内容正文:
第十二章 温度与物态变化
上海科学技术出版社
义务教育物理课程标准实验教科书编写组 编著
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①实验回顾—《探究石蜡的熔化与凝固》
②实验回顾—《探究水沸腾的条件和特点》
③本章总结—《物态变化》
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第十二章 温度与物态变化
晶体和非晶体在熔化、凝固时的比较
02
关于物态变化现象的判断
01
物态变化吸、放热及其应用
03
探究熔化与凝固的条件
04
复习内容
探究水沸腾的条件和特点
05
第十二章 温度与物态变化
视频清单
①实验回顾—《探究石蜡的熔化与凝固》
②实验回顾—《探究水沸腾的条件和特点》
③本章总结—《物态变化》
第十二章 温度与物态变化
一 考点突破
第十二章 温度与物态变化
考点
突破
判断物态变化是常考内容。本章共学习了六种物态变化:熔化、凝固、汽化、液化、升华、凝华。判断物态变化的关键是先看清物质的初、末状态,然后根据各种物态变化的概念来判断。
1. 熔化
(1)熔化:物质从固态变成液态的过程叫熔化。
(2)熔点:晶体熔化时的温度叫做熔点。
(3)熔化规律:晶体熔化过程不断吸热,温度保持不变;非晶体熔化过程中不断吸热,温度持续升高。
(4)晶体熔化条件:温度达到熔点;不断吸热。
考点一 关于物态变化现象的判断
2. 凝固
(1)凝固:物质从液态变成固态的过程叫凝固。
(2)凝固点:晶体形成时确定的温度。
(3)凝固规律:晶体在凝固时放热,温度保持不变;
非晶体在凝固时放热,温度持续下降。
(4)晶体凝固的条件:温度达到凝固点;不断放热。
考点一 关于物态变化现象的判断
3. 汽化
(1)汽化的两种方式:蒸发与沸腾。
(2)沸腾:
①定义: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;
②特点:沸腾时温度不变,但仍吸热;
③沸点:液体沸腾时的温度。与液体种类和气压有关。
(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.
②特点:任何温度下都能发生,液体蒸发吸热.
③影响蒸发快慢的因素:液体温度、表面积、 液体表面空气的流速.
考点一 关于物态变化现象的判断
4. 液化
(1)定义:物质从气态变为液态的过程称为液化.
(2)液化方法:降低温度、压缩体积.
(3)特点:气体液化的过程会放热.
(4)液化现象:雾、露的形成;水的“白气”。
考点一 关于物态变化现象的判断
5. 升华与凝华
(1)升华
①物质直接从固态变为气态的过程称为升华.
②升华吸热.
③升华现象及应用:储藏食物、人工降雨、制造舞台烟雾等.
(2)凝华
①物质从气态直接变为固态的过程称为凝华.
② 凝华放热.
③凝华现象及应用:霜、雪、冰花等.
考点一 关于物态变化现象的判断
6. 自然界水循环过程中的物态变化
自然
现象 物态变化
名称 形成的过程
云
雨
露
在太阳照射下,含有水蒸气的热空气快速上升,在上升过程中,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
云中的小水滴或小冰晶,随着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。在下落的过程中,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
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
考点一 关于物态变化现象的判断
液化或凝华
熔化
液化
自然
现象 物态变化
名称 形成的过程
雾
霜、雪
雹
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,能结合成较大的冰珠,当上升气流托不住时,冰珠落到地面上,形成冰雹。
考点一 关于物态变化现象的判断
液化
凝华
熔化、凝固
考点一 关于物态变化现象的判断
【例题1】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,小草上露的形成是熔化现象
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,群山间雾的形成是液化现象
D
A.小草上露是空气中水蒸气遇冷液化形成的,故A错误;
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正确。
故选D。
晶体 非晶体
