第2节 液体
1．了解液体的微观结构特点。
2．知道生活中的液体表面张力现象，知道液体表面张力形成的原因。
3．了解浸润和不浸润现象，了解毛细现象。
4．知道什么是液晶，了解液晶的特性及应用。
一、液体的微观结构
1．分子距离：液体分子之间的距离比气体分子间距离小得多，比固体分子之间距离略大。
2．流动性：液体没有固定的形状，具有流动性。
3．分子力：液体分子间的作用力比固体分子间的作用力要小，比气体分子间的作用力要大。
二、液体的表面张力
1．表面层
(1)液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫做表面层。
(2)表面层里的分子比液体内部的分子稀疏，分子间的距离大于r0，因此，在表面层内液体分子间的作用力表现为引力。
2．表面张力
如果在液体表面任意画一条线，线两侧的液体之间的作用力是引力，它的作用效果是使液体表面绷紧，所以叫做液体的表面张力。表面张力具有使液体表面收缩的趋势。
三、浸润和不浸润
1．浸润：一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上。这种现象叫做浸润。
2．不浸润：一种液体不会润湿某种固体也就不会附着在固体上。这种现象叫做不浸润。
3．附着层中分子的特点：附着层中的分子同时受到固体分子和液体内部分子的作用力。
四、毛细现象
1．浸润液体在细管中上升的现象，以及不浸润液体在细管中下降的现象，称为毛细现象。
2．浸润液体在毛细管里上升后，形成凹形液面，不浸润液体在毛细管里下降后形成凸形液面。
3．毛细管内外液面的高度差与毛细管的内径有关，毛细管内径越小，高度差越大。
五、液晶
1．介于晶体和液体之间的中间态叫做液晶态，把处于液晶态的物质叫做液晶。
2．液晶是一种特殊的物质，它既具有液体的流动性，又像某些晶体那样具有物理性质的各向异性。
判一判
(1)表面张力是液体内部各分子间的相互作用。( )
(2)浸润现象中，附着层里的分子比液体内部稀疏。( )
(3)液晶分子的排列不稳定，外界条件的微小变动都会引起液晶分子排列的变化。( )
(4)液体的扩散比固体的扩散快，是因为分子在液体里的移动比在固体中容易。( )
提示：(1)× (2)× (3)√ (4)√
课堂任务 对液体微观结构的认识
1．液体的微观结构
液体中的分子跟固体一样是密集在一起的，液体分子的热运动主要表现为在平衡位置附近做微小的振动，但液体分子只在很小的区域内有规则的排列，这种区域是暂时形成的，边界和大小随时改变，有时瓦解，有时又重新形成。液体由大量这种暂时形成的小区域构成，这种小区域杂乱无章地分布着。
2．液体的宏观特性
(1)各向同性：液体由大量暂时形成的杂乱无章分布的小区域构成，所以液体表现出各向同性。
(2)一定体积：液体分子的排列更接近于固体，液体中的分子密集在一起，分子间距接近于r0，相互间的束缚作用强，主要表现为在平衡位置附近做微小振动，所以液体具有一定的体积。
(3)流动性：液体分子能在平衡位置附近做微小的振动，但没有长期固定的平衡位置，液体分子可以在液体中移动，这是液体具有流动性的原因。
(4)扩散特点：液体中扩散现象是由液体分子运动产生的，分子在液体里的移动比在固体中容易得多，所以液体的扩散要比固体的扩散快。
例1 (多选)关于液体和固体，以下说法中正确的是( )
A．液体分子间的相互作用比固体分子间的相互作用强
B．液体分子同固体分子一样，也是密集在一起的
C．液体分子的热运动没有长期固定的平衡位置
D．液体的扩散比固体的扩散快
[规范解答] 液体具有一定的体积，是液体分子密集在一起的缘故，但液体分子间的相互作用力不像固体分子间的相互作用力那样强，所以B正确，A错误。液体具有流动性的原因是液体分子热运动的平衡位置不固定，液体分子可以在液体中移动，也正是因为液体分子在液体里移动比固体容易，所以其扩散也比固体的扩散快，C、D都正确。
[完美答案] BCD
(多选)以下关于液体的说法正确的是( )
A．非晶体的结构跟液体非常类似，可以看做是粘滞性极大的液体
B．液体的物理性质一般表现为各向同性
C．液体的密度总是小于固体的密度
D．所有的金属在常温下都是固体
答案 AB
解析 由液体的微观结构知A、B正确。有些液体的密度大于固体的密度，例如汞的密度就大于铁、铜等固体的密度，故C错误。金属汞在常温下就是液体，故D错误。
课堂任务 液体的表面张力
对液体表面张力的理解
1．表面张力的形成
(1)分子分布：液体表面层的分子分布比液体内部分子稀疏。
(2)分子力特点：液体内部分子间引力、斥力基本上相等，而液体表面层里分子之间距离较大，分子力表现为引力。
(3)表面特性：表面层分子间的引力使液面产生了表面张力，液体表面好像绷紧的膜。
(4)表面张力的方向：与液面相切，垂直于液面上的各条分界线。如图所示。
2．表面张力的作用
(1)表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体面积趋于最小，而在体积相同的条件下，球形的表面积最小。
例如，吹出的肥皂泡呈球形，滴在洁净玻璃上的水银滴呈球形。(由于受重力的影响，往往呈扁球形，在失重条件下才呈球形)
(2)表面张力的大小除跟边界长度有关外，还跟液体的种类、温度有关。
例2 液体表面的各部分之间存在表面张力，是因为( )
A．表面层中的分子间的距离大于内部分子间的距离，分子间的相互作用力表现为引力
B．表面层中的分子间的距离等于平衡距离，因此各分子都稳定在自己的平衡位置上
C．表面层中的分子间的距离小于平衡距离，因此分子间的作用力很强
D．液体内部的分子吸引表面层中的分子，使其表面收缩，这种分子间吸引力的宏观表现就是液体的表面张力
[规范解答] 根据表面层的特点，表面层内的液体分子间距大于内部分子间距，分子已离开了平衡位置，分子间表现为引力，使液面有收缩的趋势，故选A。
[完美答案] A
解答液体表面张力问题的技巧
解答液体的表面张力问题，应熟练掌握液体的表面张力形成的原因、表面特性、表面张力的方向、表面张力的效果，以及与表面张力大小相关的因素等。
(多选)下面有关表面张力的说法中，正确的是( )
A．表面张力的作用是使液体表面伸张
B．表面张力的作用是使液体表面收缩
C．有些小昆虫能在水面上自由行走，这是由于有表面张力的缘故
D．用滴管滴液滴，滴的液滴总是球形，这是由于表面张力的缘故
答案 BCD
解析 表面张力的作用效果是使液体表面收缩，B正确，A错误；由于表面张力，液面被压弯并收缩，使小昆虫浮在液面上，C正确；由于表面张力使液滴收缩成球形，D正确。
课堂任务 浸润、不浸润及毛细现象
1．对浸润和不浸润现象的理解
浸润与不浸润现象是分子力作用的表现。当液体与固体接触时，在接触处形成一个液体薄层，叫做附着层。
附着层里的分子既受到固体分子的吸引，又受到液体内部分子的吸引，如果受到的固体分子的吸引比较弱，附着层里的分子就比液体内部稀疏，在附着层里就出现跟表面张力相似的收缩力，这时跟固体接触的液体表面有缩小的趋势，形成不浸润现象。
相反，如果受到的固体分子的吸引相当强，附着层里的分子就比液体内部密，在附着层里就出现液体分子相互排斥的力，这时跟固体接触的液体表面有扩展的趋势，产生浸润现象。
液体能否浸润固体，取决于液体和固体两者的性质，而不单纯由液体或固体单方面性质决定。同一种液体，对一些固体是浸润的，对另一些固体是不浸润的，如水能浸润玻璃，但不能浸润石蜡；水银不能浸润玻璃，但能浸润铅、锌等。
液体的宏观特性及现象都是由它的微观结构决定的。因此，在解决有关液体问题时，要从液体的微观结构特点着手分析。
2．毛细现象的解释
当毛细管插入浸润液体中时(如图甲)，附着层里的排斥力使附着层沿管壁上升，这部分液体上升引起液面弯曲，呈凹形弯月面，使液体表面变大。与此同时，由于表面层的表面张力的收缩作用，管内液体也随之上升。直到表面张力向上的拉伸作用与管内升高的液体重力相等时，达到平衡，液体停止上升，稳定在一定的高度。
当不浸润液体与毛细管内壁接触时，引起液体附着层收缩，而表面张力也使液面收缩，从而使液面弯曲，对液面起压低下降的作用，而且毛细管内径越小，压低降下的高度也越大，当液面弯曲下压的力与被压低的液柱的重力相等时，管内液面不再下降(如图乙所示)。
毛细现象是浸润和表面张力共同作用而形成的结果；浸润时表面张力产生的附加压强指向液体外，不浸润时产生的附加压强指向液体内。
例3 附着层里的液体分子比液体内部稀疏的原因是( )
A．附着层里液体分子间的斥力强
B．附着层里液体分子间的引力强
C．固体分子对附着层里的液体分子的吸引，比液体内部分子的吸引弱
D．固体分子对附着层里的液体分子的吸引，比液体内部分子的吸引强
[规范解答] 附着层里的分子既受到固体分子的吸引，又受到液体内部分子的吸引，如果受到的固体分子的吸引比较弱，附着层里的部分分子进入液体内部，从而使附着层的分子比液体内部稀疏，所以C正确，A、D错误。虽然附着层分子稀疏，分子间的吸引强，这是附着层分子稀疏后的一个结果，并不是引起附着层分子稀疏的原因，因此B错误。
[完美答案] C
