第三节 探究：汽化与液化（导学案）物理沪科版2024九年级全一册

第三节 液化与汽化 （导学案） 【学习目标】 1. 能完成“探究水在沸腾前后温度变化的特点”的实验； 2. 能根据实验数据及图像得出结论，能按要求完成实验报告； 3. 知道汽化与液化，知道物质的沸点，能运用汽化与液化过程中的吸热和放热特点说明自然界和生活中的有关现象。 【学习重点】 1. 通过对实验的观察分析总结出沸腾的特点及温度变化规律。 2. 了解影响蒸发快慢的因素。 【学习难点】 能够分析液体沸腾图像的物理意义及根据图像表述液体沸腾的特点 【自主预习】 阅读教材，完成以下问题： 一、汽化和液化​ (1) 汽化：物质从____态变为____态的过程叫汽化。物质的汽化有____和____两种方式。​ (2) 液化：物质从____态变为____态的过程叫液化。​ 二、沸腾​ (1) 定义：沸腾是在一定温度下，液体的____和____同时发生的剧烈的汽化现象。​ (2) 沸点：液体沸腾过程中____热量，温度____，这个温度叫沸点。不同液体的沸点一般____。​ 注：液体的沸点跟气压有关，气压越高沸点越高，气压越低沸点越低。​ (3) 液体沸腾的条件是：温度达到____，继续____热量。​ 三、蒸发​ (1) 定义：只在液体____发生的汽化现象。​ (2) 影响因素：液体温度越____、液体表面积越____、液体表面空气流动速度越____，液体蒸发就越快。 四、液化 （1）定义：物质从____态变为____态的过程称为液化，液化是汽化的相反过程，液化过程要____热。 （2）液化的两种方式： ①所有气体在____时都可以液化。 ②在一定温度下，压缩气体的____可以使气体液化。 （3）生活中的液化现象：生活中的露珠、雾、“白气” 等现象都是空气中的水蒸气____形成的。 【课堂探究】 探究一、探究水在沸腾前后温度变化的特点 【实验目的】 （1）观察水沸腾时的气泡变化、声音变化和水面状态等物理现象； （2）通过数据分析探究水在沸腾前后的温度变化规律； （3）理解沸腾现象的本质（持续吸热、温度不变）。 【实验器材】 铁架台、酒精灯、温度计、火柴、烧杯、水、有孔的盖子、陶土网和秒表。 【实验设计】 学生根据课本P14图13-21进行对实验进行设计以及完成实验器材的组装 关键调整： · 器材组装顺序 。  · 温度计液泡完全浸没且 · 酒精灯 对准烧杯底部中央 · 盖孔留缝隙避免 · 用热水做实验，可以 。  【实验步骤】 （1）根据图13-21按顺序安装好器材，向烧杯中倒入适量的水。 （2）点燃酒精灯加热水，观察烧杯中水的状态变化情况和温度计示数的变化。当水温接近90 ℃时，每隔0.5 min将水的温度记录在设计的表格中，直到水持续沸腾几分钟为止。 时间/min 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 温度/℃ （3）根据记录的数据，在坐标纸上以温度为纵坐标、时间为横坐标建立坐 标系，并在坐标系中描出各点，再将这些点用平滑曲线连接起来。 【实验结论】 在学生做完实验，小组成员间甚至是小组间充分讨论交流后汇报实验结论 （1）水沸腾时有大量气泡产生，且气泡越往上越大，升至水面后破裂消失。 （2）分析实验数据和图像，发现水 ；达到一定温度时水沸腾，水沸腾时，温度 。 【反思交流】 （1）水在沸腾过程中需要吸收热量吗?为什么? 老师指导学生阅读课本P16“拓展一步”内容并充分交流讨论后尝试回答。 （2）观察烧杯盖子上是否有小水滴，思考它们是从哪里来的。 （3）用纸杯代替烧杯做此实验，能使纸杯中的水沸腾吗? 老师引导学生回顾视频导入环节问题，结合动手实验回答。 （4）加热水至沸腾的时间过长，如何缩短加热时间? 【例题1】某小组同学在做“观察水沸腾”的实验。 (1)小嘉先用温度计测量水的初始温度，如图1甲所示，其中A、B、C中读数正确的是 ；图1乙中所示a、b、c中操作正确的是 ；图1丙中温度计的读数为 ℃。 (2)甲、乙、丙三组同学分别从图2所示的A、B两套器材中任选一套来完成实验（实验室已准备多套A、B装置）。小嘉同学在安装实验器材时，提出了以下两种安装顺序，你认为更合理的方案是　 　。 