相同点
不同点 有无熔点
温度变化
图像
熔化或凝固过程中温度不变
熔化过程中温度一直上升,
凝固过程中温度一直下降
有熔点(凝固点)
无熔点(凝固点)
熔化过程吸热、凝固过程放热
考点二 晶体和非晶体在熔化、凝固时的比较
【例题2】如图中表示晶体凝固图像的是( )
A
A.如图,温度先降低后不变再降低,是晶体凝固的图像,故A符合题意;
B.如图,温度先升高后不变再升高,是晶体熔化的图像,故B不符合题意;
C.如图,温度不断降低,是是非晶体凝固图像,故C不符合题意;
D.如图,温度不断升高,是非晶体熔化图像,故D不符合题意。
故选A。
考点二 晶体和非晶体在熔化、凝固时的比较
A B C D
考点
突破
利用物态变化中的吸、放热知识解释日常生活中的常见现象,在考试中也经常出现。要解决此类问题,可结合实际情景先判断物态变化情况,然后根据物态变化过程中吸、放热规律解决问题;也可结合实际情景先判断出需要吸热还是放热,然后根据物态变化过程中吸、放热规律找出可能的物态变化,最后根据实际情景确定发生的是哪种物态变化。
考点三 物态变化吸、放热及其应用
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。
【例题3】“二十四节气”是我国古代农耕文明伟大成就之一、它是古人通过观测天体运行,总结出的一年中时令、气候、物候等变化的规律。关于二十四节气的谚语,下列分析正确的是( )
A.“惊蛰云不停,寒到五月中”,云的形成是汽化现象,汽化吸热
B.“白露种高山,寒露种河边”,露的形成是液化现象,液化放热
C.“霜降有霜,米谷满仓”,霜的形成是凝华现象,凝华吸热
D.“伏天三场雨,薄地长好麻”,雨的形成是熔化现象,熔化放热
B
A.云是空气中的水蒸气液化成的小水珠,由气态变为液态,放出热量,A错误;
B.露是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,是液化现象,放出热量,B正确;
C.霜是空气中的水蒸气遇冷凝华成的固态小冰晶,该过程放热。故C错误;
D.雨是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,该过程放热。故D错误。
故选B。
考点三 物态变化吸、放热及其应用
考点
突破
1. 加热方法:水浴法,也叫隔水加热法,既可以让物体受热均匀,又能使物体温度缓慢上升,便于记录数据。
2. 器材安装:按“自下而上”的顺序安装各器材,保证用酒精灯的外焰加热。
3. 实验结论:晶体熔化(凝固)时吸热(放热),温度保持不变,非晶体熔化(凝固)时吸热(放热),温度不断升高(下降)。
考点四 探究熔化与凝固的条件
【例题4】如图甲是探究冰的熔化特点实验的装置示意图。
(1)该实验装置中各部分的安装顺序是自下而上;实验时应该选择颗粒____的冰块进行实验(选填“较大”或“较小”);
(2)小明根据实验数据作出冰加热时温度随时间变化的图象如图乙所示,分析图象可知,冰熔化过程用了____分钟,熔化过程的特点是____________;
(3)另一同学把冰放入如图丙所示的烧杯中,并未用酒精灯加热,冰也熔化了,于是他认为冰熔化不需要吸收热量,他的想法_________(选填“正确”或“不正确”)。
不正确
考点四 探究熔化与凝固的条件
较小
吸热但温度保持不变
6
(1)为了冰块受热均匀,实验时应该选择颗粒较小的冰块进行实验。
(2)分析图像可知,冰在4~10min内,吸热温度保持不变,正处于熔化状态,冰熔化过程用时为t=10min-4min=6min
(3)冰的熔点为0℃,室内温度高于冰的熔点,冰可以直接向周围环境吸热熔化,故可以不用酒精灯加热,但熔化过程中冰需要吸热,故冰熔化不需要吸收热量的想法是不正确的。
考点四 探究熔化与凝固的条件
考点
突破
1. 实验器材的选择:
实验中要选用一个中央穿孔的硬纸板,硬纸板盖在烧杯口上,将温度计穿过小孔插入烧杯的水中。硬纸板的作用是防止热量过多散失,缩短加热时间,还能起到固定温度计的作用,并使烧杯内的空气通过小孔与外界相通,避免气压对实验的影响。
2. 水的选择:
取适当质量的温水做实验可以缩短实验时间,对水的沸点不会产生影响。
3. 实验结论:通过实验现象及图像分析,可知水在沸腾时吸收热量,温度保持不变。
考点五 探究水沸腾的条件和特点
【例题5】a、b两个实验小组用相同的酒精灯探究“水沸腾前后温度变化的特点”,所用实验装置如图甲所示,根据实验数据绘制的图像如图乙所示。
(1)如图甲所示,安装实验器材时要先调整_____(选填“A”或“B”)的高度;
(2)实验过程中,某时刻温度计的示数如图甲所示为_____℃;
(3)分析图像可知,水在沸腾时吸热,温度________ ;
