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第二章
物态变化
第4节
升华和凝华
1.通过常见的升华与凝华现象,知道物质的固态和气态之间是可以直接相互转化的。
2.知道升华和凝华的定义,以及升华要吸热,凝华要放热。
3.能用升华和凝华的知识,解释生活中的现象。
北国风光
雪
雾凇
“雾凇”是怎样形成的?是由什么状态变成什么状态?
思
考
如图所示,冬天堆在背阴处的雪人,过半个月甚至更长时间之后,雪人变小了些,雪人的周围也没有积水,这是为什么呢?
通过下面的学习,你就会明白其中的道理了。
一、升华
升华
固态
气态
制冷作用
吸热
利用干冰冷冻食品
利用干冰人工降雨
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常见的升华现象
衣柜中的樟脑丸变小
冬天,背阴处的积雪会慢慢减少
固体空气清新剂
用久了的灯泡,灯丝会变细
户外冰冻的衣服变干
没有熔化的“雪人”变小了
小付买了一盒“雪月饼”,为了保持低温,工作人员在月饼包装盒内装入了一定量的“干冰”。回到家中,打开包装盒,发现周围空气出现了“白雾”,这是因为“干冰”在______过程中吸收热量,使空气中的水蒸气_______成了小雨滴。(两空均填物态变化名称)
升华
液化
例
典例分析
二、凝华
凝华
气态
固态
凝华过程是放热过程
遇冷放热
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生活中的凝华现象
凝华
水蒸气
小冰晶
(遇冷)
雪
霜
雾淞
三、探究实验:碘的升华和凝华
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冷却时:碘由(
)态直接变成(
)态,条件是(
)热。
加热前:碘是(
)态的物体。
加热时:碘由(
)态直接变成(
)态,条件是(
)热。
把你观察到的物理现象与同组的同学讨论、探究一下,同时进行相互交流,得到正确答案,并得出结论。
讨论一下
固
气
吸
放
固
气
固
升华:物质从固态直接变成气态的过程。
升华时吸热
凝华:物质从气态直接变成固态的过程。
凝华时放热
归
纳
樟脑球放在箱子里,过几个月会变小或消失,是什么现象?
用久的灯泡会发黑,是因为钨丝发生了哪些现象?
升华
先升华后凝华
一直冰冻的衣服也能干
冬天早上会打霜
升华
凝华
雾凇俗称树挂,是严冬时节出现在吉林松花江畔十里长堤的自然现象,与桂林山水、长江三峡、云南石林并称为中国四大奇观。
“雾凇”是怎样形成的?
答案:由水蒸气凝华而成的微小冰晶或冰粒。
思
考
空气中的水蒸气遇到冰冷的玻璃直接凝华成小冰晶而形成的。
1.窗玻璃上的冰花
2.霜前冷,雪后寒
凝华放热
下雪
熔化吸热
化雪
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霜是水蒸气遇冷凝华而成的,若气温偏高,则无霜生成,因此,“霜前冷”是必然的。
而“雪后寒”是因为雪融化时需要从空气中吸收大量的热量,导致气温降低,使人觉得寒冷。
3.干冰及其升华
干冰是在一定大气压下存在的固体二氧化碳。二氧化碳在常态下是一种气体。
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4.人工降雨的实施
人们利用干冰人工降雨。其过程是,将干冰“喷入”冷空气层,干冰会很快________,同时_______大量的热量,使其周围冷空气层的温度急剧_______,于是冷空气层中的水蒸气便会_______成小冰晶;小冰晶逐渐变大后下落,在下落过程中遇到暖气流就会______而形成雨。
吸收
下降
凝华
熔化
升华
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在试管中放少量碘,塞紧盖子放入热水中。当固态碘变为紫色的碘蒸气并充满试管后,将试管从热水中取出,放入凉水中,碘蒸气又会变为固态碘附着在试管内壁上,关于物质碘的物态变化过程,下列说法正确的是( )
