填变化趋势)
(5)实验中小明发现烧杯外壁出现白霜,这是______现象。(填物态变化名称)
【答案】(1)A (2)7 (3)0 (4)减小 (5)凝华
【解析】(1)图乙显示温度为零摄氏度以下,故温度计需要有低温适用量程,且步骤①明确盐水温度-15℃,故选用A温度计。
(2)温度计分度值为1℃,液面平视对准刻度,在0℃以上,故读数为7℃。
(3)物体发生凝固现象,温度保持不变,继续放热,由图乙可知,水的凝固点为0℃。
(4)物体发生凝固现象,温度保持不变,继续放热,由图乙可知,4~8min物体发生凝固现象,放出热量,内能减小。
(5)低温盐水使烧杯外壁温度远低于0℃,接触空气中的水蒸气时,水蒸气直接凝华成霜。
7.(2025·四川眉山)某实验小组利用图甲所示实验装置探究冰熔化时温度的变化规律。
(1)实验中按图甲的方式对碎冰加热,目的是使碎冰 。
(2)如图乙所示温度计的示数是 。
(3)根据实验数据画出冰熔化过程的“温度一时间”图像,如图丙所示。分析图像可知:冰熔化过程中要 (选填“吸收”或“放出”)热量,但温度保持不变,属于 (选填“晶体”或“非晶体”)。
(4)进一步分析图像发现,0至时段内的温度变化比时刻后的温度变化快,其主要原因是冰和水的 不同。
(5)若对烧杯持续加热,烧杯中的水沸腾后试管中的水 (选填“会”或“不会”)沸腾。
【答案】(1)受热均匀 (2)-3 (3)吸收 晶体 (4)比热容 (5)不会
【解析】(1)实验中按图甲的方式对碎冰加热,即采用水浴法加热,这样可以使碎冰受热均匀,避免局部温度过高,从而能更准确地探究冰熔化时温度的变化规律。
(2)由图乙可知,温度计的分度值是1℃,液柱在0℃以下,其示数为 3℃。
(3)根据图丙可知,冰在熔化过程中,温度保持不变,但需要持续加热,说明冰熔化过程中要吸收热量。
晶体有固定的熔点,在熔化过程中温度保持不变;非晶体没有固定的熔点,在熔化过程中温度不断升高。由于冰在熔化过程中温度保持不变,所以冰属于晶体。
(4)根据Q=cmΔt可知,在吸收相同热量Q和质量m相同的情况下,温度变化量Δt与比热容c成反比。0至t1 时段内物质是冰,t2 时刻后物质是水,水的比热容比冰的比热容大,所以0至t1 时段内的温度变化比t2 时刻后的温度变化快。
(5)液体沸腾的条件是达到沸点且继续吸热。当烧杯中的水沸腾后,温度保持不变,此时试管中的水虽然能达到沸点,但由于试管内外温度相同,试管中的水无法继续从烧杯中的水吸收热量,所以试管中的水不会沸腾。
三、汽化和液化
1.(2025·山西)如图为山西省运城市著名的七彩盐湖,运城人民在千年前就将盐湖水引入盐田,利用日光和风力使湖水减少,盐便结晶出来。此过程中,湖水发生的物态变化是( )
A. 液化 B. 汽化 C. 升华 D. 凝华
【答案】B
【解析】湖水减少,是因为液态的湖水吸热汽化成气态的水蒸气,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
2.(2025·黑龙江伊春市)北方冬天室外的气温很低,司机进入小轿车并关闭所有车门后,若没有打开汽车空调,过一会儿就会发现车窗内壁上会形成一层水雾;司机打开空调的暖风后,车窗内壁上的水雾会逐渐消失。关于此现象的解释正确的是( )
A. 车窗内壁上水雾的形成是由于小轿车内的空气液化形成的
B. 车窗内壁上水雾的形成是由于小轿车内的空气汽化形成的
C. 车窗内壁上水雾会逐渐消失是因为车窗内壁上的水珠汽化成了水蒸气
D. 司机打开空调的暖风主要是通过做功的方式提高车窗内壁上水珠的温度