(多选)把极细的玻璃管分别插入水中与水银中，如图所示，正确表示毛细现象的是( )
答案 AC
解析 因为水能浸润玻璃，所以A正确，B错误。水银不能浸润玻璃，C正确。
课堂任务 液晶
1．不是所有物质都具有液晶态。通常棒状分子、碟状分子和平板状分子的物质容易具有液晶态。
2．液晶在目前最主要的应用方面是在显示器方面的应用。这是利用了液晶的多种光学效应。在某些液晶中掺入少量多色性染料，染料分子会与液晶分子结合而定向排列，从而表现出光学各向异性。
3．改变液晶光学性质的两种方法：一是外加电压，使液晶由透明态变为不透明态；二是改变温度，使液晶颜色改变。
例4 (多选)关于液晶的分子排列，下列说法正确的是( )
A．液晶分子在特定方向排列整齐
B．液晶分子的排列不稳定，外界条件的微小变动会引起液晶分子排列的变化
C．液晶分子的排列整齐且稳定
D．液晶的物理性质稳定
[规范解答] 液晶分子在特定方向上排列比较整齐，故A正确；液晶分子排列不稳定，外界条件的微小变动会引起液晶分子排列的变化，故B正确，C错误；液晶的物理性质不稳定，例如有一种液晶，在外加电压的影响下，会由透明状态变成浑浊状态，去掉电压，又恢复透明，故D错误。
[完美答案] AB
判断液晶的技巧
(1)液晶是既有流动性和连续性，又具有各向异性的流体。
(2)向外型液晶在外加电压下会由透明变为不透明，但液晶本身不会发光。
(多选)关于液晶，下列说法中正确的有( )
A．液晶是一种晶体
B．液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性
C．液晶的光学性质随温度的变化而变化
D．液晶的光学性质随外加电压的变化而变化
答案 CD
解析 液晶的微观结构介于晶体和液体之间，A错误；虽然液晶分子在特定方向排列比较整齐，具有各向异性，但分子的排列是不稳定的，B错误。外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变化，从而改变液晶的某些性质，例如温度、压力、外加电压等因素变化时，都会改变液晶的光学性质，C、D正确。
A组：合格性水平训练
1．(综合)(多选)人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程。以下说法正确的是( )
A．液体的内能与体积有关
B．液体分子间的相互作用比固体分子间作用力强
C．液体分子间的热运动有固定的平衡位置
D．露珠呈球状是由于液体表面张力的作用
答案 AD
解析 液体体积与分子间相对位置相联系，从宏观上看，分子势能与体积有关，内能等于分子动能与分子势能之和，A正确。液体分子间作用力比固体弱，B错误。液体分子热运动的平衡位置不固定，C错误。露珠表面张力使其表面积收缩到最小，呈球状，D正确。
2.(液体的表面张力)做这样的实验：如图所示，先把一个棉线圈拴在铁丝环上，再把环在肥皂水里浸一下，使环上布满肥皂的薄膜。如果用热针刺破棉线里那部分薄膜，则棉线圈将成为( )
A．椭圆形
B．长方形
C．圆形
D．任意形状
答案 C
解析 液体在表面张力的作用下有收缩到最小表面积的趋势，因此棉线圈将成为圆形。
3．(液体的表面张力)(多选)关于液体的表面，下列说法正确的是( )
A．液体的表面有收缩到最小表面积的趋势
B．液体表面层里的分子比液体内部的分子排得较紧密，是表面张力作用的结果
C．液体表面层里的分子间距离比液体内部分子间距离大些，是表面张力存在的原因
D．表面张力使液面具有收缩的趋势，所以表面张力的方向垂直于液面指向液体的内部
答案 AC
解析 (1)液体内部分子间的平均距离等于分子间的平衡距离(r0)，内部分子间同时存在的引力和斥力相等，合力为零。(2)液体表面层里的分子间平均距离比内部分子间的平衡距离(r0)大，分子间同时存在的引力比斥力大，合力表现为引力；所以，液体的表面均呈现表面张力现象。(3)表面张力是液体表面各部分之间的吸引力，使液面具有收缩的趋势，表面张力的方向与液面相切。
4．(浸润和不浸润)(多选)以下各种说法中正确的是( )
A．因为水银滴在玻璃板上将成椭球状，所以说水银是一种不浸润液体
B．液体对固体是否发生浸润现象，是由液体和固体两者的性质共同决定的
C．在人造卫星中，由于一切物体都处于完全失重状态，所以一个固定着的容器中装有浸润其器壁的液体时，必须用盖子盖紧，否则容器中液体一定会沿器壁流散
D．发生浸润现象还是不浸润现象，取决于固体分子和液体内的分子哪个对附着层中液体分子的吸引力更大
答案 BCD
解析 水银不浸润玻璃，但可能浸润其他固体，所以A错误，B正确。在处于完全失重状态的人造卫星上，如果液体浸润器壁，液体和器壁的附着层就会扩张，沿着器壁流散，故必须盖紧，C正确。D正确说明了发生浸润和不浸润现象的微观原理。
5．(毛细现象)(多选)水对玻璃是浸润液体，而水银对玻璃是不浸润液体。它们在毛细管中将发生上升或下降的现象。现把粗细不同的三根毛细管插入水和水银中，如图所示。其中正确的现象应是( )
答案 AD
解析 解答本题应把握以下两点：(1)浸润液体和不浸润液体具有不同的毛细现象。(2)毛细管越细，内、外液面的高度差越大。浸润液体在毛细管内上升，管越细，上升越高；不浸润液体在毛细管内下降，管越细，下降越多，故A、D对，B、C错。
6．(液晶)下列关于液晶的说法中正确的是( )
A．液晶是液体和晶体的混合物
B．液晶分子在特定方向排列比较整齐
C．电子手表中的液晶在外加电压的影响下，能够发光
D．所有物质在一定条件下都能成为液晶
答案 B
解析 液晶是液体和晶体的中间态，A错误；液晶分子在某些方向上排列规则，某些方向上杂乱，B正确；有外加电压时，液晶由透明态变为不透明态，而本身不能发光，C错误；不是所有物质都具有液晶态，通常棒状分子、碟状分子和平板状分子的物质容易具有液晶态，D错误。
7．(液体的性质)液体的性质介于固体和气体之间。液体跟固体相似，具有____________、不易________；但液体又跟气体相似，没有____________、具有________。
答案 一定体积 被压缩 一定的形状 流动性
B组：等级性水平训练
8．(液体的表面张力)在完全失重状态下的宇宙飞船中，液体表面的形状将是( )
A．椭球形表面
B．球形表面
C．和容器形状有关
D．不能确定
答案 B
解析 液体表面张力的作用效果，是使液体表面具有收缩到最小表面积的趋势。在体积相等的各种形状的物体中，球形物体的表面积最小。在地球上，液滴因所受重力的影响不能忽略而呈扁平形状，表面近似于椭球形，如图所示。若在完全失重状态下的宇宙飞船中，无论液体多大，在表面张力的作用下都将呈球形。故正确选项为B。
9．(浸润和不浸润)(多选)同一种液体，滴在固体A的表面时，出现如图甲所示的情况；当把毛细管B插入这种液体时，液面又出现如图乙所示的情况。若A固体和B毛细管都很干净，则( )
A．A固体和B管可能是由同种材料制成的
B．A固体和B管一定不是由同种材料制成的
C．固体A的分子对液体附着层内的分子的引力比B管的分子对液体附着层内的分子的引力小些
D．液体对B毛细管是浸润的
答案 BCD
解析 由所给现象可知，该液体对固体A不浸润，对B管浸润，故A固体和B管一定不是由同种材料制成的，A错误，B、D正确；由对浸润和不浸润现象的微观解释可知C正确。
10．(液晶)(多选)关于液晶的特点及应用正确的是( )
A．棒状分子、碟状分子和平板状分子的物质呈液晶态
B．利用液晶在温度变化时由透明变浑浊的特性可制作电子表、电子计算器的显示元件
C．有一种液晶，随温度的逐渐升高，其颜色按顺序改变，利用这种性质，可用来探测温度
D．利用液晶可检查肿瘤，还可以检查电路中的短路点
答案 BCD
解析 通常棒状分子、碟状分子和平板状分子的物质容易具有液晶态，但不是任何时候都呈液晶态，故A错误，B、C、D正确。
11．(毛细现象)用内径很细的玻璃管做成的水银气压计，其读数比实际气压( )
A．偏高
B．偏低
C．相同
D．无法判断
答案 B
解析 水银对玻璃是不浸润的，由于内径很细，则会产生毛细现象，对液柱起压低作用，所以水银柱高度降低，示数偏低，则B正确。
12.(综合)在水中浸入两个同样细的毛细管，一个是直的，另一个是弯的，如图所示，水在直管中上升的高度比弯管的最高点还要高，那么弯管中的水将( )
A．会不断地流出
B．不会流出
C．不一定会流出
D．无法判断会不会流出
答案 B
解析 因为水滴从弯管管口N处落下之前，弯管管口
的水面在重力作用下要向下凸出，这时表面张力的合力竖直向上，从直管中水柱上升的高度可以看出，水的表面张力完全可以使弯管中的水不流出，故选B。
13．(综合)如图所示，在培养皿内注入清水，让两根细木杆相互平行地浮在水面上，再在细木杆之间轻轻地滴入几滴酒精，细木杆会“自动”散开。请解释这一现象。
答案 见解析
解析 漂浮在水面上的细木杆，原来两边受到大小相等、方向相反的表面张力作用，细木杆处于平衡状态。滴入酒精后，细木杆之间液体的表面张力减小，内侧的表面张力比外侧的小，细木杆就散开了。第九章水平测试
