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第三单元 物态变化
知识点一 温度与温度计
知识点二 熔化与凝固
知识点三 汽化与液化
知识点四 升华与凝华
基础知识过关
知识点一????温度与温度计
温度 概念 物理学中,把????物体的冷热程度????叫做温度
单位 温度的常用单位是????摄氏度????,用符号????℃????来表示。
摄氏温度的规定:标准大气压下,????冰水混合物????的温度规定为0 ℃,????沸水????的温度规定为100 ℃;0 ℃和100 ℃之间分成100个等份,每个等份代表1 ℃
温度计(液体温度计) 原理 常用温度计是根据液体????热胀冷缩????的原理制成的
分类 实验室用温度计、体温计、寒暑表等
温度计
(液体
温度计) 使用
方法 1.选:估计待测液体的温度,选择????量程????合适的温度计;
2.看:看清温度计的量程和????分度值????;
3.拿:拿温度计时,要拿温度计的上部,不能触及温度计的????玻璃泡????;
4.放:温度计的玻璃泡????浸没????在待测液体中,不能触及容器的底部和侧壁;
5.读:待温度计的示数????稳定????后再读数,读数时温度计的玻璃泡????不能离开????被测液体,视线要和温度计中液柱的液面????相平????;
6.记:把观测到的温度值记录下来,注意温度的“正、负”之分,即要区分零上温度值和零下温度值,不要忘记写单位
体温计 体温计的量程为????35~42 ℃????,分度值是????0.1℃????,体温计
的玻璃泡和直玻璃管之间有一段很细的缩口,所以体温计
可以????离开人体????读数(如图所示)
?点拨 (1)体温计在设计时有其特殊构造,保证其使用的方便:①缩口的设计保
证了体温计能够离开人体进行读数;②玻璃泡容积大且直管很细能提高体温计
的准确度;③玻璃管做成棱柱形状能对液柱进行放大,便于观察读数。
(2)常见的温度值:人体的正常体温约为37 ℃,人体最适宜的生活环境为24 ℃左
右,水银的凝固点为-39 ℃,泰安地区的气温冬季最低约为-10 ℃,夏季最高约为
40 ℃。
知识点二 熔化与凝固
1.熔化与凝固
物质的三态 ????固态????、????液态????、????气态????是物质常见的三种状态,物质各种状态间的变化叫????物态变化????
熔化和凝固 概念 物质从????固态????变为????液态????的过程叫熔化,物质从????液态????变为????固态????的过程叫凝固
吸放热 物质熔化????吸????热,凝固????放????热
分类 根据熔化和凝固过程中的特点,固体可分为晶体和非晶体两类,其中????晶体????熔化时吸热,温度不变,该温度叫这种物质的????熔点????,液态的晶体凝固时的温度叫它的????凝固点????
应用 冬天菜窖里放几桶水,凝固????放????热,保证菜不冻坏;利用冰熔化????吸????热,降低温度,储存食物、蔬菜运输、冰镇饮料等
2.晶体与非晶体
不同点 形态
????具有????规则的几何外形 ????不具有????规则的几何外形
图象 熔化 AB段是晶体吸热过程,B点处于
固态,BC段是晶体熔化过程,处
于固液共存状态,C点处于液态,
CD段是液体吸热过程 ?
凝固 EF段是液体放热过程,F点处于
液态,FG段是液体凝固过程,处
于固液共存状态,G点处于固态,
GH段是固体放热过程 ?
分类
晶体 非晶体
不同点 熔化(凝固)时温度变化规律 熔化时温度????不变????
凝固时温度????不变???? 熔化时温度????升高????
凝固时温度????降低????