【答案】C
【解析】AB.北方冬天室外气温低,车内温度相对较高,车内空气中热的水蒸气遇到冷的车窗玻璃,会放出热量,液化形成小水珠附着在车窗内壁上形成水雾,并不是车内空气液化或汽化形成的,故AB错误;
C.当打开空调暖风后,车窗内壁上的水珠吸收热量,温度升高,发生了汽化现象,由液态水变为水蒸气,所以水雾会逐渐消失,故C正确;
D.司机打开空调暖风,是通过热传递的方式提高车窗内壁的温度,故D错误。故选C。
3.(2025·山东卷)仲夏晨曦光初透,枝头栖蝉被星露。蝉身上的露珠形成时发生的物态变化是( )
A. 凝华 B. 液化 C. 熔化 D. 凝固
【答案】B
【解析】在清晨,空气中含有大量的水蒸气,这些水蒸气遇到温度较低的蝉,放热液化形成小水珠,附着在蝉的身上,就形成了露珠。故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。
4.(2025·四川南充)如图,升钟湖湖边极易形成美丽的景观现象——雾,下列现象与湖边雾形成的物态变化相同的是( )
A.车窗玻璃上形成的薄雾 B.烟花燃放时产生的烟雾
C.冬天树枝上出现的雾凇 D.医院治疗时将药物雾化
【答案】A
【解析】湖边雾是空气中的水蒸气遇冷液化形成的。
A.车窗玻璃上形成的薄雾是空气中热的水蒸气遇到冷的玻璃液化形成的小水珠,故A符合题意;
B.烟花燃放时产生的烟雾是固态小颗粒,没有发生物态变化,故B不符合题意;
C.冬天树枝上出现的雾凇是空气中热的水蒸气遇冷凝华形成的小冰晶,故C不符合题意;
D.医院治疗时将药物雾化是把液态的水打散成小水滴,没有发生物态变化,故D不符合题意。故选A。
5.(2025·山东烟台)(多选)中华优秀传统文化博大精深,处处蕴含着古人的智慧和情怀。下列对古诗词中涉及的物理现象解释正确的是( )
A.“可怜九月初三夜,露似真珠月似弓”——露的形成是汽化吸热
B.“夜来城外一尺雪,晓驾炭车辗冰辙”——冰的形成是凝固吸热
C.“月落乌啼霜满天,江枫渔火对愁眠”——霜的形成是凝华放热
D.“斜月沉沉藏海雾,碣石潇湘无限路”——雾的形成是液化放热
【答案】CD
【解析】AD.露和雾时空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,液化放热,故A错误,D正确;
B.冰是液态的水遇冷凝固形成的,凝固放热,故B错误;
C.霜是空气中的水蒸气遇冷直接凝华形成的小冰晶,凝华放热,故C正确。故选CD。
6.(2025·贵州)《天工开物》里有凿井取盐的记载,大意是凿出盐井并舀出含盐卤水入锅熬煮,去除水分后便可得到盐。去水取盐的过程中,水发生的物态变化是( )
A. 液化 B. 熔化 C. 汽化 D. 凝华
【答案】C
【解析】舀出含盐卤水入锅熬煮,里面的水吸收热量汽化为水蒸气,便可得到盐,故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。
7.(2025·黑龙江卷) 如图所示,夏天,将冰镇的饮料在温暖的室内放一会儿,饮料瓶外壁上会出现密集的小水滴。下列自然现象形成的原因与饮料瓶外壁上出现小水滴的原因相同的是( )
A. 冰封湖面 B. 冰雪消融 C. 寒冬凝霜 D. 秋起晨雾
【答案】D
【解析】夏天,将冰镇的饮料在温暖的室内放一会儿,空气中热的水蒸气遇到冷的饮料瓶放热,液化成小水滴。
A.冰封湖面是液态的水放热,凝固成固态的冰,形成的原因与饮料瓶外壁上出现小水滴的原因不同,故A不符合题意;