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，考试时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题，共40分)
一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分。第1～6题只有一个选项符合题目要求，第7～10题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)
1．晶体吸收一定热量后( )
A．温度一定升高
B．晶体的状态一定发生变化
C．温度和状态都会发生变化
D．要根据具体情况，才能确定温度和状态是否变化
答案 D
解析 晶体吸热后，在熔化前温度升高，状态不变；在熔化的过程中温度不变，其状态变化，故D正确。
2．关于液体表面张力，以下说法中正确的是( )
A．表面张力是液体表面层中两个分子层间的相互引力
B．表面张力是液体表面层中分子间相互引力的宏观表现
C．表面张力的方向与液面垂直
D．以上说法都正确
答案 B
解析 表面张力是表面层的分子比液体内部分子稀疏，分子力表现为引力所形成的，方向与液面相切。
3．关于浸润与不浸润现象，下面的几种说法中正确的是( )
A．水是浸润液体
B．水银是不浸润液体
C．同一种液体对不同的固体，可能是浸润的，也可能是不浸润的
D．只有浸润液体在细管中才会产生毛细现象
答案 C
解析 浸润或不浸润，是指一种液体对另一种固体来说的。同一种液体对不同的固体，可能浸润，也可能不浸润，例如水对玻璃浸润，而对荷叶就不浸润。浸润液体在细管中上升，不浸润液体在细管中下降，都属于毛细现象。只有C正确。
4.
如图所示，在一个带活塞的容器底部有一定量的水，现保持温度不变，上提活塞，平衡后底部仍有部分水，则( )
A．液面上方的水蒸气从饱和变成未饱和
B．液面上方水蒸气的质量增加，密度减小
C．液面上方的水蒸气的密度减小，压强减小
D．液面上方水蒸气的密度和压强都不变
答案 D
解析 活塞上提前，密闭容器中水面上水蒸气为饱和汽，水蒸气密度一定，其饱和汽压一定。当活塞上提时，密闭容器中水面会有水分子飞出，使其上方水蒸气与水又重新处于动态平衡，达到饱和状态，在温度保持不变的条件下，水蒸气密度不变，饱和汽压也保持不变。故选D。
5．下列说法中，正确的是( )
A．某固体在某物理性质上表现为各向同性，该物体一定为非晶体
B．小船能够浮在水面上不下沉是水的表面张力起了主要作用
C．用塑料细管将牛奶吸入口中利用了毛细现象
D．鸭子羽毛上有一层脂肪，使羽毛不被浸湿，因为水对脂肪不浸润的缘故
答案 D
解析 多晶体和非晶体都有各向同性的特点，且某些单晶体在某物理性质上也表现各向同性，所以A错误；小船浮在水面上不下沉主要是浮力起了作用，B错误；用口吸的力量和大气压的作用将牛奶吸入嘴中，不属毛细现象，C错误；水对鸭子羽毛上的脂肪不浸润，所以羽毛不被浸湿，D正确。
6．100
℃的水蒸气和等质量0
℃的冰混合后达到热平衡时为(已知水在100
℃时的汽化热L＝2.26×106
J/kg，冰的熔化热λ＝3.34×105
J/kg)( )
A．0
℃的冰水混合物
B．0
℃的水
C．高于0
℃的水
D．100
℃的水、水蒸气混合物
答案 D
解析 设水蒸气和冰的质量均为m
kg，混合后若水蒸气完全液化成100
℃的水，放出的热量Q1＝Lm＝2.26×106m(J)。冰完全熔化成0
℃的水时需吸收的热量Q2＝λm＝3.34×105m(J)，0
℃的水温度上升至100
℃时需要吸收的热量Q3＝cmΔt＝4.2×103m×(100
℃－0
℃)＝4.2×105m(J)，因为Q1>Q2＋Q3，可见水蒸气并未完全液化，所以两者混合后达到热平衡时为100
℃的水、水蒸气混合物，D正确。
7.
云母片和玻璃片上分别涂一层很薄的石蜡，然后用烧热的钢针去接触云母片及玻璃片的反面。石蜡熔化，如图所示，则( )
A．熔化的石蜡呈圆形的是玻璃片
B．熔化的石蜡呈圆形的是云母片
C．实验说明玻璃片各向同性
D．实验说明云母片各向同性
答案 AC
解析 玻璃是非晶体，具有各向同性，熔化的石蜡呈圆形；云母是晶体，具有各向异性，熔化的石蜡呈椭圆形，故A、C正确。
8．人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程。以下说法正确的是( )
A．液体的分子势能与体积有关
B．晶体的物理性质都是各向异性的
C．温度升高，每个分子的动能都增大
D．露珠呈球状是由于液体表面张力的作用
答案 AD
解析 液体体积与分子间相对位置相关联，从宏观上看，分子势能与体积有关，A正确。多晶体的物理性质表现各向同性，而某个单晶体只有在某些物理性质上是各向异性的，B错误。温度升高，分子平均动能增大，遵循统计规律，每个分子的动能不一定增大，C错误。露珠表面张力使其表面积收缩到最小，呈球状，D正确。
9．空气湿度对人们的生活有很大影响，当湿度与温度搭配得当，通风良好时，人们才会舒适。关于空气湿度，以下结论正确的是( )
A．绝对湿度大而相对湿度不一定大，相对湿度大而绝对湿度也不一定大，必须指明温度这一条件
B．相对湿度是100%，表明在当时的温度下，空气中水汽已达到饱和状态
C．在绝对湿度一定的情况下，气温降低时，相对湿度将减小
D．在绝对湿度一定的情况下，气温升高时，相对湿度将减小
答案 ABD
解析 相对湿度定义B＝×100%，式中p1为空气中所含水蒸气的实际压强，ps为同一温度下水的饱和汽压，ps在不同温度下的值是不同的，温度越高，ps越大，故A正确；相对湿度为100%，说明在当时的温度下，空气中所含水蒸气的实际压强已达到饱和汽压，B正确；绝对湿度p1不变时，气温降低，ps减小，相对湿度增加，气温升高，ps增大，相对湿度减小，因此C错误，D正确。
10．下列关于晶体熔化过程的微观说法中正确的是( )
A．固态下物质分子受到周围其他分子的作用
B．固态下的分子是不动的，熔化过程是使分子运动起来的过程
C．晶体的温度达到熔点时，有一部分分子能够摆脱其他分子的束缚
D．熔化过程就是分子由只在平衡位置振动变成能在其他分子之间移动的过程
答案 ACD
解析 固态下的分子总在各自的固定的平衡位置附近振动，熔化过程是使分子能克服分子间作用力不断运动到其他地方去振动。所以B错误，A、C、D正确。
第Ⅱ卷(非选择题，共60分)
二、填空题(本题共3小题，每空2分，共14分。把答案直接填在横线上)
11．利用干湿泡湿度计测量空气的相对湿度时，湿泡温度计所示的温度________(选填“高于”“低于”或“等于”)干泡温度计所示的温度。
答案 低于
解析 干湿泡湿度计由两个相同的温度计组成，其中一支温度计的玻璃泡外包着纱布，纱布的另一端浸在水中，由于蒸发吸热，湿泡温度计所示的温度低于干泡温度计所示的温度。
12．如图为晶体和非晶体吸收热量过程中的温度变化曲线，其中图________为晶体状态变化过程，而图________为非晶体状态变化过程。
并根据图回答：如果晶体的质量为m，它的比热容为________，熔化热为________。
答案 A B
解析 晶体有固定的熔点，而非晶体没有，故图A为晶体熔化过程，图B为非晶体熔化过程。在图A晶体熔化之前，吸收Q1的热量，温度升高t－t0，故比热容c＝；熔化过程中，吸收Q2－Q1的热量，熔化热λ＝。
13．50
℃时饱和水汽压是92.5毫米汞柱，如果汽的温度不变，汽的体积缩小到原来一半时，饱和水汽压是____________，如果体积不变，温度升高到100
℃时，饱和水汽压是____________(此时大气压为标准大气压)。
答案 92.5
mmHg 760.00
mmHg
解析 饱和汽压只与温度有关，温度不变，饱和水汽压不变；当温度升高到100
℃即水的沸点时，饱和水汽压等于大气压，即760.00
mmHg。
三、论述、计算题(本题共4小题，共46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
14．(8分)小明和小红都想帮妈妈煮粥。小明认为粥锅里的水烧开后，可继续将火烧得很旺，煮得满锅沸腾，这样会很快将粥煮好；小红则认为，沸腾后应改用小火，盖上锅盖，让锅内微微沸腾，将粥煮好。你认为谁的想法更为合理，说出理由。
答案 见解析
解析 小红的想法更合理。粥沸腾后，不论用大火还是小火给锅加热，粥的温度都不会改变。火太大粥就会因沸腾太剧烈而溢出锅外，同时粥中的水分汽化太快，使粥中水分很快蒸干。所以锅内水开后改用小火更好。
15．(10分)空气的温度是20
℃，露点是12
℃，这时的绝对湿度和相对湿度是多大？(空气温度是20
℃时水的饱和汽压ps＝2.338×103
Pa，空气的温度是12
℃时水的饱和汽压ps′＝1.402×103
Pa)
答案 1.402×103
Pa 60%
解析 由于露点时空气的相对湿度B＝100%，露点时的饱和汽压便是空气在原来温度时的绝对湿度，再根据B＝，可求相对湿度。
由于露点时空气的相对湿度B＝100%，所以露点12