熔点与凝固点 有熔点、凝固点,同种晶体熔点、凝固点相同 没有熔点和凝固点
相同点 熔化过程中吸热,凝固过程中放热
?点拨 (1)晶体的熔化条件:温度达到熔点,能够继续吸热,晶体物质的凝固条
件:温度达到凝固点,能够继续放热;
(2)固体熔化图象中若有一段与时间轴相平行的水平线段,则这种固体一定是晶
体,水平线段所对应的温度就是这种晶体的熔点,水平线段所对应的时间就是这
种晶体熔化所用的时间;若没有与时间轴相平行的水平线段,则这种固体是非晶
体;
(3)一些晶体的熔点(标准大气压下):
晶体 熔点/℃ 晶体 熔点/℃ 晶体 熔点/℃
钨 3 410 铝 660 海波 48
铁 1 535 铅 328 冰 0
铜 1 083 锡 232 固态水银 -39
金 1 064 萘 80.5 固态酒精 -117
知识点三 汽化与液化
1.汽化与液化
分类 汽化 液化
定义 物质由液态变为????气????态的过程 物质由气态变为????液????态的过程
方式或方法 ????蒸发????与沸腾 降低温度与????压缩体积????
吸放热 吸热 放热
应用 蒸发致冷。如天热时在地上洒一些水降温 液化放热。如蒸馒头时水蒸气液化放热
2.蒸发与沸腾的比较
蒸发 沸腾
不
同
点 发生部位 在液体????表面????进行 液体????表面????和????内部????同时进行
温度条件 在????任何温度????下 温度必须达到????沸点????
温度变化 温度????降低???? 温度????不变????
剧烈程度 缓慢 剧烈
影响因素 ①液体温度的高低;
②液体表面积的大小;
③液体表面空气流动的快慢 液面上气压的大小影响沸点。一切液体的沸点都是气压减小时降低,气压增大时升高
相同点 a.是由液态变为气态,属于????汽化????现象;
b.需要????吸????热
?点拨 (1)液体沸腾的条件:温度达到沸点,继续吸热,且这个过程中温度不变;
(2)“白雾”“白气”,都是小水滴,它们是水蒸气液化形成的。发生液化的条件
是温度较高的水蒸气遇到较冷的物体表面(也可以是空气),这时水蒸气就会液
化成小水珠,附着在物体表面(或悬浮在空中)。哪里环境温度高,哪里的水蒸气
温度就高,哪里环境温度低,水蒸气就会在哪里发生液化现象;
(3)几种液体的沸点(标准大气压下)
液体 沸点/℃ 液体 沸点/℃ 液体 沸点/℃
液态铁 2 750 水 100 液态氧 -183
液态铅 1 740 酒精 78 液态氮 -196
水银 357 液态氨 -33.4 液态氢 -253
知识点四 升华与凝华
升华 凝华
概念 物质从????固态????直接变为????气态????的过程叫
升华 物质从????气态????直接变为????固态????的过程叫
凝华
吸放热 ????吸????热 ????放????热
举例 樟脑丸变小、灯丝变细、冰冻的衣服变干、
冰雕变小等 雪、霜、雾凇、窗花的形成,灯泡变黑等
?点拨 (1)升华和凝华时物质在物态变化中不存在液态这一中间环节,即在升
华和凝华过程中,物质存在的状态只有固态和气态,而没有液态。
(2)物质三态变化图
?
考点聚焦
考点一 温度和温度计的使用
考点二 物态变化的辨析及吸放热的判断
考点三 物态变化图象
考点一 温度和温度计的使用
考法分析 在泰安中考中,温度和温度计的使用为常考点,主要考查温度的估
测,温度计的原理、使用方法,温度计、体温计的读数等,题型以选择题和填空
题为主,有时也在实验题中以填空的形式出现。
例1 (2019泰安,18,1分)如图所示,温度计的示数为????-6????℃。
?
解析 温度计的分度值为1 ℃,液柱在0 ℃以下第6小格,所以温度为-6 ℃。
考法突破
(1)温度计在使用时,玻璃泡要浸没在液体中,但不能碰到容器底或容器壁;
(2)温度计读数时,首先明确温度计的分度值,然后认清温度计的液柱上表面是在
零刻度线的上方还是在下方,在零刻度线上方温度为正,在零刻度线以下温度为
负;
(3)用没有甩过的体温计去测人体的温度时,若体温计的示数变大,则人体的温度
为体温计的示数,若体温计的示数不变,则人体的温度低于或等于体温计的示
数。
变式1-1????(2018湖南湘西州,2,3分)在观察温度计的示数时,如图所示的a、b、c
三种方法,正确的是( B )
?
