专题03 物态变化（考点串讲）-2024-2025学年八年级物理下学期期末考点大串讲（沪科版（五四制）2024）

沪科版（五·四学制） 八年级下学期 期末考点大串讲 专题03 物态变化 01 02 03 04 05 CONTENTS 熔化和凝固 温度 汽化和液化 升华和凝华 PART ONE 温度 三个盆分别装有冷水、温水和热水，先将两手分别浸入热水和冷水中，再将两手一起浸入温水中，两手的感觉是怎样的？ 自主活动 从冷水浸入温水的手感觉温水热，从热水浸入温水的手会感觉温水冷。‌‌ 通过上述活动，我们知道凭感觉判断冷热有时并不准确。因此，我们引入温度这一物理量来表示物体的冷热程度。 生活中常用的是摄氏温度，用 t 表示，它的单位是摄氏度，符号是 ℃。 温度 我们可以用温度计测量物体的温度。图 9-1-2 是一种常见的液体温度计，它是利用液体热胀冷缩的性质来测量温度的。液体温度计里常装有酒精、煤油等。 常用温度计的基本构造： 玻璃泡：里面是测温液体（水银、酒精、煤油等） 刻度 细玻璃管 C（刻度方法）或℃（单位） 玻璃外壳 温度计的原理及构造 1.摄氏温度的刻度方法： 为了准确地读出温度，必须确定温度计上的刻度。摄氏温度是这样规定的：取 1 个标准大气压下冰水混合物的温度为 0 ℃，沸水的温度为 100 ℃。然后在 0 ℃ 和 100 ℃ 之间分成 100 等份，每一等份即为 1 ℃ 。0 ～ 100 ℃ 范围以外也 按照同样的分度大小扩展。 标准大气压的下冰水混合物 0℃ 标准大气压下沸水 100℃ 0℃ 0℃ 100℃ 每份是1℃ 摄氏温度的刻度方法 2.摄氏温度的写法、读法： （1）在书写摄氏温标时，0摄氏度以下的温度，在数字的前面加“-” 号，北京一月份的平均气温是“-4.7℃”，读作“零下4.7摄氏度”或“负4.7摄氏度”。 0摄氏度以上的温度，省略数字前面的“+”号，例如，人的正常体温（口腔温度）是“37℃”，读作“37摄氏度”； (2) 摄氏温度的读法中容易出现错误，如“37℃”读成“摄氏37度”或者读成“37度”。 你知道自然界一些常见的温度吗？ 例如，人的正常体温 大约是 37 ℃; 我国东北地区冬天的极端气温可低至 -50 ℃,读作零下 50 摄氏度。 物质的不少物理性质都会随温度变化而变化，根据这些变化的规律可以制作各种温度计。 图 9-1-4 所示的温度计是根据被测物体发出的 热辐射来测定物体表面的温度。这种温度计不需 要与被测物体接触就可以测量被测物体的温度。 图 9-1-1 的热成像照片就是利用这个原理拍摄的，图中的不同颜色对应着不同的表面温度。在工业生产和科学研究中也常用温度传感器测量物体的温度。 专门用于测量人体温度的温度计称为体温计，常见的体温计有液体体温计、电子体温计（图 9-1-5）。液体体温计内装有汞，因其测量准确、稳定性高、价格低廉而得到了长期广泛的使用，但由于人们越来越重视汞的危害，我国已明确规定将从 2026 年1月1 日开始禁止生产含汞体温计。 1.用途：测量人体的温度. 2.量程：35℃～42℃ 3.分度值：0.1℃ 缩口 4.特殊结构：玻璃泡和玻璃管间有非常细的弯曲缩口 5.缩口的作用：当体温计离开人体时,水银柱就在缩口处断开,使直管中水银不能退回玻璃泡内。 6.使用：使用前应用力向下甩，让直管中的水银流回玻璃泡中。体温计可以离开人体读数。 *体温计 如果所测的温度过高或过低，超出了温度计所能测量的最高温度、最低温度，会出现什么后果？ 议 归纳：如果所测的温度过高,超出温度计的量程,将测不出温度,超出太多,温度计里的液体可能将温度计胀破;如果所测的温度过低,低于温度计的最低温度,将测不出温度。 观察实验室使用的液体温度计，其测温范围是多少？分度值是多少？单位是什么？ ①会选 使用常见温度计的正确方法 使用液体温度计测量液体温度时，应将温度计的玻璃泡完全浸没在被测液体中，玻璃泡不能接触容器壁和容器的底部，如图（a）所示。 