℃时的饱和汽压便是空气20
℃的绝对湿度，即20
℃时空气的绝对湿度p1＝ps′＝1.402×103
Pa。
20
℃时空气的相对湿度B＝＝≈60%。
16．(14分)0
℃的冰和100
℃的水蒸气混合后。
(1)若冰刚好全部熔化，冰和水蒸气的质量比是多少？
(2)若得到50
℃的水，冰和水蒸气的质量比是多少？
[已知水在100
℃的汽化热是L＝2.25×106
J/kg，冰的熔化热是λ＝3.34×105
J/kg，水的比热容c＝4.2×103
J/(kg·℃)]
答案 (1)8∶1 (2)9∶2
解析 冰熔化和熔化后升温需要的热量由水蒸气液化和液化后降温放出的热量提供，同时要注意L为100
℃时的汽化热。
(1)设冰的质量为m1，水蒸气的质量为m2，
则有m1·λ＝m2·L＋c·m2·Δt，
得＝＝≈。
(2)同(1)可得方程式如下：
m1·λ＋m1·c·Δt1＝m2·L＋c·m2·Δt2，
即＝＝≈。
17．(14分)两个同样的圆柱形绝热量热器，高度均为h＝75
cm。第一个量热器部分装有冰，它是预先注入量热器内的水冷却而形成的；第二个量热器内部分是温度t水＝10
℃的水。将第二个量热器内的水倒入第一个量热器内时，结果它们占量热器的。而当第一个量热器内的温度稳定后，它们的高度增加了Δh＝0.5
cm。冰的密度ρ冰＝0.9ρ水，冰的熔化热λ＝340
kJ/kg，冰的比热容c冰＝2.1
kJ/(kg·℃)，水的比热容c水＝4.2
kJ/(kg·℃)。求在第一个量热器内冰的初温t冰。
答案 －54.6
℃
解析 如果建立热平衡后，量热器内物体的高度增加了，这意味着有部分水结冰了(水结冰后体积增大)，然后可以确信，并不是所有的水都结冰了，否则它的体积就要增大到原来的＝1.1倍，而所占量热器的高度要增加·(1.1－1)＝2.5
cm，实际上按题意Δh只有0.5
cm，于是可以做出结论，在量热器内稳定温度等于0
℃。
利用这个条件，列出热平衡方程：
c水m水(t水－0)＋λΔm＝c冰m冰(0－t冰)，①
式中t冰是冰的初温，而Δm是结冰的水的质量。
前面已指出，在水结冰时体积增大到原来的倍，这意味着ΔhS＝·，②
式中S是量热器的横截面积，从②式中得出Δm代入①式，并利用关系式m水＝ρ水S，m冰＝ρ冰S。
得：c水S·ρ水t水＋λSΔh·
＝－c冰ρ冰St冰·，
故t冰＝－··－·t水，
代入数据得：t冰＝－54.6
℃。(共35张PPT)
第九章水平测试
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解析
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答案(共67张PPT)
第3节 饱和汽与饱和汽压
第4节 物态变化中的能量交换
01课前自主学习
02课堂探究评价
答案
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03课后课时作业
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答案(共66张PPT)
第2节 液体
01课前自主学习
02课堂探究评价
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03课后课时作业
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答案(共50张PPT)
第1节 固体
01课前自主学习
02课堂探究评价
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03课后课时作业
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答案第1节 固体
1．知道晶体和非晶体的特点及区别，知道一些常见的晶体和非晶体。
2．知道单晶体和多晶体的区别，了解各向异性和各向同性。
3．了解晶体的微观结构，知道晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化。
一、晶体和非晶体
1．固体的分类
(1)晶体，如石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、蔗糖、味精等。
(2)非晶体，如玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等。
2．晶体与非晶体的区别
二、晶体的微观结构
1．各种晶体内部的微粒是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性。
2．组成同一物质的微粒，如果按照不同规则在空间分布，可以生成不同的晶体。如碳原子按不同规则排列，可以成为石墨，也可以成为金刚石。
3．固体微粒的热运动表现为在平衡位置附近做微小振动。
4．物质是晶体还是非晶体，并不是绝对的，晶体和非晶体之间可以在一定条件下相互转化。
判一判
(1)晶体和非晶体都有固定的熔点。( )
(2)非晶体内分子的排列是无规则的。( )
(3)可以根据各向异性或各向同性来鉴别晶体和非晶体。( )
(4)一块固体，若其各个方向的导热性相同，则这块固体一定是多晶体。( )
提示：(1)× (2)√ (3)× (4)×
课堂任务 晶体与非晶体的区别
关于晶体和非晶体的正确判断
1．根据几何形状判断某一固体是晶体还是非晶体时，要注意以下误区：误把多晶体认为非晶体，由于多晶体是由很多个单晶体粘合在一起所组成的晶体，从宏观形状上看，它没有天然规则的几何形状，所以我们很有可能把它误以为是非晶体，但它实际上是晶体。
利用熔点进行晶体和非晶体的判断时不能运用主观经验，例如对蔗糖进行判断时，人们往往会以为从未见过蔗糖的液态形式，不会存在液态形式，故而判断其没有确定熔点，为非晶体。所以，大家在进行晶体和非晶体的判断时要认真分析，不要盲目判断，以免判断错误。
2．单晶体有天然规则的几何外形，例如食盐的晶体是立方体形(如图甲)，明矾晶体是八面体形(如图乙)，石英晶体的中间是一个六棱柱，两端是六棱锥(如图丙)。
非晶体又称玻璃体，是不能形成结晶的固体。非晶体与晶体在微观结构上的本质区别在于：非晶体内部粒子排列不存在长程有序性。晶体有确定的熔点，而非晶体没有。
3．晶体和非晶体在外形上及物理性质上均有区别，但晶体和非晶体的区分又不是绝对的，这是因为某种物质是晶体还是非晶体并不是截然划分的，在一定的条件下可以相互转化。例如，天然水晶是晶体，而熔化以后再凝固的水晶(即水晶玻璃)就是非晶体。用超急冷方法使金属熔液凝固，金属材料会因为来不及结晶而形成非晶体。
例1 (多选)关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是( )
A．有规则的几何外形的固体一定是晶体
B．晶体在物理性质上一定是各向异性的
C．非晶体在适当的条件下可能转化为晶体
D．晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点
[规范解答] 因为外形是否规则可以用人工的方法处理，所以A错误；多晶体在物理性质上是各向同性的，B错误；实验证明非晶体和晶体在一定条件下可以相互转化，C正确；晶体与非晶体的区别表现在是否有确定的熔点，D正确。
[完美答案] CD
判断晶体与非晶体、单晶体与多晶体的方法
区分晶体和非晶体的方法是看其有无确定的熔点，晶体具有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点，仅从各向同性或几何形状不一定能判断某一固体是晶体还是非晶体。区分单晶体和多晶体的方法是看其是否具有各向异性或天然规则的几何形状，单晶体表现出各向异性，有天然规则的几何形状，而多晶体表现出各向同性，没有天然规则的几何形状。
(多选)下列说法中正确的是( )
A．显示各向异性的物体必定是晶体
B．不显示各向异性的物体必定是非晶体
C．具有确定熔点的物体必定是晶体
D．不具有确定熔点的物体必定是非晶体
答案 ACD
解析 非晶体和多晶体都显示各向同性，所以A正确，B错误。晶体不论是单晶体还是多晶体都具有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点，所以C、D都正确。
课堂任务 对晶体微观结构的认识
用晶体的微观结构理论解释晶体的特性
1．各向异性的微观理解
如图所示是一平面上晶体物质微粒的排列情况，从图中可以看出，在沿不同方向所画的等长线段AB、AC、AD上物质微粒的数目不同。线段AB上物质微粒较多，线段AD上较少，线段AC上更少。正因为在不同方向上物质微粒的排列情况不同，才引起晶体在不同方向上的物理性质不同。
2．对熔点的解释
给晶体加热到一定温度时，一部分微粒有足够的动能克服微粒间的作用力，离开平衡位置，使规则的排列被破坏，晶体开始熔化。熔化时晶体吸收的热量全部用来破坏规则的排列，温度不发生变化。
3.