A.方法a B.方法b
C.方法c D.a、b、c三种方法都对
变式1-2 (2018枣庄,3,2分)用体温计测量病人甲的体温,示数是38 ℃,如果该体
温计未经甩过就用来测量病人乙的体温,示数也是38 ℃。下列判断正确的是
( C )
A.乙的体温一定等于甲的体温
B.乙的体温不可能等于甲的体温
C.乙的体温不可能高于甲的体温
D.乙的体温一定低于甲的体温
解析 用没有甩过的读数停留在38 ℃的体温计测量乙的体温时,若乙的体温低
于或等于38 ℃,体温计液柱不变化,仍为38 ℃;若乙的体温高于38 ℃,液柱会上
升,示数大于38 ℃;所以,病人乙的温度可能等于或低于38 ℃,不可能高于38 ℃,C
正确。
变式1-3 (2017泰安,24,1分)如图所示为常用体温计,其读数为????37.8????℃。
?
考点二 物态变化的辨析及吸放热的判断
考法分析 物态变化的辨析及吸放热的判断为泰安中考的考查重点,主要考查
六种物态变化的辨析、物态变化吸放热的判断、物态变化在生活中的应用等,
考查方式以选择题和填空题为主。
例2????(2019泰安新泰一模,6,2分)衣橱中的樟脑丸慢慢变小,下列几种物态变化
过程与此相同的是( A )
?A.冰冻的衣服晾干 ?????B.干手机将手吹干
?C.河水结冰 ?????D.露珠的形成
解析????樟脑丸变小是升华现象,冰冻的衣服晾干也是升华现象,干手机将手吹干
是水的汽化现象,河水结冰是水的凝固现象,露珠的形成是水蒸气的液化现象,
因此A选项正确。
考法突破
判断物态变化及吸放热的方法:
明确物态变化前后物质的初末状态,根据定义判断物态变化,对照物态变化及吸
放热特点作出判断;确定前后两种状态时,应清楚一些隐含条件,如“白气”
“白雾”等是由小液滴组成的,水变没了、樟脑球变小了,是它们变成了气态。
变式2-1 (2019北京燕山一模,10,2分)在如图所示的四个物态变化的实例中,属
于凝华的是?( C )
?A.初春,冰河消融 ?????B.仲夏,绿叶挂珠
?C.深秋,红叶落霜 ?????D.寒冬,滴水成冰
变式2-2 (2018泰安,6,2分)下列物态变化过程中,需要吸收热量的是?( B )
A.湖水结成冰 B.樟脑丸变小
C.露珠的形成 D.雾凇的形成
解析 水结冰是凝固过程,放热,A错误;樟脑丸变小是升华过程,吸热,B正确;露
珠是液化过程,放热,C错误;“雾凇”是由气态水蒸气变为固态的凝华过程,放
热,D错误。
考点三 物态变化图象
考法分析????物态变化图象是泰安中考的热点,主要考查晶体和非晶体熔化、凝
固图象的比较,水的沸腾图象,题型以选择题与填空题为主,有时还融合到实验
题中。
例3 (2019湖北鄂州,14,2分)如图所示是加热-30 ℃的冰时温度随时间变化的
图象,根据图象下列判断正确的是( C )
?
