内容正文:
第十一讲 物态变化
【衔接导入】
人工降雨
人工降雨,准确的叫人工增雨,但,不是想下雨就能下雨。
所谓人工增雨,是指人为地对一个地区上空可能下雨或者正在下雨的云层进行影响,从而最大限度地开发云中潜在的降雨资源,增加这个地区的降水量。
想要让不下雨的云降水,最重要的是人工增加足够数量的冰晶,在云中散布大量的冰晶后,由于冰晶表面上的饱和水汽压比水面要低,从而水滴中的水便会自动地蒸发并凝集到冰晶上去,如果冰晶不断地变大,増大到空气的浮力托不住它们的时候,便会降落到地面成为雨或者雪。
其实我们可以把云彩看作是一座座移动水库,如果水库闸门开得小,那么落下来的水就少,这时用人为方法向云中散播催化剂,就可以将水库的闸门开大,流出来的水也就变大了。
当然并不是在任何时候向天空中散播催化剂都可以形成降水,必须要具备一定的天气条件才能成功。只有在天空中的云系发展到一定的厚度,而且云里边要有一定的低于0C°且不结冰的水,云中还要有上升的气流。
在这样的条件下,地面发射的火箭弹将催化剂散播到云中的有效部位,才会使得催化剂均匀地散布在云中,最大限度地凝结水滴,就能够起到人工增雨的作用。
【知识新授】
一.物质的比热
① 热量
1、热量:物质吸收或放出热的多少,符号Q.
2、单位:焦耳,简称焦,符号J
3、热传递与温度变化
(1)物体吸热升温,放热降温;
(2)同一物体升高一定的温度吸收的热量与降低相同的温度放出的热量相同;
(3)某种物质吸收或放出热量的多少,与质量和温度变化的多少有关,质量越大、温度变化越多吸收或放出的热量越多。
图1 关于热量的一些数值
② 比热
1、比热:质量相同的不同物质,升高相同的温度吸收的热量不同;降低相同的温度,放出的热量也不同,物质的这种特性叫比热容,简称比热。
2、质量相同的不同物质,吸收或放出相同的热量,比热大的温度变化较小;比热小的温度变化较大。
二.熔化和凝固
(1)熔化和凝固是两个互逆的物态变化过程:物质从固态变成液态的过程叫熔化,物质从液态变成固态的过程叫凝固。熔化吸热,凝固放热。
固态液态
(2)熔点和凝固点:有确定熔化和凝固温度的物质叫晶体。晶体熔化时的温度叫熔点;晶体凝固时的温度叫凝固点。不同晶体的熔点不同,同一种晶体的凝固点与其熔点相同。
(3)晶体的熔化、凝固的过程都需要两个条件:
温度条件(熔点、凝固点);吸、放热。两个条件同时满足,才能实现上述两过程,缺一不可。
图2 常见的一些晶体
图3 常见的一些非晶体
①晶体和非晶体的比较
晶体
非晶体
常见物质
冰、海波、萘、食盐、各种金属
玻璃、松香、蜡、沥青
熔点和凝固点
有
无
熔化过程
吸收热量,温度不变
吸收热量,温度升高
凝固过程
放出热量,温度不变
放出热量,温度降低
熔化条件
温度达到熔点,继续吸收热量
继续吸收热量
凝固条件
温度达到凝固点,继续放出热量
继续放出热量
熔化图象
凝固图象
②温度为熔点的物质的状态既可能是固态,也可能是液态,还可能是固、液共存态。
三.汽化和液化
(1)汽化和液化是两个互逆过程:物质从液态变成气态的过程叫汽化,汽化有两种方式:蒸发和沸腾;物质从气态变成液态的过程叫液化。汽化吸热,液化放热。
(2)液态气态
(3)影响蒸发快慢的因素有三个:液体温度的高低;液体表面积的大小;液体表面上方空气流速。蒸发吸热,导致液体本身及周围的温度降低,所以蒸发有制冷作用。
图4 探究蒸发的影响因素——表面积、温度、空气流速
(4)蒸发和沸腾的比较
蒸发
沸腾
发生部位
只在液体表面
在液体表面和内部同时发生
温度条件
任何温度下
只在沸点时
剧烈程度
缓慢
剧烈
影响因素
温度高低、液面大小、空气流速快慢
供热快慢
温度变化
降温制冷
吸收热量,温度不变
共同特点
都是汽化现象,都吸收热量
四.升华和凝华
(1)物质由固态直接变成气态的现象叫升华,升华吸热,可以使周围环境的温度降低。物质由气态直接变成固态的现象叫凝华,凝华放热。
图5 樟脑丸升华 图6 针状雾凇 图7 冰棍外表的霜
(2)固态气态
(3)升华和凝华也是两个互逆的变化过程。
五、物态变化过程中吸、放热情况判断
【例题分析】
例1.下列各种情况中,物质的比热容会变化的是( )
A.一杯水倒掉一半 B.将铁块锉成铁球
C.0℃的水变成20℃的水 D.水凝固成冰
【解答】解:物质的比热容是物质本身的一种特性,与物质的质量、温度、形状无关。故A、B、C情况下的比热容不会发生变化;水凝固成冰,状态发生改变,比热容也会发生改变。故选:D。
例2.冬天,我们常用热水袋取暖,这主要是因为水具有( )
A