有的物质有几种晶体，这是由于它们的物质微粒能够形成不同的晶体结构。例如碳原子按不同的结构排列可形成石墨和金刚石，二者在物理性质上有很大的不同；白磷和红磷的化学成分相同，但白磷具有立方体结构，而红磷具有与石墨一样的层状结构。
多晶体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体(晶粒)组成，每个小晶粒都是一个小单晶体，具有各向异性的物理性质和天然规则的几何外形，由于晶粒在多晶体内杂乱无章地排列着，所以多晶体没有天然规则的几何形状，也不显示各向异性。
例2 下列说法错误的是( )
A．晶体具有天然规则的几何形状，是因为物质微粒是规则排列的
B．有的物质能够生成种类不同的几种晶体，因为构成它们的物质微粒能够形成不同的空间结构
C．凡各向同性的物质一定是非晶体
D．晶体的各向异性是由晶体内部结构决定的
[规范解答] 晶体的外形、物理性质都是由晶体的微观结构决定的，A、B、D正确；各向同性的物质不一定是非晶体，多晶体也具有这样的性质，C错误。
[完美答案] C
正确理解单晶体的各向异性
(1)在物理性质上，单晶体具有各向异性，而非晶体则是各向同性的。
①单晶体的各向异性是指单晶体在不同方向上的物理性质不同，也就是沿不同方向去测试单晶体的物理性能时，测试结果不同。
②通常所说的物理性质包括弹性、硬度、导热性能、导电性能、磁性等。
(2)单晶体具有各向异性，并不是说每一种单晶体都能在各种物理性质上表现出各向异性，举例如下：
①云母、石膏晶体在导热性上表现出显著的各向异性——沿不同方向传热的快慢不同。
②方铅矿石晶体在导电性上表现出显著的各向异性——沿不同方向电阻率不同。
③立方体形的铜晶体在弹性上表现出显著的各向异性——沿不同方向的弹性不同。
④方解石晶体在光的折射上表现出显著的各向异性——沿不同方向的折射率不同。
(多选)晶体具有各向异性的特点是由于( )
A．晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同
B．晶体在不同方向上物质微粒的排列情况相同
C．晶体内部结构的无规则性
D．晶体内部结构的有规则性
答案 AD
解析 晶体的各向异性是由于晶体内部结构的有规则性，使不同的方向上物质微粒的排列情况不同。
A组：合格性水平训练
1．(晶体和非晶体)(多选)关于晶体和非晶体，下列几种说法中正确的是( )
A．不具有规则几何形状的物体一定不是晶体
B．晶体的物理性质与方向有关，这种特性叫做各向异性
C．若物体表现为各向同性，它就一定是非晶体
D．晶体有一定的熔化温度，非晶体没有一定的熔化温度
答案 BD
解析 单晶体物理性质各向异性，多晶体物理性质各向同性，单晶体有天然规则外形，多晶体没有天然规则外形，晶体与非晶体的区别在于晶体有固定的熔点。
2．(晶体和非晶体)(多选)关于晶体和非晶体，下列说法正确的是( )
A．金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体
B．晶体的分子(或原子、离子)排列是有规则的
C．单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点
D．单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的，非晶体是各向同性的
答案 BC
解析 玻璃是非晶体，A错误；多晶体是各向同性的，D错误。
3．(晶体和非晶体)某球形固体物质，其各向导热性能相同，则该物体( )
A．一定是非晶体
B．可能具有确定的熔点
C．一定是单晶体，因为它有规则的几何外形
D．一定是多晶体，因为它具有各向同性的物理性质
答案 B
解析 此球形物质不能判断其外形是天然形成的，故C错误；其各向导热性能相同，故可能为多晶体或非晶体，A、D错误；当物质为多晶体时，有确定的熔点，B正确。
4．(晶体和非晶体)在如图所示的四个图象中，属于晶体凝固图象的是( )
答案 C
解析 首先分清晶体与非晶体的图象。晶体凝固时有确定的凝固温度，非晶体没有确定的凝固温度，故A、D错误；其次分清熔化是固体→液体，达到熔点前是吸收热量，温度升高，而凝固过程则恰好相反，故B错误，C正确。
5．(晶体的微观结构)石墨和金刚石，性质有很大差异，是由于( )
A．石墨是各向异性的，而金刚石是各向同性的
B．它们的化学成分不同
C．它们都是各向同性的
D．组成它们的物质微粒按不同的规则排列
答案 D
解析 物质的性质由物质微粒的微观结构决定，石墨和金刚石都是由碳原子组成的单晶体，但其原子排列结构不同，化学成分是相同的。
6．(晶体的微观结构)(多选)下列关于探索晶体结构的几个结论中正确的是( )
A．20世纪初通过X射线在晶体衍射的实验证实了晶体内部的物质微粒的确是按一定的规则排列的
B．组成晶体的物质微粒，没有一定的排列规则，在空间杂乱无章地排列着
C．晶体内部各微粒之间还存在着很强的相互作用力，这些作用力就像可以伸缩的弹簧一样，将微粒约束在一定的平衡位置上
D．热运动时，晶体内部的微粒可以像气体分子那样在任意空间里做剧烈运动
答案 AC
解析 劳厄在1912年用X射线证实了晶体内部结构的规律性。而晶体内部微粒都只能在各自的平衡位置附近振动，是因为微粒间存在着相互作用力的结果。
7．(晶体的微观结构)(多选)有关晶体的排列结构，下列说法正确的是( )
A．同种元素原子按不同规则排列有相同的物理性质
B．同种元素原子按不同规则排列有不同的物理性质
C．同种元素形成晶体只有一种排列规则
D．同种元素形成晶体可能有不同的排列规则
答案 BD
解析 同一种元素形成晶体可能有不同的规则排列。如金刚石和石墨、红磷和白磷，由于它们的规则不同排列。决定了它们有不同的物理性质。
B组：等级性水平训练
8．(晶体和非晶体)关于晶体和非晶体，下列说法正确的是( )
A．所有的晶体都表现为各向异性
B．晶体一定有规则的几何形状，形状不规则的金属一定是非晶体
C．大块塑料粉碎成形状相同的颗粒，每个颗粒即为一个单晶体
D．所有的晶体都有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点
答案 D
解析 只有单晶体才表现为各向异性，故A错误；单晶体有天然规则的几何形状，而多晶体无天然规则的几何形状，金属属于多晶体，故B错误；大块塑料是非晶体，粉碎成形状相同的颗粒，依然是非晶体，C错误；晶体和非晶体的一个重要区别，就是晶体有确定的熔点，而非晶体无确定的熔点，故D正确。
9.(晶体和非晶体)如图所示，曲线M、N分别表示晶体和非晶体在一定压强下的熔化过程，图中横轴表示时间t，纵轴表示温度T。从图中可以确定的是( )
A．晶体和非晶体均存在固定的熔点T0
B．曲线M的bc段表示固液共存状态
C．曲线M的ab段、曲线N的ef段均表示固态
D．曲线M的cd段、曲线N的fg段均表示液态
答案 B
解析 根据实际可知，晶体与非晶体的最大区别就是晶体有固体的熔点，即当晶体因温度升高而熔化时，在熔化过程中晶体的温度将保持不变，只有晶体全部熔化后其温度才继续上升，而非晶体没有这个特点，结合题目中的图象特点可知答案为B。
10．(晶体和非晶体)如图所示，一块密度、厚度均匀的长方体被测样品，长AB为宽BC的2倍，若用多用电表沿两对称轴测其电阻，所得阻值均为R，则这块样品是( )
A．金属
B．多晶体
C．单晶体
D．非晶体
答案 C
解析 因两个方向电阻相等，而这两个方向的长度和横截面积不等，所以，该样品的导电性能为各向异性，该样品必是单晶体，所以C正确。
