5.3 汽化和液化（教学课件）物理教科版2024八年级上册

第3节 汽化和液化 八年级物理上册 •教科版 第五章—物态变化 教学引入 1 生活中我们会发现，将湿的手伸在干手器下手一会儿就干了，晾在太阳下的湿衣服不久也干了，手上和衣服上水哪去了呢？ 从液体到气体 2 汽化 1.定义：物质从液态变为气态的过程叫做汽化。 2.汽化有两种方式：蒸发和沸腾。 液态 气态 汽化 洒水车洒过水后的路面变干 使用煮茶机煮茶 蒸发 沸腾 从液体到气体 2 1.定义：液体在任何温度下都能发生的，只在液体表面发生的汽化现象。 蒸发 汗如雨下 制作葡萄干 从液体到气体 2 探究实验：影响蒸发快慢的因素 液体的温度越高， 蒸发越快。 液体的表面积越大，蒸发越快。 液体的表面空气流动越快，蒸发越快。 实验探究 从液体到气体 2 　　液体蒸发的快慢与液体的温度、液体的表面积和液体上的空气流速都有关系。温度越高、表面积越大、空气流速越快时，蒸发越快。 2.影响蒸发快慢的因素 从液体到气体 2 探究实验：酒精擦在手背上有什么感觉? 　　手擦上酒精后，随着酒精的蒸发，擦酒精的位置会感到凉飕飕的。 液体蒸发吸热，有致冷作用。 实验探究 从液体到气体 2 3.蒸发吸热 液体蒸发过程中吸热，使液体和他依附的物体温度下降；蒸发有致冷作用。 天热时，狗常把舌头伸出来。 游泳后刚从水中出来，感觉特别冷 游泳后上岸，风加快了皮肤表面空气的流动，从面加快了人身上水的蒸发速度，使得皮肤温度下降。 狗狗通过舌头上的水份蒸发吸热，从而使自身体温温度下降。 从液体到气体 2 沸腾是在一定温度下，在液体表面和内部同时发生的剧烈汽化现象。 你认真观察过水的沸腾吗？ 水在沸腾时都有什么特征？ 水沸腾后如果继续加热，水的温度会不会越来越高？ 沸腾 　　我们常将冷水烧开以便饮用，所谓烧开就是将冷水加热到有大量的气泡冒出。水“开”了这一生活用语在物理学中叫做沸腾。 从液体到气体 2 探究实验：探究水沸腾前后温度变化的特点 【提出猜想】 水在沸腾时有什么特征？ 水沸腾时如果继续加热，是不是温度会越来越高？ 【实验器材】 铁架台、酒精灯、火柴、陶土网、烧杯、水、纸盖 还需要的测量器材是______ 和______。 秒表 温度计 加纸盖的目的： 减少热量散失，缩短加热时间。 从液体到气体 2 【实验步骤】 1. 安装置图组装好实验器材。 2. 用酒精灯给水加热。当水温达到90℃时，每隔0.5min记录一次温度。并观察气泡变化。 3. 效仿晶体熔化图像，绘制出水沸腾时温度与时间关系图像。根据图像，总结水沸腾前后，其温度随时间变化的特点。 【视频欣赏】 从液体到气体 2 时间/min 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 ······ 温度/℃ 90 92 94 96 98 100 100 100 100 【实验记录】 时间/min 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 90 95 100 105 4.0 温度/℃ B C A AB段（沸腾前）：水吸热，温度不断升高。 BC段（沸腾中）：水吸热，温度保持不变。 沸点 【实验图像】 水沸膀时虽然吸热但温度保持不变， 液体沸腾时的温度称为沸点。 不同的液体沸点一般不同。 从液体到气体 2 【实验结论】 ①水在加热过程中，在沸腾前，温度不断升高； ②在沸腾时，继续对水加热，水的温度保持不变，但要用酒精灯持续加热，说明在沸腾的过程中不断吸热。 从液体到气体 2 【实验现象回顾】 沸腾前 沸腾后 　　水沸腾前，气泡由大变小，水沸腾时，在水中有大量气泡产生，这些气泡上升、变大，到达水面破裂放出气泡中的水蒸气。 【视频欣赏】 从液体到气体 2 ①实验中怎样才能既节约能源又节省时间？ ·加盖子，可以防止热量散失。 ·选择温度适当高一些的水来加热。 ·水量适中。 ②怎样使用酒精灯？ ·用外焰。 ·不能用一只酒精灯引燃另一只酒精灯。 ·熄灭火焰不能用嘴吹，要用灯帽盖灭。 【注意事项】 从液体到气体 2 归纳总结 ①沸腾：在液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象。 ②液体沸腾时特点：液体沸腾时吸热，温度保持不变。 ③液体沸腾的条件：达到沸点，继续吸热。 各种液体沸腾时都有确定的温度，这个温度叫做沸点。 从液体到气体 2 液体的沸点总是一样的吗？ 水的沸点与气压的关系 气压/标准大气压 0.5 1.0 2.0 2.0 10 沸点/℃ 81 100 121 152 179 【视频欣赏】 液体的沸点高低与液面上的气压高低有关。 气压越高，液体的沸点越高; 气压越低，液体的沸点越低。 从液体到气体 2 几种液体的沸点（标准大气压） 液体 沸点/℃ 液体 沸点/℃ 液体 沸点/℃ 液态铁 2750 甲苯 111 液态氧 -183 液态铅 1740 水 100 液态氮 -196 水银 357 酒精 78 液态氢 -253 亚麻仁油 287 液态氨 -33.4 液态氦 -268.9 1.能否用酒精温度计测量沸水的温度? 2.测量沸水的温度用什么物质作测温液体比较好? 不能 水银 从液体到气体 2 蒸发和沸腾的分子运动模型 在液体表面，某些能量较大的分子能克服液体内其他分子的束缚而“飞离”液体表面，这就是蒸发。 沸腾时，有一些分子由于获得足够的能量，摆脱其他分子的束缚，进入液体内部的小气泡中，从而使小气泡逐渐变大并上升到液面，气泡破裂，其中的水蒸气“飞”，到空气中。 蒸发 沸腾 从液体到气体 2 蒸发和沸腾的异同点 蒸发 沸腾 相同点 不同点 温度条件 发生部位 剧烈程度 都是汽化现象，都需要吸热 在任何温度下均可发生 达到沸点时才能发生 只在液体表面进行 同时在液体表面和内部 缓慢、平和 剧烈 从气体到液体 3 北方的冬天，可以看到户外的人不断呼出“白气”。 呼出的水蒸气遇到冷空气凝结成的小雾滴。 室内空气中的水蒸气遇到冷镜片凝结成的小水珠。 寒冷的室外进入温暖的室内，眼镜镜片会蒙上一层水雾。 清晨，人们有时会看到路边的草或树叶上结有露珠。 空气中的水蒸气遇冷凝结成的小水滴。 液态 气态 液化 从气体到液体 3 液化 1.定义：物质从气态变为液态的过程叫做液化。 液态 气态 液化 空气中的水蒸气到了夜晚因温度降低发生凝结，形成细微的水滴悬浮在空中，这便是雾。 “白气”是高温水蒸气遇冷凝结后悬浮在空气中的小水珠。 从气体到液体 3 　　因对低温下物体性质的研究，尤其是液态氢的制成，卡末林·昂内斯于1913年被授予诺贝尔物理学奖。 　　在很低的温度下，空气也能变成液体为了实现空气的液化，科学家们经历了100多年的探索。现代科技已经可以把所有的气体液化。 空气液化 法拉第——液化氯 盖勒德和毕克特——液化氧 林德、汉普逊——液氧和液氮 杜瓦——液化氢 昂内斯——液化氦 从气体到液体 3 　　水沸腾时，水壶内的高温水蒸气从壶内喷出上升，在上升过程中，遇到温度较低的空气后，液化成小水珠，从而形成“白气”。 烧水时，在最靠近壶嘴的地方反而不出现“白气”，为什么？ 水蒸气是气态，人眼看不到，看到的“白气”是液体。 从气体到液体 3 2.气体液化的方法 ①降低温度 ②压缩气体体积 　　大量实验表明，所有气体在温度降到足够低时都可以液化。另外，在一定的温度下，压缩气体的体积，体积缩小后，气态分子间距离缩短，最后达到形成液态的要求，也可以使气体本液化。 气体液化的方法 从气体到液体 3 将气体液化的最大好处是体积缩小，便于储存和运输。 4.压缩体积使气体液化的应用 石油加工时产生的可燃气体液化后储存在钢瓶内的，称做液化石油气。 打火机使用的燃料，主要由丙烷和丁烷组成，以液态形式储存在打火机容器内。 火箭中用做燃料和助燃剂的氢和氧，都是以液体状态装在火箭里的。 物态变化中的吸热和放热 4 物态变化中的吸热和放热 　　固体熔化过程中，要不断吸收热量；液体凝固过程中，要不断放出热量。液体在蒸发和沸腾过程中吸热，那么气体在液化时的能量变化呢? 【视频欣赏】气体液化时需要放热。 物态变化过程总伴随着能量的变化：液体在汽化过程中_____热量气体在液化过程中_____热量。 吸收 释放 从气体到液体 3 水蒸气和开水温度虽然差不多，但是水蒸气液化成1000C的水后，继续放出大量的热。 烧水做饭时，水蒸气引起的烫伤往往比开水烫伤更严重，这是为什么呢？ 物态变化中的吸热和放热 4 　　液体不仅在沸腾过程中吸热，在蒸发过程中也吸收热量，可以使液体和它周围的环境温度下降电冰箱就是利用这个原理制成的，海洋中的水，吸热蒸发，形成水蒸气，并带走大量能量。