待液体温度计内液柱的液面稳定时读数。读数时，温度计的玻璃泡不要离开被测液体，且视线应平视温度计内的液面， 如图（b）所示。 （a）玻璃泡浸没在被测液体中 （b）视线与温度计液柱上表面相平 ②会放 ③会读 记录数据时，首先要确定零刻线的位置。 26℃ -14℃ 零刻度线 零刻度线 练习读一读： 温度计的示数 观察液面,根据液面在零刻线以上还是以下来读数，并记作零上或零下多少摄氏度。 ④会记 科学研究中常用的是热力学温度，用字母 T 表示。在国际单位制中， 热力学温度的基本单位是开尔文，符号是 K。热力学温度与摄氏温度之间的换算关系是 T= 273.15 + t 热力学温度的 0 K 称为“绝对零度”。研究表明，0 K 是不可能达到的。 约 138 亿年前，宇宙刚刚开始形成，它的温度约为 1032K。随着宇宙的膨胀，它逐渐冷却，现在宇宙的平均温度约为3K。地球上的平均温度比宇 宙的平均温度高，这是因为地球离太阳较近且有大气层包裹。如果没有太阳，地球也将处于3K左右，地球生命也就不可能存在了。 拓展视野 温度常常会对日常生活中的一些现象产生影响。 在一杯冷水和一杯热水中分别滴入一滴蓝墨水，如图 9-1-6 所示， 观察发生的现象。 自主活动 热水中的蓝墨水比冷水中的扩散得更快。 常见的物质是由大量分子、原子构成的，分子都在不停地做无规则运动。蓝墨水在水中散开是一种扩散现象，它是由分子的无规则运动导致的。 日常生活中，有许多扩散现象的例子。你闻到花香， 就是芳香分子进入了你的鼻子；外壳完好的鸭蛋，浸入盐水里一段时间后，里面都变咸了，那是因为食盐分子进入了鸭蛋内部。 热水中的蓝墨水比冷水中的扩散得更快，说明温度越高，扩散越快，分子运动越剧烈。 分子在不停地运动，但组成固体或液体的分子却不会飞散开，总是聚集在一起保持一定的体积，是因为分子间存在着相互作用力。花瓣下方有时会挂着露珠（图 9-1-7），这是分子间存在引力的体现。如图 9-1-8 所示，木块不易被压缩，它是分子间存在斥力的反映。 这就是分子动理论的初步知识。分子运动受到分子间相互作用力的影响。温度反映了分子运动剧烈程度，温度越高，分子运动越剧烈。正是因为这种关系，分子无规则运动也称为分子热运动。 PART TWO 汽化和液化 1．汽化：物理学中，把物质从液态变为气态的过程叫做汽化。 2．液化：物理学中，把物质从气态变成液态的过程叫做液化。 汽化的两种方式：沸腾和蒸发。 汽化和液化 图 9-2-1 中，水烧开时产生大量气泡。这种在液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象，叫做沸腾。 你认真观察过水的沸腾吗？水在沸腾时有什么特征？ 学生实验 探究水在沸腾前后温度变化的特点 提出问题 锅里的水烧开后持续加热，沸腾前后水的温度_____________。如何用实验验证你的猜想？ 现有以下器材可供选择： 水、烧杯、温度传感器及配套器材、天平、 酒精灯、铁架台、陶土网。 本实验无需使用的器材是 _____________。 。 搜集证据 不断上升，直至保持不变 天平 如图 9-2-2 所示，将水倒入烧杯，固定温度传感器，使___________________完全浸入水中，用酒精灯加热烧杯中的水直至沸腾。 根据温度传感器测得的数据，绘制_____________关系曲线，记录并观察水在沸腾前后温 度的变化规律。 温度传感器探头 时间—温度 实验数据: 时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 ...... 温度/℃ 90 92 94 96 98 100 100 100 100 100 根据记录的温度值，作出水的温度—时间关系曲线: 归纳分析： ①水沸腾前，气泡上升过程中逐渐变小，未到液面就消失了；沸腾时，气泡上升、变大，到水面破裂，将气泡内的水蒸气散发到空气中。 ②由温度—时间图像可以看出：沸腾前，水的温度不断上升；沸腾时水的温度保持不变。