11．(综合)下列说法中正确的是( )
A．黄金可以切割加工成任意形状，所以是非晶体
B．同一种物质只能形成一种晶体
C．单晶体的所有物理性质都是各向异性的
D．玻璃没有确定的熔点，也没有天然规则的几何形状
答案 D
解析 所有的金属都是晶体，因而黄金也是晶体，故A错误。同一种物质可以形成多种晶体，如碳可以形成金刚石和石墨两种晶体，故B错误。单晶体的物理性质各向异性是某些物理性质各向异性，有些物理性质各向同性，故C错误。玻璃是非晶体，因而没有确定的熔点和天然规则的几何形状，故D正确。
12．(综合)(多选)下列叙述中正确的是( )
A．晶体的各向异性是由于它的微粒在空间按一定的规则排列
B．单晶体具有规则的几何外形是由于它的微粒按一定规则排列
C．非晶体有规则的几何形状和确定的熔点
D．石墨的硬度比金刚石差很多，是由于它的微粒在空间的排列规则与金刚石不同
答案 AB
解析 晶体内部微粒的排列规则决定了晶体的物理性质具有各向异性；单晶体的微粒按一定规则排列，使单晶体具有规则的几何形状，A、B正确；非晶体没有规则的几何形状，也没有确定的熔点，C错误。石墨比金刚石的硬度差很多是由于它的内部微粒的排列规则与金刚石不同，石墨的层状结构决定了它的质地柔软，而金刚石的网状结构决定了其中碳原子间的作用力很强，所以金刚石有很大的硬度，D错误。第3节 饱和汽与饱和汽压
第4节 物态变化中的能量交换
1．知道饱和汽、未饱和汽和饱和汽压的概念。
2．知道什么是绝对湿度，了解相对湿度的含义以及它对人们生活等方面的影响。
3．了解湿度计的结构与工作原理。
4．了解固体的熔化热，知道不同固体有不同的熔化热。
5．了解液体的汽化热，了解影响液体汽化热大小的因素。
一、饱和汽与饱和汽压
1．汽化：物质从液态变成气态的过程。
2．两种方式：蒸发和沸腾。
3．动态平衡：在单位时间内，由液面蒸发出去的分子数等于回到液体中的分子数，液体与气体之间达到了平衡状态，这种平衡是一种动态的平衡。
4．饱和汽：与液体处于动态平衡的蒸汽。
5．未饱和汽：没有达到饱和状态的蒸汽。
6．饱和汽压：一定温度下饱和汽的压强。
7．饱和汽压随温度的升高而增大。
二、空气的湿度和湿度计
1．绝对湿度：用空气中所含水蒸气的压强p1表示的湿度叫做空气的绝对湿度。
2．相对湿度：我们常用空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比来描述空气的潮湿程度，并把这个比值叫做空气的相对湿度，同一温度下水的饱和汽压为ps。即：相对湿度＝，B＝×100%。
3．常用湿度计：干湿泡湿度计、毛发湿度计、传感器湿度计。
三、熔化热
1．熔化和凝固：熔化指的是物质从固态变成液态的过程，而凝固指的是从液态变成固态的过程。
2．熔化热
(1)概念：某种晶体熔化过程中所需的能量与其质量之比。
(2)一定质量的晶体，熔化时吸收的热量与其液态凝固时放出的热量相等。
四、汽化热
1．汽化和液化
(1)汽化：物质从液态变成气态的过程。
(2)液化：物质从气态变成液态的过程。
2．汽化热：某种液体汽化成同温度的气体时所需的能量与其质量之比。
判一判
(1)水的饱和汽压随温度的升高而增大，且增大得越来越快。( )
(2)熔化热与物质的种类、质量都有关。( )
(3)液体的汽化热与液体的种类、温度和外界压强都有关。( )
(4)绝对湿度与相对湿度成正比，与温度无关。( )
提示：(1)√ (2)× (3)√ (4)×
课堂任务 对饱和汽及饱和汽压的理解
1．蒸发与沸腾
蒸发只发生在液体表面，在任何温度下都能发生蒸发。沸腾是在液体表面和液体内部同时发生的剧烈的汽化现象。沸腾只在一定的温度下才会发生，这个温度就是液体的沸点。沸点与大气压有关，大气压高时沸点也比较高。
2．正确理解饱和汽与饱和汽压
(1)液面上部的蒸汽达到饱和，是一种动态平衡，即在相同时间内从水面飞出去的分子数等于回到液体中的分子数，故此时仍有液体分子从液面飞出。但从整体看来，蒸汽的密度不再增大，液体也不再减少，从宏观上看，蒸发停止了。
(2)影响饱和汽压的因素
①饱和汽压跟液体的种类有关
实验表明，在相同的温度下，不同液体的饱和汽压一般是不同的。挥发性大的液体，饱和汽压大。例如20
℃时，乙醚的饱和汽压为5.87×104
Pa，水为2.34×104
Pa，水银的饱和汽压很小，20
℃时仅为1.60×10－1
Pa，所以水银气压计中水银柱上方的空间可以认为是真空。
②饱和汽压跟温度有关
饱和汽压随温度的升高而增大。这是因为温度升高时，液体里能量较大的分子增多，单位时间内从液面飞出的分子也增多，致使饱和汽的密度增大，同时蒸汽分子热运动的平均动能也增大，这也导致饱和汽压增大，且饱和汽压随温度升高而增大得越来越快。
③饱和汽压跟体积无关
在温度不变的情况下，饱和汽的压强不随体积而变化。其原因是，当体积增大时，容器中蒸汽的密度减小，原来的饱和汽变成了未饱和汽，于是液体继续蒸发，直到未饱和汽成为饱和汽为止。由于温度没有改变，饱和汽的密度跟原来的一样，蒸汽分子热运动的平均动能也跟原来一样，所以压强不改变。体积减小时，容器中蒸汽的密度增大，回到液体中的分子数多于从液面飞出的分子数，于是，一部分蒸汽变成液体，直到蒸汽的密度减小到等于该温度下饱和汽的密度为止。由于温度跟原来相同，饱和汽密度不变，蒸汽分子热运动的平均速率也跟原来相同，所以压强也不改变。
(3)饱和汽与未饱和汽的比较
(4)液体沸腾的条件就是饱和汽压和外部压强相等，沸点就是饱和汽压等于外部压强时的温度。因饱和汽压必须增大到和外部压强相等时才能沸腾，所以沸点随外部压强的增大而升高。
例1 如图所示，一个有活塞的密闭容器内盛有水的饱和汽与少量的水，则可能发生的现象是
( )
A．温度保持不变，慢慢地推进活塞，由＝C可知容器内饱和汽压会增大
B．温度保持不变，慢慢地推进活塞，容器内压强不变
C．温度保持不变，慢慢地推进活塞，容器内水蒸气分子数不变
D．不移动活塞而将容器放在沸水中，容器内压强不变
[规范解答] 慢慢推进活塞，密闭容器内水蒸气体积发生变化，而温度保持不变。对于某一液体，饱和汽的压强只和温度有关，与体积无关，不遵守理想气体状态方程，故A错误，B正确；虽然饱和汽压不变，饱和汽密度不变，但由于体积减小，饱和汽分子数减少，C错误；不移动活塞而将容器放入沸水中，容器内温度升高，故饱和汽压应发生变化，D错误。
[完美答案] B
饱和汽的两个特点
(1)饱和汽处于一种动态平衡状态，即从液体表面飞出的分子数与从液体表面回到液体中的分子数相等。
(2)对于某一液体，饱和汽密度和饱和汽压只与温度有关，随温度的升高而增大，与体积无关。
(多选)下列关于饱和汽与饱和汽压的说法中，正确的是( )
A．饱和汽与液体之间的动态平衡，是指汽化和液化同时进行的过程，且进行的速率相等
B．一定温度下的饱和汽的密度为一定值，温度升高，饱和汽的密度增大
C．一定温度下的饱和汽压随饱和汽的体积增大而增大
D．饱和汽压跟绝对温度成正比
答案 AB
解析 解答关于饱和汽与饱和汽压的问题要抓住饱和汽的压强只与液体的种类、温度有关这一关键点。由动态平衡概念可知A正确；在一定温度下，饱和汽的密度是一定的，它随着温度的升高而增大，B正确；一定温度下的饱和汽压与体积无关，C错误；饱和汽压随温度的升高而增大，但饱和汽压和绝对温度的关系不成正比，饱和汽压随温度的升高增大得比线性关系更快，D错误。
课堂任务 对空气湿度的理解
影响相对湿度的因素和湿度的测量
1．影响相对湿度的因素