A.先放热升华后吸热凝华
B.先吸热升华后放热凝华
C.先放热熔化后吸热凝固
D.先吸热熔化后放热凝固
B
例
典例分析
寒冷的冬天,居民楼的玻璃窗上会起“雾”或结“冰花”,下列说法中错误的是( )
A.玻璃窗上的“雾”是水蒸气液化形成的
B.玻璃窗上的“冰花”是水蒸气凝华形成的
C.“雾”出现在玻璃窗的内表面
D.“冰花”结在玻璃窗的外表面
D
例
典例分析
水蒸气
水
冰
汽化
升华
凝固
熔化
凝华
液化
四、物质的三态变化
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(熔化)吸热
固态
液态
气态
(凝固)放热
(凝华)放热
(升华)吸热
(汽化)吸热
(液化)放热
1.三态变化
2.吸热物态变化的应用
用冰熔化吸热冷藏食物
用水的汽化吸收火焰的热
用火箭表层的物质的熔化和汽化吸收火箭与大气摩擦产生的大量热
用干冰的升华吸热获得低温
3.放热物态变化的应用
向柑橘喷水结冰防霜冻
用水蒸气的液化蒸熟食物
物质M通过吸、放热,出现三种不同物态,如图所示,甲、乙、丙物态依次为( )
A.固、液、气
B.气、液、固
C.气、固、液
D.液、固、气
C
例
典例分析
下列关于物态变化的说法,正确的是( )
A.用干冰人工降雨,利用了干冰熔化吸热
B.食品在电冰箱里能保鲜,利用了制冷剂汽化吸热
C.冬天的菜窖里放几桶水,利用了水凝固吸热
D.用酒精给高烧病人擦拭降温,利用了酒精升华吸热
B
例
典例分析
1.小丽端午节在家里帮助妈妈打扫卫生,她取下白炽灯擦干净灰尘,但发现白炽灯玻璃泡的下面比新灯泡变黑了一些。她通过上网查阅,发现这是灯丝物态变化形成的。你认为下列关于灯丝发生物态变化过程的四个说法,正确的是
( )
A.先升华,后凝华
B.先升华,后凝固
C.先汽化,后液化
D.先熔化,后凝固
A
2.冻肉刚出冷库时比进冷库时重,这是由于(
)
A.空气中的水蒸气凝华成霜所致
B.空气中的水蒸气液化成水所致
C.冻肉中的冰熔化成水所致
D.冻肉中的水凝固成冰所致
A
3.民谚俗语中蕴含着丰富的物理知识,请用所学物理知识解释“霜前冷,雪后寒”现象产生的原因。
答:霜是由于气温很低时空气中的水蒸气发生凝华现象而形成的,雪在熔化时需要吸热。
4.李明同学在探究物态变化的实验中,在试管中放入少量的碘,塞紧盖子放入热水中,观察到试管中固态碘逐渐消失,变成紫色的碘蒸气并充满试管。
(1)此过程中固态碘发生的物态变化是_________(填物态变化名称)。
升华
(2)在上述实验中,李明同学猜想:固态碘是先变成液体,再变成气体,因为速度太快,液态碘出现的时间太短,因而没有观察到。为验证猜想,他查询了一些小资料:碘的熔点是113.5℃,碘的沸点是184.4℃,水的沸点是100℃。请你根据上述小资料分析说明李明的猜想是_________(选填“正确的”或“错误的”),理由是:
。
错误的
热水温度低于碘的熔点,碘的温度达不到熔点,不可能熔化
(3)为了进一步探究此类现象,李明在烧杯中放入适量的温水,然后放入一小块干冰(固态二氧化碳),此时观察到水中有大量气泡产生,同时水面有大量白雾,水中的气泡内是_________(选填“二氧化碳”或“水蒸气”),水面上大量的白雾是由水蒸气遇冷________(填物态变化名称)形成的。
二氧化碳
液化
人工降雨
人工降雨有三种常用方法:一种是向云层中播撒冷却剂,如用飞机在适当的云层中播撒干冰,干冰升华吸收大量的热,使云中的小冰晶增多、小水滴增大,从而形成降雨;另一种是向高空播撒与小冰晶结构极为相似的碘化银、三氧化二铝、樟脑或酒精等药剂,作为吸附水汽、加速水蒸气液化或凝华的物质,使云层中的冰晶增多、小水滴增大,从而形成降雨;还有一种方法是,用飞机在适当的云层中直接喷洒直径约为0.05mm的小水滴,使云层中的小水滴相互合并变大,从而形成降雨。