A．温度计、烧杯、酒精灯 B．酒精灯、烧杯、温度计 (3)若甲、乙两位同学选用的温水质量和温度均相同，酒精灯也相同，在实验中观察到，甲同学的水先沸腾，则甲可能选择的是 （选填“A”或“B”）套装置。 (4)乙、丙两组同学虽然选用的实验装置相同，但水开始沸腾的时刻不同，他们绘制的沸腾图像如图2C所示，得到a、b两种图像的可能原因是 。（写出一条即可） 【答案】(1) B c -21 (2)B (3)B (4)水的质量不同 【详解】（1）[1]温度计读数时，视线应与温度计内液柱的上表面相平，A是俯视，读数会偏大，C是仰视，读数会偏小。正确的是B平视。 [2]使用温度计时，玻璃泡要全部浸没在液体中，不能碰到容器底和容器壁，a中玻璃泡碰到了容器底，b中玻璃泡碰到了容器壁，c中玻璃泡完全浸没在液体中，没有碰到容器底和容器壁。故选c。 [3]图丙中温度计的分度值是1℃，示数越往下越大，即液面在零刻度线以下，读数为-21℃。 （2）因为酒精灯需用外焰加热，所以要先放好酒精灯，根据酒精灯火焰的高度固定铁圈，放置烧杯，再调节温度计的高度，使温度计的玻璃泡全部浸没到液体中，且不能碰到容器壁和容器底。故选B。 （3）甲可能选择的是B套装置。B装置有盖，能减少热量散失，在相同条件下，加热到沸腾所需时间更短，水会先沸腾。 （4）得到a、b两种图像的可能原因是水的质量不同。在装置相同、初温和末温相同的情况下，水的质量越大，吸收的热量越多，需要加热到沸腾的时间就越长。 探究二、沸点 【自主学习】 学生自主阅读课本P14内容及P15表13—2、“科学书屋”部分。找到沸点的概念及影响因素。 【归纳总结】 （1）水在沸腾过程中，虽然继续吸热，但它的温度保持不变，这个温度叫 。不同液体的沸点不同。  （2）在1个标准大气压下水的沸点是 ，即水在100 ℃时开始沸腾，在沸腾过程中温度保持此温度不再升高。水沸腾的另一个条件是需要 。  （3）影响液体沸点的因素有液面气压和其他物质的存在。  （4）通常海拔越高，气压 ，沸点 。 【知识拓展】 水沸腾前后气泡变化为什么不同呢？ 在做水的沸腾实验时，我们可以很明显地观察到，水沸腾前气泡在上升过程中体积变得越来越小（如图b），而水沸腾后气泡在上升过程中体积反而变得越来越大（如图a）。 为什么水沸腾前后气泡的变化会相反呢？ 【例题2】小松用如图1所示装置观察水的沸腾，正确实验并采集数据后，绘制出如图2所示的图像。关于本实验，下列说法正确的是（　　） A．杯口的“白气”是蒸发形成的 B．水沸腾时温度保持不变，这个温度就是水的沸点 C．水在沸腾过程中，温度不变，不需要吸热 D．若增大实验室的大气压强，水的沸点会在图像中的沸点基础上降低 【答案】B 【详解】A．杯口的“白气”是水蒸气遇冷液化形成的小水滴，而不是蒸发形成的，故A错误。 B．水沸腾时的特点是吸收热量，但温度保持不变，这个保持不变的温度就是水的沸点，故B正确； C．水在沸腾过程中，虽然温度不变，但需要持续吸热，若停止加热，水将不再沸腾，因为液体沸腾的条件是温度达到沸点且继续吸热，故C错误； D．液体的沸点和液面的气压有关，气压越大，沸点越高；气压越低，沸点越低。所以若增大实验室的大气压强，水的沸点会在图像中的沸点基础上升高，而不是降低，故D错误。 故选B。 探究三、蒸发及其特点 【自主学习】 学生阅读课本P15~16“汽化及其特点”内容，找到汽化的另一种方式蒸发。 【总结归纳】 （1）蒸发是指液体 只在液体 发生的 汽化现象。蒸发需要 热量。  （2）影响蒸发快慢的因素有:　 。  【例题3】炎热的夏天，开放式的环境无法使用空调设备降温，而喷雾风扇却能发挥较好的降温作用，如图所示，下列说法正确的是（　　） A．喷出的白雾是水蒸气 B．白雾是水蒸气液化形成的，需要吸热 C．喷雾风扇能够降温，主要是因为喷出的水温度低 D．喷雾风扇的降温原理和在中暑病人身上擦拭酒精的降温原理相同 【答案】D 【详解】A．喷出的白雾是小水珠，不是水蒸气，故A错误； B．喷出的白雾是风扇转动时把水滴击打成为非常小的雾滴形成的，故B错误； CD．喷雾风扇能够降温，是喷出的水雾汽化后，吸收热量，达到降温效果，中暑病人身上擦拭酒精，酒精蒸发吸热，可以降温，故D正确，C错误。 