相对湿度与绝对湿度和温度都有关系，在绝对湿度不变的情况下，温度越高，相对湿度越小，人感觉越干燥；温度越低，相对湿度越大，人感觉越潮湿。
2．湿度计及工作原理
(1)空气的相对湿度常用湿度计来测量，常用的湿度计有干湿泡湿度计、毛发湿度计和湿度传感器等。
(2)干湿泡湿度计的工作原理：干湿泡湿度计由干球温度计和湿球温度计构成。湿度越大，水的蒸发越慢，湿球温度比干球温度低得就少，根据两温度计的示数差，结合当时温度查表即可知道相对湿度。
例2 如果干湿泡湿度计上两支温度计的指示数字相同，这时空气的相对湿度是多大？
[规范解答] 干湿泡湿度计上两支温度计的指示数字差为零(最小)，说明空气中蒸汽达到饱和状态，绝对湿度等于该温度下的饱和汽压，即p1＝ps，由B＝×100%，可得B＝100%。
[完美答案] 100%
空气的干、湿度及改变方法
(1)在绝对湿度相同的情况下，温度越高，感觉空气越干燥，温度越低，感觉空气越潮湿。
(2)增加空气湿度的方法
①增加空气中水蒸气的含量，如采用加湿器加湿；
②降低空气的温度，增加相对湿度。
(3)减小空气湿度的方法
①减少空气中水蒸气的含量，如使用干燥剂；
②升高空气的温度，减小相对湿度。
学校气象小组在某两天中午记录如下数据：
第一天 气温30
℃，空气中水蒸气压强为15.84
mm汞柱。
第二天 气温20
℃，绝对湿度10.92
mm汞柱。
查表知，气温30
℃时，水的饱和汽压为4.242×103
Pa；气温20
℃时，水的饱和汽压为2.338×103
Pa。
你能根据采集的数据判定哪一天中午人感觉较潮湿吗？试计算说明。
答案 第二天中午人感觉较潮湿。计算说明见解析。
解析 空气的潮湿情况，不是由空气的绝对湿度决定的，而是由空气的相对湿度决定的。在判断过程中应利用相对湿度定义公式并查表求出一定温度下空气的相对湿度来作答。
气温30
℃时水的饱和汽压ps1＝4.242×103
Pa，这时水蒸气的实际压强p11＝15.84
mmHg＝2.107×103
Pa，
则第一天中午空气的相时湿度
B1＝×100%＝×100%＝49.67%。
气温20
℃时水的饱和汽压ps2＝2.338×103
Pa，这时水蒸气的实际压强p12＝10.92
mmHg＝1.452×103
Pa。
则第二天中午空气的相对湿度
B2＝×100%＝×100%＝62.10%。
显然B2>B1，即可知第二天中午人感觉较潮湿。
课堂任务 物态变化中的能量转化问题
1．从微观角度理解晶体有确定的熔点和熔化热
(1)晶体分子是按一定的规律在空间排列成空间点阵，分子只能在平衡位置附近不停地振动。因此，它具有动能，在空间点阵中，由于分子间的相互作用，它又同时具有势能。
①晶体在开始熔化之前，从热源获得的能量主要转变为分子的动能，因而使晶体温度升高。
②在熔化开始后，热源传递给它的能量，使分子有规则的排列发生了变化，分子间距离增大使分子离开原来的位置移动。这样加热的能量是用来克服分子力做功，使分子结构涣散而呈现液态。也就是说，在破坏晶体空间点阵的过程中，热源传入的能量主要转变为分子的势能。分子的动能变化很小，因此物质的温度没有显著变化，所以熔化在一定温度下进行。
(2)非晶体物质的分子结构跟液体相似，它的分子排列是混乱而没有规则的，即使由于它的粘滞性很大，能够保持一定的形状，但是实际上它并不具有空间点阵的结构。
①非晶体在熔化过程中，随温度的升高而逐渐软化。最后全部变为液体，所以熔化过程不与某一温度对应，而是与某个温度范围对应。
②传递给非晶体的能量，主要转变为分子动能。在任何情况下，只要有能量输入，它的温度就要升高，因此它没有一定的熔化温度，并且在熔化过程中，温度不断上升。
(3)对熔化热的理解
①晶体在熔化过程中吸收热量增大分子势能，破坏晶体结构，变为液态。所以熔化热与晶体的质量无关，只取决于晶体的种类。
②一定质量的晶体，熔化时吸收的热量与凝固时放出的热量相等。
③非晶体在熔化过程中温度不断变化，所以非晶体没有确定的熔化热。
由于不同物质其晶体的空间点阵不同，要破坏不同物质的结构，所需的能量就不同。因此，不同晶体的熔化热也不同。
2．对汽化热的理解
(1)液体的汽化热与液体的物质种类、液体的温度、外界压强均有关。
(2)一定质量的某种物质，在一定的温度和压强下，汽化时吸收的热量与液化时放出的热量相等。
例3 一电炉的功率P＝200
W，将质量m＝240
g的固体样品放在电炉内，通电后电炉内的温度变化如图所示，设电能全部转化为热能并全部被样品吸收，试问：该固体样品的熔点和熔化热为多大？
[规范解答] 由熔化曲线上温度不变部分可找出熔点，根据熔化时间和电炉功率可知电流做功的多少，这些功全部转化为热并全部用于样品熔化。
样品的熔点为60
℃，熔化时间t＝2
min，电流做功W＝Pt。
设样品的熔化热为λ，样品熔化过程中共吸收热量Q＝λm。
由W＝Q，即Pt＝λm，得
λ＝＝
J/kg＝1×105
J/kg。
[完美答案] 60
℃ 1×105
J/kg
1.物态变化及相关的能量转化
1 物体在物态变化的过程中，遵守能量守恒定律。晶体熔化为同温度的液体、液体汽化为同温度的气体需要吸收能量，用来增加分子势能；反之，凝固、液化需要放出能量，分子势能减小。
2 物体在存在状态不变的情况下，从外界获得能量，物体内能增大，对于固体、液体而言，分子动能和分子势能都增加，主要是分子动能增加，分子势能的增加一般不计，表现为温度升高；对于气体，分子势能的变化一般不计，从外界获得的能量全部用来增加分子的动能，表现为温度升高。反之，物体向外放出能量，分子动能减小，温度降低。
3 物体与外界进行能量交换的方式有两种：一是通过热传递实现内能的转移，二是通过做功实现内能与其他能量的转化。
2.热量的基本计算关系
1 温度变化中的吸热和放热：Q＝cmΔt，式中c为物质的比热容。
2 物态变化中吸收的热量
①熔化过程中吸收的热量：Q＝λm，式中λ为物质的熔化热，单位为焦/千克。
②汽化过程中吸收的热量：Q＝Lm，式中L为物质的汽化热，单位为焦/千克。
绝热容器里盛有少量温度是0
℃的水，从容器里迅速往外抽气的时候，部分水急剧地蒸发，而其余的水都结成0
℃的冰，则结成冰的质量是原有水质量的多少？(0
℃的水的汽化热L＝2.49×106
J/kg，冰的熔化热λ＝3.34×105
J/kg)
答案 88%
解析 设蒸发的水的质量是m1，结成冰的质量是m2，蒸发所需吸收的热量Q1＝m1L，水结成冰所放出热量Q2＝m2λ。由于容器与外界不发生热交换，由Q1＝Q2，
即m1L＝m2λ，得＝。
所以结成冰的质量与原有水质量之比
＝＝＝0.88，
即m冰＝88%m水。
A组：合格性水平训练
1．(饱和汽压)(多选)关于饱和汽压，下列说法中正确的是( )
A．在一定温度下，饱和汽压一定
B．在一定温度下，未饱和汽压小于饱和汽压
C．饱和汽压随温度而变
D．饱和汽压与温度无关
答案 ABC
解析 饱和汽压只与温度有关，温度越高饱和汽压越大，A、C正确，D错误；在任一确定温度下，未饱和汽压都小于饱和汽压，B正确。
2．(饱和汽及未饱和汽)(多选)把未饱和汽变成饱和汽，可以采用如下的哪种方法( )
A．在温度不变时，可以减小压强，增加它的体积
B．在温度不变时，可以增加压强，减小它的体积
C．只增高未饱和汽的温度
D．在降低温度时，增大它的体积而保持它的压强不变
答案 BD
解析 因为未饱和汽的压强小于饱和汽压，在温度不变时，饱和汽压不变，减小气体的体积，水蒸气的压强增大，直到等于饱和汽压，故A错误，B正确。只降低温度，饱和汽压减小到等于水蒸气的压强，则未饱和汽变为饱和汽，故C错误，D正确。