(4)进一步分析乙图可知, _______组同学所用水的质量较小。
不变
93
a
考点五 探究水沸腾的条件和特点
B
(1)实验中需要用酒精灯的外焰加热,安装器材时应按照自下而上的顺序,所以要先调整的B的高度。
(2)该温度计的分度值是1℃,示数是93℃。
(3)由图像可知,水在沸腾时持续吸热,但温度保持不变。
(4)由图可知,a组同学花费了3min达到沸腾,温度升高了
98℃-92℃=6℃,即每升高1℃花费时间是0.5min。
b组同学花费了10min达到沸腾,温度升高了98℃-90℃=8℃,即每升高1℃花费时间是0.8min,由此可见a所用水的质量少,到达沸腾所用的时间比b组少。
考点五 探究水沸腾的条件和特点
二 综合提升训练
第十二章 温度与物态变化
1. “二十四节气”是我国古代农耕文明伟大成就之一、它是古人通过观测天体运行,总结出的一年中时令、气候、物候等变化的规律。关于二十四节气的谚语,下列分析正确的是( )
A.“惊蛰云不停,寒到五月中”,云的形成是汽化现象,汽化吸热
B.“白露种高山,寒露种河边”,露的形成是液化现象,液化放热
C.“霜降有霜,米谷满仓”,霜的形成是凝华现象,凝华吸热
D.“伏天三场雨,薄地长好麻”,雨的形成是熔化现象,熔化放热
B
A.云是空气中的水蒸气变成的小水珠,由气态变为液态,属于液化现象,液化放出热量,故A错误;
B.露是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,该过程放热。故B正确;
C.霜是空气中的水蒸气遇冷凝华的固态小冰晶,该过程放热。故C错误;
D.雨是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,该过程放热。故D错误。
故选B。
综合提升训练
2. 关于热现象,以下说法错误的是( )
A.检查口腔前,将金属小镜子放在酒精灯上烤一烤是为了防止水蒸气液化
B.水烧开时,离壶嘴较远的地方“白气”较浓,是因为较远处温度较高
C.生长在沙漠中的仙人掌,叶子呈针状是为减慢水的蒸发
D.寒冷的北方,不用水银温度计是因为水银的凝固点较高
B
A.检查口腔前,将金属小镜子放在酒精灯上烤一烤是为了提高小镜子的温度,防止口中的水蒸气遇冷液化形成小水珠附在小镜子上,看不清口中情况,故A正确,不符题意;
B.水烧开时,离壶嘴较远的地方“白气”较浓,是因为较远处温度较低,有利于水蒸气放热液化成小水珠,形成“白气”,故B错误,B符合题意;
C.生长在沙漠中的仙人掌,叶子呈针状是为了减小水的表面积来减慢水的蒸发,从而应对干旱的环境,故C正确,C不符合题意;
D.寒冷的北方,不用水银温度计是因为水银的凝固点较高,在较低的温度下容易凝固而导致无法使用,故D正确,D不符合题意。
故选B。
综合提升训练
3. 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
D
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。
A B C D
综合提升训练
4. 商周时期,我国劳动人民就熟练掌握了青铜器铸造技术。工匠将青铜原料加热化为青铜液体,然后将液体倒入模具中冷却成型。下列说法正确的是( )
A.固态青铜原料加热化为液体的过程是液化
B.青铜液体倒入模具中冷却成青铜器的过程是凝华
C.青铜液体冷却成青铜器的过程放出热量
D.模具中的青铜液体冷却成青铜器后质量变大
C
A.固态青铜原料加热化为液体,是固态变液态的熔化过程,故A错误;
BC.青铜液体倒入模具中冷却成青铜器的过程是液态变固态的凝固过程,凝固过程需要放热,故B错误,C正确;
D.模具中的青铜液体冷却成青铜器后,物态发生变化,但质量不变,D错误。
故选C。
综合提升训练
5. 如图是根据测量某物质在凝固过程温度变化曲线,则下列说法中错误的是( )
A.该物质是晶体
B.该物质的熔点是50℃
C.该物质在AB段吸收热量
D.该物质在CD段的状态为固态
C
A.由图像可知,该物质在凝固过程中,有固定的凝固点,因此是晶体。故A正确,不符合题意;
B.由图像可知,BC段为该物质的凝固过程,对应的凝固点是50℃,熔点和凝固点对应的温度相同,因此该物质的熔点是50℃。故B正确,不符合题意;
C.AB段的温度不断降低,向外放出热量。故C错误,符合题意;
D.CD段时,该物质的凝固过程已经结束,即为固态。故D正确,不符合题意。
故选C。
综合提升训练
6. 水是人类环境的重要组成部分,自然界中的水通过吸热、放热在固态、液态、气态之间转化,形成了雾、雨、雪、露、霜、雾凇等等自然现象,如图所示是水的三态变化图,下列说法中正确的是( )