实验中，水沸腾时的温度是100℃ 。 ③停止加热，水不能继续沸腾。可见，沸腾过程中需要吸热。 实验结论 ②分析温度—时间图像可知：沸腾前水的温度不断升高；沸腾过程中，继续加热，但温度几乎保持不变。停止加热，沸腾立即停止，这说明要维持沸腾状态，需要继续吸热。 ①水沸腾时，液体内部有大量气泡产生，气泡上升过程中迅速变大，至水面快速破裂。 说明沸腾是在液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象。 大量实验表明，水的温度在沸腾前持续上升，沸腾过程中始终保持不变。水在沸腾过程中，虽然温度保持不变，但需要用酒精灯持续加热，说明水在沸腾过程中不断吸热。 液体沸腾的条件：温度达到沸点，且不断吸热。 注：实验水最后沸腾的温度不一定是100℃，因为不同地点气压可能不一致。 液体在沸腾过程中都保持一定的温度，这个温度叫做沸点。不同的液体，沸点不同。 用注射器吸入适量 80 ℃ 左右的水，用牙签或橡皮泥将注射口堵住，然后用力向外拉动活塞（图 9-2-4），观察注射器中的水， 你看到了什么现象？如何解释这种现象？ 自主活动 通过上述活动发现，压强也会影响沸腾过程。液体上方的压强越大，沸点越高。大气压强随着海拔高度的增大而减小，海拔每升高 300 m， 纯水的沸点大约要下降 1 ℃。在海拔很高的地方，水的沸点会远低于 100 ℃ ,导致食物难以煮熟，所以在那些地方要用高压锅烹煮食物。 注射器中的水沸腾了。 ①蒸发是在任何温度下都能发生的汽化现象； ②蒸发只发生在液体的表面； ③蒸发会吸热，有制冷作用。 蒸发的特点： 思考：生活中还有哪些经验能支持你的结论？ 只在液体表面发生的汽化现象叫做蒸发。 手上擦上酒精后，擦酒精的位置会觉得凉，这是因为酒精蒸发过程中从手上吸热。 阳光下比阴天干得快 展开比折叠时干得快 有风比无风干得快 影响蒸发快慢的因素 观察下面三图，思考影响蒸发快慢的因素有哪些？ 影响蒸发快慢的因素很多。①液体的温度越高，②表面积越大，③液面附近空气流通越快，蒸发就越快。 萦绕在山峰之间的云雾、花瓣上的露珠等，都是水蒸气液化的结果。   云雾   露珠 液化 液化是汽化的逆过程。 与汽化过程吸热相反，液化过程会放热。例如，烧开水时，壶嘴处的水蒸气除了温度高，其液化时也会放出大量的热，因此被水蒸气烫伤比被开水烫伤更严重。 液化放出大量热的利与弊： ①利：液化时放出大量热可以煮熟食物 ②弊：造成烫伤，如水蒸气烫伤； 另外，液氮烫伤属于汽化带来的烫伤。 近年来，安全性高、排气污染小的天然气得到了越来越普遍的使用。天然气液化后的体积大大减小，便于运输和储存。液化天然气可用专用船或油罐车运输和储存，从而可将天然气输送到 管道无法到达的地方。液化天然气在运抵目的地被重新汽化，并通过管道输送至配送公司、工业用户和发电厂。利用液化天然气汽化过程中 要大量吸热这一特征，还可以用于干冰制造、食品冷冻、海水淡化等多种需要低温的地方。 火箭 利用不同液体具有不同沸点这一性质可以分离混合在一起的不同种类液体，利用汽化可以将液体与溶解在其中的物质分离。 工业制氧技术就充分利用了不同液体的沸点差异。由于空气中含有约 21% 的氧气，是一种成本很低而又很容易得到的制氧原料。在制氧过程中，先通过降温和加压使空气液化，然后再适当升温。由于液态氮的沸点比液态氧的沸点低，因此液态氮先发生汽化，剩下的就主要是液态氧了。 现代的废水处理技术利用了汽化原理。用蒸发器将废水中的水转 变为水蒸气，留下沸点较高的污物，一方面可以减少需要运转的废物量， 另一方面也可从废水中回收有用的副产品。 STSE PART THREE 熔化和凝固 1.熔化：物质由固态变为液态的过程。物质在熔化时吸热。 冰熔化成水 蜡熔化 巧克力熔化 熔化 将海波（硫代硫酸钠晶体）放入试管中，把温度传感器插入其中，并将试管放入远红外加热器中（图 9-3-2）。启动远红外加热器，直至试管中的海波完全熔化成液体。