A.BC段是冰的熔化过程,温度不变,说明熔化不需要吸热
B.水的沸点是98 ℃,说明当地的大气压高于一个标准大气压
C.冰熔化时温度保持0 ℃不变,说明冰是晶体
D.加热相同时间时,冰升温比水快,说明冰的比热容比水大
解析????图象中BC段是冰的熔化过程,虽然温度不变,但熔化过程吸热,A错误。
水的沸点随气压的升高而升高,随气压的降低而降低,沸点是98 ℃,说明当地的
大气压低于一个标准大气压,B错误。由图象可知,在BC段,冰的温度保持0 ℃不
变,所以冰的熔点是0 ℃,此过程中冰正在熔化,是晶体,C正确。冰完全熔化为水
时,质量不变;同一个加热器进行加热,加热时间相同时,冰和水吸收的热量相同;
冰升温比水快(即相同时间内冰上升的温度较高),由Q=cmΔt可知,冰的比热容比
水小,D错误。
考法突破
(1)熔化或凝固过程的判断:熔化图象总体是升温趋势,凝固图象总体是降温趋势;
(2)晶体或非晶体的判断:观察图象是否存在一段平行于时间轴的线段,若有则为
晶体,若没有则为非晶体;
(3)判断晶体物质的熔点或凝固点:平行于时间轴的线段对应的温度即熔点或凝
固点;
(4)分析平行于时间轴的线段所对应的时间段,可判断出熔化或凝固所需要的时间;
(5)解答该类问题的关键是掌握晶体物质和非晶体物质熔化、凝固的特点及发
生条件,液体沸腾时温度变化的特点。
变式3-1 如图所示的图象中,属于晶体熔化图象的是?( A )
?A ?????B ?????C ?????D
变式3-2 如图所示,是甲、乙两种液态物质的凝固图象,从图中可看出其中
????乙????物质是晶体,它的凝固点是????80????℃,在第8 min时,这种晶体物质处于
????固液共存????状态。
解析 由图可见,乙图象中有一段与时间轴平行的线段,此过程温度保持不变,
因此乙物质是晶体;图中水平线段过程为凝固过程,对应的温度为凝固点,从第
5 min开始凝固,到第10 min结束,持续了5 min,此过程中处于固液共存状态。
变式3-3????某同学在“研究水沸腾”的实验中,根据实验数据画出如图所示的
图线,由图可知,反映了水沸腾的过程是????BC????段图线,在此过程中水的温度
????不变????(选填“上升”“下降”或“不变”),此实验中水的沸点是????99 ℃????。
?
解析 由图可知,沸腾前加热了4分钟,从第4分钟开始,水不断吸热,温度保持不
变,这个不变的温度就是水的沸点,温度为99 ℃,BC段为沸腾过程。
核心实验突破
实验一 探究固体熔化时温度的变化规律
命题热点 1.实验测量器材:停表、温度计等。
2.实验器材的组装顺序:自下而上。
3.采用水浴法加热的优点:使被加热的物质受热均匀、温度上升缓慢,便于观察
温度变化规律。
4.温度计的使用和读数。
5.选用较小固体颗粒:①固体受热均匀;②固体与温度计玻璃泡紧密接触,温度测
量值更准确。
6.试管插入水中的位置要求:水面高于固体,试管不接触到烧杯底部和侧壁。
7.分析实验数据或熔化图象:判断物质是晶体或非晶体、熔点及吸放热情况,绘
制温度-时间图象。
8.加热时间过长的原因:烧杯中水太多或初温太低或热源火力太小。
9.熔化前后曲线图的倾斜程度不同:同种物质在不同状态下的比热容不同。
10.烧杯口处“白气”与试管、烧杯壁上水珠的成因:水蒸气遇冷液化形成的小
水珠。
实验结论 晶体熔化时要吸热,但温度保持不变;非晶体熔化时需要吸热,温度
一直升高。
例4 (2018广西百色,24,7分)如图甲所示是“探究冰熔化时温度的变化规律”
的实验装置。
?