B.冰雪消融是固态的冰吸热,熔化成液态的水,形成的原因与饮料瓶外壁上出现小水滴的原因不同,故B不符合题意;
C.寒冬凝霜是空气中热的水蒸气遇到冷的叶片放热,凝华成固态的小冰晶,形成的原因与饮料瓶外壁上出现小水滴的原因不同,故C不符合题意;
D.秋起晨雾是空气中热的水蒸气遇冷放热,液化成液态的小水滴,形成的原因与饮料瓶外壁上出现小水滴的原因相同,故D符合题意。故选D。
8.(2025·北京)在青藏铁路工程中,为了保证多年冻土区路基的稳定性,铁路两侧竖立了许多热棒。如图所示,热棒是封闭的中空长棒,下端插在冻土中,上端装有散热片,里面填充低沸点的液态氨作为“制冷剂”。在寒冷的季节,空气温度低于冻土层温度,制冷剂作为热的“搬运工”,通过液态氨与气态氨的相互转化,使冻土层温度降低、厚度增加,这样即使到了暖季热棒不再工作,冻土也不会完全融化,冻土层因温度变化对路基产生的影响变小。关于热棒在工作过程中,下列说法正确的是( )
A. 液态氨吸收冻土热量变为气态氨是升华现象
B. 气态氨上升到热棒上端放出热量液化为液态氨
C. 热棒的作用是把热量从空气中传到冻土中
D. 冻土层从热棒吸收热量,厚度增加
【答案】B
【解析】A.液态氨变为气态氨汽化现象,不是升华(升华是物质由固态直接变气态),故A错误;
B.气态氨上升到热棒上端,遇冷放出热量液化为液态氨,故B正确;
C.热棒是把冻土中的热量传到空气中,故C错误;
D.冻土层是放出热量,温度降低、厚度增加,不是吸收热量,故D错误。故选B。
9.(2025·黑龙江卷)实验小组探究“冰熔化时温度变化规律”和“水沸腾时温度变化的特点”。
(1)组装实验器材时,应按______(选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序组装。试管中装有适量碎冰,烧杯中盛有适量热水,烧杯中水面略高于试管中碎冰的上表面。组装完成的实验装置如图甲所示;
(2)①点燃酒精灯前,对实验装置进行检查,发现烧杯中的温度计安装出现错误,该错误是:______。改正错误并检查无其他错误后,继续实验;
②点燃酒精灯后,一边观察实验现象,一边记录加热时间和温度计示数。图乙是试管中温度计在某时刻的示数,其读数是______℃;
(3)根据实验数据绘制图象。绘制试管中物质温度随时间变化的图像,如图丙所示;绘制烧杯中物质温度随时间的变化图像,如图丁所示;
①分析图丙中图像可知,图丙中______(选填“AB”“BC”或“CD”)段图像能够反映冰熔化过程中温度随时间的变化规律;
②分析图丁中图像可知,水在沸腾的过程中,温度变化的特点是______;
(4)小明发现,试管中的碎冰完全熔化成水以后,继续加热,时刻以后的温度变化特点与水沸腾时的温度变化特点相同,所以他认为时刻以后试管中的水沸腾了。你认为该结论是否正确?请说明你的判断依据:______;
(5)实验小组对实验进行评估,认为将烧杯中的水加热至沸腾用时过长。若重新实验,使用原装置给同样多的碎冰加热,要明显缩短加热时间,对加入烧杯中的水可采取的合理措施是______(选填“提高水的初温”或“减少水的质量”)。
【答案】(1)自下而上 (2) 温度计的玻璃泡接触容器底 -3
(3)BC 保持不变 (4)见解析 (5)提高水的初温
【解析】(1)由于要用酒精灯的外焰加热,同时温度计的玻璃泡在完全浸没的同时不碰到杯底或杯壁,要自下而上安装实验装置。
(2)由甲图可知,烧杯中的温度计的玻璃泡接触容器底,会导致测温不准。
图乙中温度计分度值为1℃,液面在零刻度下方,则示数为-3℃。