用石蜡重复上述实验。 持续观察物质的状态变化，并比较两次实验中计算机采集的温度随时间变化的图像。 自主活动 探究海波熔化的特点 实验发现，海波在熔化过程中温度保持不变，完全熔化后温度才继续升高。 对于海波这类固体而言，只有被加热到某一确定温度时，熔化才开始发生。物质在熔化过程中吸热，但温度保持不变，这个温度叫做熔点。 具有熔点的固体叫做晶体。晶体达到熔点后继续吸热，就会变成液体。晶体熔化时温度的变化曲线如图 9-3-3 所示。 石蜡、黄油、巧克力等持续受热将不断软化，并呈现出流动性，最后完全熔化成液体。在此过程中，它们的温度不断升高。这类没有熔点的固体叫做非晶体。玻璃也是一种典型的非晶体，各种形状的玻璃制品，就是利用玻璃在熔化 过程中逐渐软化的特点制作的（图 9-3-4 ）。 寒冬，河面的冰，屋檐下挂着的冰锥，是水遇冷形成的。物理学上，把物质从液态变成固态的过程叫做凝固。物质在凝固时放热。 熔化成液态的晶体在温度降至熔点后会重新凝固，凝固过程中物质不断放热但温度保持不变，物质呈固、液共存的状态，直至完全凝固。 所以，晶体的凝固点与它的熔点相同。 晶体凝固时温度的变化曲线如右图所示，我们可以与晶体熔化时温度的变化曲线（如图 9-3-3 所示）一起分析。 凝固 非晶体既没有熔点，也没有凝固点，在凝固过程中温度不断下降。凝固是熔化的逆过程。 人类很久以前就学会了利用物质的熔化和凝固来制作各种生产生活用品。我国自夏朝末期至秦汉时期制作的青铜器，就是将熔化的合金浇 注入模具里凝固成器，脱模后清理、打磨而制成的。商周时期的三羊尊（图 9-3-5）等青铜铸件说明我国人民很早就掌握了精湛的铸造技艺。 t温/℃ t/min A B C D 非晶体的熔化图象 t温/℃ 晶体的熔化图象 晶体、非晶体熔化、凝固图像对比分析 晶体凝固的图象 t温/℃ t/min A B C D 非晶体凝固的图象 t温/℃ t/min 固 体 相 同 点 不 同 点 熔 点 温度变化 图象 熔化条件 晶体 熔化吸热凝固放热 有 熔化和凝固过程中温度不变 达到熔点继续吸热 非晶体 没有 熔化过程中温度上升凝固过程下降 继续吸热 熔点 固液共存状态，温度不变。 时间 时间 温度 温度 液体降温过程 液体凝固过程 固体降温过程 液体升温过程 时间 时间 温度 温度 非晶体熔化图像 晶体凝固图像 非晶体凝固图像 晶体熔化图像 ①熔化吸热，( 对外界 )有致冷作用 冰饮解暑 （a）食品冷冻保鲜 （b）冰敷受伤部位 超市用冰来冷冻保鲜食品；病人受伤部位可以用冰袋来冷敷；夏天喝冰饮降温解暑。 熔化、凝固的应用 （c）糖塑 （d）将熔融状态的玻璃制成玻璃制品 ②凝固成型，制成生活模具品和工艺品。 熔化的麦芽糖被手工艺人塑造成千姿百态的造型；工厂将玻璃加 热到熔融状态，然后用它制作各种玻璃制品。 ③凝固放热，( 对外界 )有保温保暖作用。 北方，冬天在菜窖里放水的原因是：水凝固放热对菜窖有保温保暖作用。 PART FOUR 升华和凝华 冬天，背阴处的积雪会慢慢减少 衣柜中的樟脑丸变小 升华 固体空气清新剂变小 在上述现象中，物质都由固态变成了气态。物理学中，把物质跳过液态，从固态直接变为气态的过程叫做升华。升华过程需要吸热。 寒冷的夜间，水蒸气遇冷凝华，在植物上形成小冰晶，那就是霜（图 9-4-4）。刚从冰箱里拿出来的棒冰上的一层“白霜”、空中飘下的雪花，也都是空气中的水蒸气凝华而成的。 凝华 雪花 上述现象中，物质都由气态变成了固态。 物质从气态直接变成固态的过程叫做凝华。 注意：当温度高的气体遇到极冷的物体时，凝华生成物会在温度高的气体一侧。 冬天，教室窗玻璃上的“冰花”，是教室内空气中的水蒸气遇到极冷的玻璃变成小冰晶附着在玻璃内侧形成的。 物质从气态直接变成固态的过程叫做凝华，是升华的逆过程。凝华过程会放热。升华和凝华是固态与气态之间的转变。 小结 如图所示，密封的锤形玻璃泡内装有少量碘颗粒，烧杯中加入热水，将试管放入烧杯中加热。