A.冰雪消融是丙到乙的过程
B.露珠消失是乙到甲的过程
C.雾的形成是丙到甲的过程
D.雨的形成是甲到丙的过程
C
由题图可知,物质由丙—甲—乙,都是放热,则丙是气态、甲是液态、乙是固态。
A.冰雪消融是固态熔化为液态的过程,是乙到甲的过程,故A错误;
B.露珠消失是液态露珠汽化为水蒸气,是甲到丙的过程,故B错误;
C.雾是由水蒸气遇冷液化成的小水滴,是丙到甲的过程,故C正确;
D.雨可能是当水蒸气上升到高空中时,遇冷温度下降液化成的水珠,是丙到甲的过程;也可能是水蒸气直接凝华成小冰晶,小冰晶在下降过程中,如果遇到地面附近的气温较高,熔化成的水珠,是乙到甲的过程;故D错误。
故选C。
综合提升训练
7. (多选题)地球表面70%以上是海洋,但可供人类直接利用的淡水资源不足全部水资源的万分之一,提高节水意识是公民的义务和责任。如图是水循环示意图,下列说法正确的是( )
A.地表水吸热,汽化成水蒸气
B.水蒸气与冷空气接触,液化成小水滴
C.小水滴遇到更冷的气流,凝华成小冰晶
D.小冰晶降落过程中,液化成雨水
AB
A.地表水吸热,由液态变为气态,发生了汽化,变成成水蒸气,故A正确;
B.水蒸气与冷空气接触,遇冷液化,由气态变为液态,发生液化现象,变成水滴,故B正确;
C.小水滴遇到更冷的气流,由液态变为固态,凝固成小冰晶,故C错误;
D.小冰晶在降落过程中,由固态变为液态,熔化成雨水,故D错误。
故选AB。
综合提升训练
8. 晚上外面气温骤降,早上小明看到窗户上会结上一层冰花,这层冰花出现在窗户玻璃的______(选填“内”或“外”)侧,这个过程中会 ______(选填“吸收”或“放出”)热量;当他走到室外,眼镜上______(选填“会”或“不会”)蒙上一层水雾。
放出
晚上外面气温骤降,室内的温度高于室外,热的水蒸气遇到冷的玻璃马上放热凝华成小冰晶,这层冰花出现在窗户玻璃的内侧。
由于室外温度较低,眼镜片的温度高于室外空气中水蒸气的温度,水蒸气不能放热液化,眼镜上不会蒙上一层水雾。
不会
内
综合提升训练
9. 小明组装了如图甲所示的装置,探究水沸腾的特点。
(1)装置中温度计的使用存在错误,请指出:___________ ;
(2)改正错误后进行实验,某时刻温度计的示数如图乙所示,此时水的温度为 _______℃;
(3)持续加热至水沸腾,观察到“势如奔涛”的景象,这是一种剧烈的汽化现象。根据实验数据绘制了温度随时间变化的图像,实验表明,水沸腾过程中,温度______ ,需要______热量;
(4)如图丁所示,将刚停止沸腾的水装入烧瓶,迅速塞上瓶塞并倒置,然后向瓶底浇冷水,发现水重新沸腾起来,原因是瓶内气体温度降低,气压减小,水的沸点______。
降低
92
吸收
玻璃泡碰到杯壁
不变
综合提升训练
(1)温度计在使用时其玻璃泡要浸没在被测液体中,温度计不能碰到容器底和容器壁,图中的错误是:温度计的玻璃泡碰到了烧杯壁。
(2)温度计的分度值是1℃,由图乙可知,此时水的温度为92℃。
(3)由丙图的图像可知,水在沸腾过程中,温度不变,且需要吸收热量。
(4)水的沸点跟气压有关,气压越大,沸点越高,气压越低,沸点越小。向瓶底浇冷水时,烧瓶内气压降低,沸点降低,所以发现水重新沸腾起来。
综合提升训练
10. 如图甲所示,在“探究冰的熔化特点”实验中,用温度和室温相同的水给碎冰加热。
(1)在碎冰中插入温度计时,应使温度计的玻璃泡位于碎冰的_____ ;
A.上部 B.中部 C.底部 D.都可以
(2)冰熔化时温度随时间变化的图像如图乙所示,在bc段,试管中物质的状态为__________,此时的温度叫作冰的_____,冰属于_____(选填“晶体”或“非晶体”);
(3)实验过程中,如果还想同时得到冰在熔化时吸收热量的证据,请你对该实验做出改进:__________;
(4)再用酒精灯给烧杯加热,当试管
中水处于de阶段时_____(选填“正在”
或“没有”)沸腾。
固液共存
熔点
正在
晶体
B
见解析
综合提升训练
(1)测量试管中碎冰的温度,应使温度计的玻璃泡与碎冰充分接触,且不要碰到容器底或容器壁,故B符合题意,ABD不符合题意。
故选B。
(2)由图知道,在bc时间段,该物质在熔化过程中,温度不变,继续吸热,这个不变的温度就是物质的熔点,此时处于固液共存的状态,这也说明了冰有固定的熔点,是晶体。
(3)在烧杯中也插入一支温度计,在bc时间段,冰熔化过程中,若烧杯中温度计示数变小,说明冰熔化时需要吸收热量。
(4)由图乙知道,bc阶段物质正在熔化,因此处于固液共存态;水沸腾时吸热,温度不变,因为de阶段水的温度不变,所以表示de阶段试管中的水正在沸腾。
综合提升训练
Lavf59.27.100
Lavf59.27.100
$$