(3)冰是晶体,分析图丙中图像可知,图丙中BC段持续吸热,温度不变,是晶体的熔化阶段。
分析图丁中图像可知,水在沸腾的过程中,持续吸热,温度不变。
(4)水沸腾的条件是达到沸点,且继续吸热。试管中的水从烧杯中的水吸热,达到沸点时,与烧杯中的水温度相同,不能继续吸热,所以不能沸腾。所以小明的结论错误。
(5)要明显缩短加热时间,可以提高烧杯中的水的初温,为确保继续用水浴法加热,不能减少水的质量。
10.(2025·湖南)小伟用如图甲所示装置探究小烧杯中的水能否沸腾。两个烧杯中装有初温相同的纯净水,当大烧杯中水温接近90℃时,每隔2min分别记录一次两支温度计的示数,根据实验数据绘制出温度与时间关系的图像,如图乙所示。
(1)为获取实验数据,本实验用到的测量工具有烧杯、温度计和 ;
(2)如图丙,温度计的示数为 ℃;
(3)本次实验中,加热一段时间后,观察到大烧杯的水中有大量气泡产生且温度保持不变,小烧杯的水中始终没有大量气泡产生,温度也保持不变。此时小烧杯中的水是否沸腾,并说明判断的依据: 。
【答案】(1)秒表 (2)92 (3)见解析
【解析】(1)当大烧杯中水温接近90℃时,每隔2min分别记录一次两支温度计的示数,因此还需要使用秒表记录时间。
(2)由图丙可知,温度计的分度值为1℃,示数为92℃。
(3)加热一段时间后,大烧杯中的水沸腾后温度保持不变,小烧杯中的水虽能从大烧杯中持续吸热,但由于散热较多,以至于小烧杯中的水温一直低于大烧杯,不能达到沸点,因此不能沸腾。
四、升华和凝华
1.(2025·四川成都)水的浩瀚,绰约多姿。关于水的物态变化,下列说法不正确的是( )
A.冰熔化成水
B.水汽化成水蒸气
C.水蒸气液化成小水珠
D.小水珠凝华成冰
【答案】D
【解析】A.冰变成水,是由固态变为液态,属于熔化,故A正确,不符合题意;
B.水变成水蒸气,是由液态变为气态,属于汽化,故B正确,不符合题意;
C.水蒸气变成小水珠,是由气态变为液态,属于液化,故C正确,不符合题意;
D.小水珠变成冰,是液态变为固态,属于凝固,故D错误,符合题意。
故选D。
2.(2025·山东烟台)(多选)中华优秀传统文化博大精深,处处蕴含着古人的智慧和情怀。下列对古诗词中涉及的物理现象解释正确的是( )
A.“可怜九月初三夜,露似真珠月似弓”——露的形成是汽化吸热
B.“夜来城外一尺雪,晓驾炭车辗冰辙”——冰的形成是凝固吸热
C.“月落乌啼霜满天,江枫渔火对愁眠”——霜的形成是凝华放热
D.“斜月沉沉藏海雾,碣石潇湘无限路”——雾的形成是液化放热
【答案】CD
【解析】AD.露和雾时空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,液化放热,故A错误,D正确;
B.冰是液态的水遇冷凝固形成的,凝固放热,故B错误;
C.霜是空气中的水蒸气遇冷直接凝华形成的小冰晶,凝华放热,故C正确。
故选CD。
3.(2025·黑龙江卷)有一种新型黑色碳粉材料。在激光的照射下,纸张上的黑色碳粉直接______为碳蒸气,字迹消失。再经过特殊冷却装置,碳蒸气直接______成碳粉。纸张和碳粉可以重复使用,有效节约资源。(两空均填物态变化名称)
【答案】 升华 凝华
【解析】物体由固态变为气态的物态变化是升华,物体由气态变为固态的物态变化是凝华。新型黑色碳粉材料。在激光的照射下,纸张上的黑色碳粉直接升华为碳蒸气,字迹消失。再经过特殊冷却装置,碳蒸气直接凝华成碳粉。
4.(2025·江苏苏州)如图所示,用镊