当紫红色的碘蒸气弥漫于玻璃泡内的空间时停止加热，观察冷却过程 中碘的状态变化。 加热升华 加热时 观察“碘锤”实验 点击播放 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。 固 气 吸 放 固 气 固 在整个过程中，没有观察到液态的碘。 物质升华需要吸热 ，凝华则会放热。 升华和凝华的应用： 干冰： 干冰是在一个大气压下以－78.5oC存在的固体二氧化碳。在常温下可以直接变成二氧化碳气体。干冰升华时吸收大量的热。可用干冰能进行人工降雨、制造舞台烟雾、为食物保鲜等. 升华和凝华的应用 人们利用干冰人工降雨的过程是，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_______，从而使云层中的水蒸气遇冷 成小滴或者直接_______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 液化 （1）人工降雨： （2）舞台烟雾： 舞台上喷出的粉状干冰瞬间 ，从周围吸热，导致温度下降，周围空气中的水蒸气遇冷 成小水珠，即我们所见到白雾。 升华 液化 舞台烟雾机 舞台上的“云雾” （3）制冷防腐 当用火车运载鲜鱼时，干冰守卫在鲜鱼的旁边，起制冷防腐的作用．干冰外表像冰，作为防腐剂，它比冰优越得多。干冰不会像冰那样变成液体，它全部 ，四周干干净净。干冰冷却的温度比冰低得多，而且干冰升华后产生的二氧化碳气体，能抑制细菌的繁殖生长。 升华 食品工业中的冷冻干燥技术是先冷冻食材， 然后降低压强将其中的水从固态升华为气态。这样制成的冻干食品（图 9-4-3）可以最大限度地保持食材的品质和形状，并且可长期保存。现代 冻干技术在制药行业和疫苗生产领域也发挥了重大作用，它保证了医药制品结构的完整性以及长期保存的可能性。 （4）冻干食品 在印刷行业中，染料升华印刷技术将染料先升华为气态，再凝华到印刷的材料上。利用这种 技术印刷的图案不易脱落变形，而且印刷过程非常迅速，不产生任何废水排放。 （5）染料印刷 （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. 物质的三态变化 水循环 地球上的水循环始于约 38 亿年前，来自太阳的能量为水循环提供了动力，地球的引力则阻止了大气中的水离开地球，从而最终形成了现在 地球上稳定的水循环。整个地球水循环过程可以大致分为四个阶段（图 9-4-5 ）。 河流、湖泊、海洋和地表的水会蒸发形成水蒸气，水蒸气上升到大气中。也有少量雪和冰通过升华直接转变为水蒸气。空气中的水蒸气在上升过程中冷却液化，变回液态水，形成了云。有少量水蒸气通过凝华形成霜。当云层变得越来越厚重时，在地球引力作用下，水以雨（或雪）的形式落回地球。大部分雪和冰熔化成水，大部分雨滴落在海洋中。落在陆地上的雨滴流入河流和湖泊，再度汇入海洋。在这个过程中，也会有一部分水渗透到土壤中，作为地下水存在于地下。 地球表面的这些水继续蒸发，循环再次开始. 虽然地球上 70% 以上的面积被水覆盖，但其中只有 3% 是淡水，其余都是咸水。不仅如此，我们比较容易获得的地表淡水仅占所有淡水 的 1%，绝大部分淡水蕴藏在冰川、雪原、地下的土壤和岩石中（图 9-4-7）。而且，可用的地 表淡水在世界各地的分布很不均衡，世界上大约五分之一的人口生活在缺水地区，难以获得清洁的生活用水。由于人口增长、城市化和工业化、 全球变暖导致的气候变化和过度用水、污染等问题，世界上越来越多的地区和国家都面临着水资源短缺的危机。水资源危机会带来农业、环境、 安全等各方面的问题。目前，世界各国都意识到了水资源危机的严重后果，并开始采取行动，提出越来越多的解决方案，例如废水再利用、密切 监测地下水水位等。我国在推进水资源集约节约 利用方面正在作出积极的努力。 感谢观看 THANK YOU FOR WATCHING Lavf58.9.100 $$