3．(空气的湿度)(多选)关于空气湿度，下列说法正确的是( )
A．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大
B．当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小
C．空气的绝对湿度用空气中所含水蒸汽的压强表示
D．空气的相对湿度定义为水的饱和蒸汽压与相同温度时空气中所含水蒸汽的压强之比
答案 BC
解析 由于在空气中水蒸气含量不变的情况下，气温越高时饱和蒸汽压越大，人的感觉是越干燥，即人的感觉取决于相对湿度而非绝对湿度，A错误，B正确。空气的相对湿度是指空气中所含水蒸气压强与同温度下水的饱和汽压的比值，空气的绝对湿度就是空气中所含水蒸气的压强，故C正确，D错误。
4．(空气的湿度)当密闭室中的温度升高时，对室内的水蒸气量的判断和处于室内的人感觉到空气的干湿情况的说法正确的是( )
A．水蒸气量会减少，室内的人感到潮湿
B．水蒸气量不会减少，室内的人感到干燥
C．水蒸气量不会减少，室内的人感到潮湿
D．水蒸气量会减少，室内的人感到干燥
答案 B
解析 温度升高，密闭室内蒸汽量不会减少，绝对湿度p1不变，而水的饱和汽压ps随着温度升高而变大，所以变小，相对湿度变小，人们会感到干燥，故B项正确。
5．(熔化热和汽化热)下列说法不正确的是( )
A．不同晶体的熔化热不相同
B．一定质量的晶体，熔化时吸收的热量与凝固时放出的热量相等
C．不同非晶体的熔化热不相同
D．汽化热与温度、压强有关
答案 C
解析 不同的晶体有不同的结构，要破坏不同的物质结构，所需的能量也不同。因此，不同晶体的熔化热不相同，故A正确。一定质量的晶体，熔化时吸收的热量与凝固时放出的热量相等，故B正确。非晶体熔化过程中温度会不断改变，而不同温度下物质由固态变为液态时吸收的热量是不同的，所以非晶体没有确定的熔化热，故C错误。汽化热与温度、压强有关，故D正确。
6．(相对湿度)下列所给值中，相对湿度最大的是( )
A．20
℃水蒸气，压强p1＝1.1×103
Pa
B．20
℃水蒸气，压强p1＝1.3×103
Pa
C．10
℃水蒸气，压强p1＝1.1×103
Pa
D．10
℃水蒸气，压强p1＝1.3×103
Pa
答案 D
解析 温度越低，水的饱和汽压越小。而相对湿度＝
，所以温度越低、水蒸气的实际压强越高，相对湿度就越大，人就感到越潮湿，对比可知D中相对湿度最大。
7．(物态变化中的能量转化)200
g、－10
℃的冰投入到500
g、4
℃的水中，平衡后，求：[冰的比热容为2.1×103
J/(kg·℃)，熔化热为3.36×105
J/kg]
(1)系统中有冰熔化还是有水凝固？
(2)系统中冰的质量。
答案 (1)有冰熔化 (2)187.5
g
解析 (1)200
g、－10
℃的冰升温到0
℃需要吸收的热量：
Q吸＝c冰m冰Δt1＝2.1×103
J/(kg·℃)×0.2
kg×[0
℃－(－10
℃)]＝4.2×103
J，
500
g
4
℃的水降温到0
℃，需要放出的热量：
Q放＝c水m水Δt2＝4.2×103
J/(kg·℃)×0.5
kg×(4
℃－0
℃)＝8.4×103
J，
因为Q吸(2)剩余的热Q＝8.4×103
J－4.2×103
J＝4.2×103
J，
因为Q＝λ·m，
所以m＝＝
kg＝1.25×10－2
kg＝12.5
g，
所以平衡后系统中冰的质量
m剩＝m冰－m＝187.5
g。
8．(综合)量热器的质量是0.20千克，比热容是4.2×102焦/(千克·
℃)，内装20
℃的水0.10千克，如果把0.050千克0
℃的冰放进水里，求混合后的温度。(λ冰＝3.35×105焦/千克)
答案 0
℃
解析 对于涉及状态变化的热平衡问题，首先要分析冰完全熔化时需吸收的热量，看看水温降低到0
℃放出的热量能否满足冰熔化的需要。
0
℃的冰完全熔化需要吸收的热量：
Q1＝λ冰m冰＝1.68×104
J。
20
℃的水温度降低到0
℃放出的热量：
Q2＝c水m水(t－0
℃)＝8.4×103
J。
20
℃的量热器温度降低到0
℃放出的热量：
Q3＝c器m器(t－0
℃)＝1.68×103
J。
因为Q1>Q2＋Q3，
所以冰不能全部熔化，冰水混合的温度一定是0
℃。
B组：等级性水平训练
9．(综合)下面的表格是不同温度下水的饱和汽压：(单位：毫米汞柱)
某同学从电台的天气预报中得知：白天最高气温是28
℃，大气相对湿度是60%，夜间地面最低温度降到20
℃，请你帮助该同学判断一下是否可能出现露水。
答案 不可能
解析 我们可以根据天气预报的数据：白天的最高气温是28
℃，从表格中查出这时水的饱和汽压是28.37毫米汞柱，由相对湿度的定义，可计算出此时空气的绝对湿度为28.37×60%＝17.02毫米汞柱，从表格中我们可以查出夜间地面最低温度降到20
℃时的饱和汽压为17.54毫米汞柱，即此时空气中水蒸气仍未达到饱和状态，即温度还没降低到露点，不可能有露水形成。
10．(综合)如图甲所示，有一个排气口直径为2.0
mm的压力锅，排气口上用的限压阀G的质量为34.5
g。根据图乙所示的水的饱和汽压跟温度关系的曲线，求当压力锅煮食物限压阀放气时(即限压阀被向上顶起时)锅内能达到的最高温度。(1个标准大气压为1.01×105
Pa，重力加速度g＝10
m/s2)
答案 122
℃左右
解析 根据所给条件，首先求得在限压阀被顶起时，压力锅内的最高压强，然后通过曲线，求出锅内能达到的最高温度。
由已知条件，设标准大气压为p0，G为限压阀重量，d为排气口直径，锅内最高压强设为p。
限压阀被顶起时，压力锅内最高压强应为
p＝p0＋＝1＋
＝2.1(atm)。
由图乙查得锅内温度为122
℃左右。
11．(物态变化中的能量转化)一质量为100
kg、0
℃的冰块，以10
m/s的速度沿水平表面滑动，由于冰块与水平表面之间摩擦的结果，使冰块滑了一段路程之后停了下来。已知冰的熔化热为3.345×105
J/kg，假定没有其他热交换且摩擦时产生的内能全部被冰吸收，试估算冰熔化了多少？
答案 1.495×10－2
kg
解析 求出冰块损耗的机械能有多少，即有多少机械能转化为热能，已知冰的熔化热，即可求出熔化了多少冰。
设冰的动能为mv2，经过一段路程滑行后停止，熔化冰块的质量为Δm，冰的熔化热为λ。
根据题意，冰块熔化时吸收的热量在数值上等于冰块动能的减少量。
则有：Δmλ＝mv2，
Δm＝＝
kg＝1.495×10－2
kg，
即冰熔化了1.495×10－2
kg。
12．(综合)容器里装有0
℃的冰和水各500
g，向里面通入100
℃的水蒸气后，容器里水的温度升高了30
℃。假设容器吸收的热量很少，可以忽略不计，并且容器是绝热的。计算一下通入的水蒸气有多少？[已知100
℃时水的汽化热L＝2.26×106
J/kg，冰的熔化热λ＝3.34×105
J/kg，水的比热容c＝4.2×103
J/(kg·
℃)]
答案 115
g
解析 冰熔化成0
℃的水吸收的热量为
Q1＝λm1＝3.34×105×0.5
J＝1.67×105
J，
所有的水从0
℃升至30
℃时吸收的热量为
Q2＝c·2m1Δt1＝4.2×103×2×0.5×30
J＝1.26×105
J，
所以Q吸＝Q1＋Q2＝2.93×105
J。
设有质量为m2的水蒸气通入水中，放出的总热量为
Q放＝Lm2＋cm2Δt2，Q放＝Q吸
解得：m2＝＝
kg≈0.115
kg＝115
g。