(1)如图乙所示是冰在加热过程中温度随时间变化的图象。根据图象特征可判
断冰是????晶体????(选填“晶体”或“非晶体”);当冰熔化一段时间后,试管中冰
的质量????减少????(选填“增加”“减少”或“不变”)。
(2)冰在熔化过程中????吸收????(选填“吸收”或“放出”)热量,温度保持不变,大
约持续了????3????min。
(3)加热到第3 min时,物质的状态为????固液共存态????(选填“液态”“固态”或
“固液共存态”)。
(4)在加热过程中,杯口上方出现“白气”,“白气”是水蒸气????液化????(填一物
态变化)而成的。
(5)在实验过程中,不是用酒精灯直接对试管加热,而是把装有冰的试管放在水中
加热,这样做不但使试管受热均匀,而且冰的温度上升速度较????慢????(选填
“快”或“慢”),便于记录各个时刻的温度。
补充设问
(6)重复实验,当试管中的冰开始熔化时,立即将试管浸入到另一只装有冰水混合
物的烧杯中,发现冰不再熔化,该现象说明????冰在熔化过程中需要持续吸热????。
实验二 探究水沸腾时温度变化的特点
命题热点 1.实验器材组装顺序:自下而上。
2.温度计的使用和读数。
3.区分沸腾前和沸腾后的现象:沸腾前,气泡在烧杯底部生成,气泡上升过程中体
积变小;沸腾后,气泡上升过程中体积逐渐变大。
4.沸腾前与沸腾后水的温度变化区别:沸腾前,水吸收热量,温度升高;沸腾后,水
吸收热量,温度保持不变。
5.缩短将水加热至沸腾的时间的方法:减少水的质量,用适量的水做实验;用温水
(温度较高的水)做实验;给水加热时,在烧杯上盖上纸板。
6.水的沸点小于100 ℃或大于100 ℃的原因:水的沸点与水面上方的气压有关。
当水面上的气压小于1标准大气压时,水的沸点就小于100 ℃;当水面上的气压
大于1标准大气压时,水的沸点就大于100 ℃。
7.撤去酒精灯,水不会立即停止沸腾的原因:石棉网的温度高于水的沸点,水可以
继续从石棉网吸热。
实验结论 水在沸腾过程中不断吸热,温度保持不变。
例5 (2018湖北荆州,18,5分)如图甲是小明、小红两名同学分别探究“水的沸
腾”的实验装置,他们所用的器材规格完全相同。
(1)安装实验器材时,应按照????自下而上????(选填“自下而上”或“自上而下”)
的顺序进行;
(2)安装好器材开始实验后,小红按如图甲所示进行读数,其错误之处是:读数时,
视线没有与温度计中液柱的上表面????相平????;
(3)读数时小明发现A点有小水滴影响读数,小水滴的成因是????液化????(填物态变
化名称),而按乙图改进后可以顺利读数,两名同学均改进;
(4)图丙是两名同学根据实验数据绘制的水温随时间变化的图象;
①由图象可知,实验室当时的大气压????低于????(选填“高于”“低于”或“等
于”)1标准大气压;
②若小明和小红所选水的质量分别为m1、m2,根据图象丙分析可知m1???????m2
(选填“>”“<”或“=”)。
?
补充设问 (5)由图象丙可知,水沸腾时的温度特点
是????水在沸腾时,继续吸热,温度不变????;
(6)能反映水沸腾前气泡情形的是图????戊????(选填“丁”或“戊”);
(7)撤去酒精灯后,水仍能继续沸腾一小段时间,其原因是
????石棉网的温度高于水的沸点,水还会继续吸热????。
一、选择题
随堂巩固训练
1.以下是小黄估计的温度值,其中合理的是?( C )
A.洗澡时淋浴水温约为70 ℃
B.冰箱保鲜室的温度约为-5 ℃
C.健康成年人的腋下体温约为37 ℃
D.在一个标准大气压下盐水的凝固点是3 ℃
2.(2017泰安,12,2分)下列物态变化中,属于液化的是( C )
A.初春,湖面的冰层变薄 B.盛夏,阳光下湿衣服晒干
C.深秋,草叶上出现露珠 D.严冬,室内玻璃窗上形成冰花
解析 湖面的冰层变薄是固态冰变为液态水,属于熔化现象,A错误;湿衣服变干
是水变成水蒸气,属于汽化现象,B错误;露是空气中的水蒸气遇冷液化成的小水
滴,C正确;严冬,室内玻璃窗上形成的冰花是室内温度较高的水蒸气凝华形成的
固态小冰晶,D错误。
3.(2019海南,5,3分)用3D打印技术可以打印钛合金眼镜架。在高能激光的作用