水蒸气进入大气后，聚集为小液滴或小冰晶形成云（液化），并释放能量，这是大气能量的一个重要来源。大气有了充足的能量，就可能形成剧烈的天气现象，如雷电、暴雨、台风等。 龙卷风、雷电是大气能量不断积累后的急剧释放 物态变化中的吸热和放热 4 青藏铁路—可可西里冻土区 热棒：在路基下设有5米深，整个棒体中空，里面灌装有液态氨。装在热棒下端的液态氨在温度升高时会汽化，从路基内部吸热，使路基温度降低，路基温度保持在一个较低的温度，不至使路基中的冰融化，冻土变得松软不牢固。 汽化和液化的应用 课堂练习 5 1. 生活中常有“扬汤止沸”和“釜底抽薪”的说法．“扬汤止沸”是指把锅里沸腾的水舀起来再倒回去．“釜底抽薪”是指从锅下抽掉燃着的木柴，应用热学知识分析下列说法正确的是 ( ) A．“扬汤止沸”和“釜底抽薪”都只能暂时止沸 B．“扬汤止沸”和“釜底抽薪”都能彻底止沸 C．“扬汤止沸”只能暂时止沸，“釜底抽薪”能彻底止沸 D．“扬汤止沸”能彻底止沸，“釜底抽薪”只能暂时止沸 C 课堂练习 5 2.端午节是我国的传统节日，赛龙舟、吃粽子也成为人们过节的重要习俗．小彤看见妈妈在家煮粽子时，锅中水沸腾后改用“小火”继续煮．针对这种做法，下列说法正确的是( ) A．改用“小火”可以提高水的沸点，能更快地将粽子煮熟 B．用“大火”可使水沸腾更剧烈，沸点升高，不应该改用“小火” C．水沸腾后，改用“小火”，水温升高较慢，锅中水不易被烧干 D．水沸腾后，用“大火”或“小火”煮，水温都不变，用“小火”煮可节能 D 课堂练习 5 3.生活中我们常看到“白气”，下列有关“白气”形成的说法中正确的是（　　） A．夏天从冰箱取出的冰棍周围冒“白气”，这是冰棍凝华成的水蒸气 B．文艺演出时舞台上经常释放“白气”，这是干冰升华吸热，使空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水珠 C．冬天水烧开后壶嘴处喷出“白气”，这是壶嘴喷出的水蒸气 D．深秋清晨的河面上经常出现“白气”，这是河水蒸发出的水蒸气 B 课堂练习 5 4. 我国劳动人民在生产生活中创造性运用物理知识。对图中所蕴含物理知识的解说错误的是（　　） A．自制简易冰箱利用蒸发吸热来保存食物 B．把鱼埋在冰粒中利用了冰温度较低且熔化吸热来保鲜鱼 C．北方冬天在菜窖里放几桶水是利用水凝固吸热来保存蔬菜 D．新疆坎儿井利用地下水管引水，减少水在输送过程中的蒸发 C 从液体到气体——汽化 课堂小结 6 汽化和液化 蒸发 沸腾 概念 影响因素 特点 概念 影响因素 特点 从气体到液体——液化 液化定义 液化方式 降低温度 压缩体积 能量变化 汽化吸热 液化放热 发展空间 7 认识电冰箱的工作原理 　　液体蒸发过程吸收热量，使同围环境温度下降，这正是电冰箱的工作原理。电冰箱的制冷系统由蒸发器、压缩机、冷凝器等部分组成，制冷剂一般为R600a(C1H10)。 　　电冰箱的工作循环分为四个过程：(1)制冷剂在蒸发器中变为蒸气，蒸发吸热，使冷冻室温度降低。(2)压缩机将制冷剂的蒸气压缩，蒸气温度升高。(3)高温、高压的蒸气进入冷凝器，通过散热装置将热传给外界空气，蒸气冷却并液化。(4)液化后的制冷剂通过过滤器和毛细管进入蒸发器。如此循环，冰箱将持续制冷。 家庭实验室 发展空间 7 　　利用蒸发制冷，我们可以自制一个如图所示的简易“冰箱”。水通过毛巾从铁皮箱上面的水盆渗到下面的水盆中，毛巾上的水慢慢蒸发，通过铁皮吸收箱内的热量，使箱内温度降低，同学们动手试试吧。 自制简易冰箱 简易“冰箱” 发展空间 7 热管 　　人造卫星在太空中飞行，那里几乎没有空气，向阳面与背阴面之间的温度相差巨大。通过热管可以把高温部分的热量迅速传递到低温部分，使卫星各部分温度基本均匀，保证设备正常工作。 　　热管是一根密封的真空金属管，管内衬有一层吸液芯多孔材料，里面装有酒精或其他液体。当热管的热端受热时，吸液芯里的液体吸收热量，变成蒸气。蒸气即在管子里跑到冷端，在管壁上遇冷，放出热量，液化成液态。冷凝后的液体通过吸液芯，又回到热端。这一过程会循环进行，不断地将热量从热端带向冷端，所以热管有很强的传热本领。 热端 冷端 热管的原理示意图 吸液芯 物理在线 Lavf58.20.100 $$