下,钛合金粉末吸收热量变成液态,再定型成为镜架。在此过程中发生的物态变
化是( A )
A.熔化和凝固 B.升华和凝华
C.汽化和液化 D.液化和凝固
解析 钛合金粉末在高温下由固态变成液态,是熔化现象,需要吸热;然后按构
件形状重新定型,是凝固现象,需要放热,即先熔化后凝固。
4.(2018岱岳三模,4,2分)早前的冰箱所用制冷剂是氟利昂,它对大气层有破坏作
用。现在冰箱一般用R600a作为制冷剂,它比较环保,且极易汽化和液化,能在冷
冻室内汽化吸热,并在冷凝器内(如图所示)液化放热,从而把能量从冷的地方转
移到热的地方。R600a在冷凝器内液化放热,下列做法目的与此相同的是( B )
A.五一小长假,游客较多时,泰安方特游乐园会在旅游景区不断喷水雾
B.寒冷冬天东北地区菜窖内都会放几桶水
C.炎热的夏天同学们会吃冰棍消暑
D.足球运动员受到轻伤时,队医会在其受伤部位喷洒氯乙烷喷剂
解析????泰安方特游乐园会在旅游景区不断喷水雾,是利用蒸发吸热,A不符合题
意;寒冷冬天东北地区菜窖内都会放几桶水,是利用水凝固放热,B符合题意;炎
热的夏天同学们会吃冰棍消暑,是利用冰熔化吸热,C不符合题意;足球运动员受
到轻伤时,队医会在其受伤部位喷洒氯乙烷喷剂,利用蒸发吸热,D不符合题意。
5.(2018日照,4,3分)如图,由于图象撕去了一角,无法判断是熔化图象还是沸腾图
象。下列说法正确的是( D )
A.这一定是某种晶体的熔化图象
B.这可能是某种非晶体的熔化图象
C.这一定是某种液体的沸腾图象
D.无论是熔化图象还是沸腾图象,温度不变的时间段内一定吸热
解析 由图象可知,有一段是水平的,说明不断吸热,但温度保持不变,所以可能是晶体的熔化图象或某液体的沸腾图象,不可能是非晶体的熔化图象,A、B、C错误;无论是晶体的熔化还是液体的沸腾,在此过程虽然温度不变,但要不断吸热,才能使晶体继续熔化或液体继续沸腾,D正确。
二、非选择题
6.(2019安徽亳州二模,2,2分)学校实验室挂一只装有0.2 g酒精的寒暑表,在一天
中某一时段的初、末两个时刻,寒暑表的示数分别如图甲和乙所示,乙的示数为
????-3????℃,在这段时间内寒暑表内的酒精的密度会????变大????。
解析 图中寒暑表的一个大格为10 ℃,一个大格分为10个小格,则一个小格是
1 ℃,即分度值为1 ℃,根据图中液柱的位置可知,甲的示数为12 ℃,乙的示数为零
下3 ℃,即-3 ℃;由甲到乙,酒精的温度降低,质量不变,体积变小,由ρ=?可知,酒精
的密度变大。
7.青藏铁路是世界海拔最高的高原铁路,其路基两旁树立着一根根热棒(如图所
示),热棒的一端插入地下的冻土层,热棒里密封有特殊的液体。当冻土层温度
升高时,这种液体就会????汽化????(填物态变化的名称)成气体????吸收????(选填“吸
收”或“放出”)热量,对冻土进行降温,保证路基的安全。
解析 冻土层温度升高时,热棒里特殊的液体,由液态变为气态,属于汽化现象,
汽化吸热。
8.(2018辽宁鞍山,29,6分)在“探究固体熔化时温度的变化规律”的实验中,李同
学将质量相同的海波和石蜡分别装在两个相同的试管中,同时放在一个装有水
的烧杯中加热,实验装置如图所示。实验过程中,他每隔1 min记录一次海波和
石蜡的温度和状态,实验数据如表所示。
时间
/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
海波的
温度/℃ 40 42 44 46 48 48 48 48 48 48 50 53 56
石蜡的
温度/℃ 40 41 42 44 46 47 48 49 51 52 54 56 59
(1)为完成该实验,除图中器材外,还要用到的测量工具是????秒表????。
(2)实验时,用隔水加热而不用酒精灯直接给试管加热,这样做的好处是
????使物质均匀受热????。
(3)实验结论:????海波????(选填“海波”或“石蜡”)是晶体,熔点为????48 ℃????。
(4)比较0~3 min固态海波和石蜡的温度变化,发现它们????升温快慢不同????,这是
由于????比热容不同????。