故选D。 探究四、蒸发与沸腾的区别和联系 项目 沸腾 蒸发 不 同 点 温度要求 发生部位 有无气泡 剧烈程度 温度变化 影响因素 影响沸点高低因： 影响蒸发快慢因素： 相同点 1. 2. 探究五、液化及其特点 【自主学习】 指导学生阅读课本P17~18“液化及其特点”内容。并交流液化的概念及其特点。并进行举例，帮助学生理解液化的特点。 【归纳总结】 （1）液化：像水蒸气变成水，物质从 变为 的过程称为 。液化是汽化的相反过程。  （2）列举生活或自然界中的液化现象： 提示：雾、露的形成；做饭时，锅上方的白气及锅盖上附着的水珠；从冰箱取出的可乐瓶上有一些小水珠；冬天口内呼出的白气；飞机尾气等。 （3） 和 是液化的两种方法。 【演示实验】 简单液化实验： 实验器材：透明塑料袋、酒精、热水（80℃以上）、线或橡皮筋。 实验步骤： 一 在透明塑料袋中滴入几滴酒精。 二 将塑料袋口拧紧，尽量排尽袋内空气，然后用线或橡皮筋扎紧袋口。 三 将装有酒精的塑料袋放入热水中，观察现象。 四 取出塑料袋，静置一段时间，待其冷却后，再次观察现象。 实验现象： 当塑料袋放入热水中时，可以观察到塑料袋逐渐鼓起，这是因为液态酒精受热汽化，变成气态酒精，使塑料袋内的气体体积增大。 当塑料袋从热水中取出并冷却后，可以观察到塑料袋变瘪，且内壁出现小水珠，这是因为气态酒精遇冷液化，变成液态酒精，同时放出热量，使塑料袋内的气体体积减小。 实验结论： 该实验通过酒精的状态变化直观地展示了液化现象及其特点。液态酒精受热 ，变成 ；气态酒精遇冷 ，变成 ，并 热量。 【拓展知识】学生思考：为什么被100 ℃的水蒸气烫伤，比被100 ℃的水烫伤要严重得多？ 【例题4】下列物态变化属于液化的是（　　） A．湿衣服晾晒后会变干 B．夏季放入饮料中的冰块消失 C．矿泉水放入冰箱冷冻室水结冰 D．从冰箱冷藏室中拿出的西红柿一会表面出现水珠 【答案】D 【详解】A．湿衣服晾晒变干是液态水蒸发变成水蒸气的过程，属于汽化现象，故A不符合题意； B．冰块消失是固态冰融化成液态水的过程，属于熔化现象，故B不符合题意； C．水结冰是液态水凝固成固态冰的过程，属于凝固现象，故C不符合题意； D．从冰箱拿出的西红柿表面出现水珠，是空气中的水蒸气遇冷液化成小水珠的过程，属于典型的液化现象，故D符合题意。 故选D。 【例题5】如图是电影哪吒2中，海水灌入海底炼狱和高温岩浆相触瞬间产生大量“白气”的情景，下列现象中和图中“白气”产生的原因相同的是（　　） A．湖水结成冰 B．露珠的形成 C．钢铁化成“水” D．湿衣服变干 【答案】B 【详解】海水灌入海底炼狱和高温岩浆相触瞬间产生大量“白气”，是液化现象； A．湖水由液体凝固成固态结冰，是凝固现象，故A不符合题意； B．露珠的形成，是空气中水蒸气遇冷后由气态变为液态的液化现象，故B符合题意； C．钢铁化成“水”，是由固态变为气态的熔化现象，故C不符合题意； D．湿衣服变干，是由液态变为气态的汽化现象，故D不符合题意。 故选B。 【归纳整理】 第三节 汽化与液化 【课堂练习】 1．某同学将沸水、冰水和室温水（水温与室温相同）分别装入三个相同的纸杯中，如图所示，一段时间后，以下说法中正确的是（　　） A．甲杯的外壁可能会出现大量小水珠 B．乙杯的内壁可能会出现大量小水珠 C．丙杯的内壁可能会出现大量小水珠 D．内壁或外壁上产生小水珠的原因是相同的 【答案】D 【详解】A．甲杯中装的是沸水，杯内温度高，杯内沸水蒸发产生的水蒸气遇到温度较低的杯壁，会在杯子内壁液化形成小水珠，而不是外壁，故A错误； B．乙杯中装的是冰水，其温度低于室温，杯外空气中的水蒸气遇到温度较低的杯壁，会在外壁液化形成小水珠，乙杯内壁也有可能因杯内空气中的水蒸气遇冷而出现少量小水珠，故B错误； C．丙杯中是室温水，水温与室温相同，杯内外没有明显的温度差，水蒸气不会因遇冷液化，所以杯的内壁和外壁都不会出现小水珠，故C错误； D．内壁产生小水珠是因为杯内高温水蒸气遇冷杯壁液化，外壁产生小水珠是因为杯外高温水蒸气遇冷杯壁液化，都是液化现象，故D正确。 故选D。 2．在探究“冰熔化和水沸腾时温度变化规律”的实验中，分别在烧杯（原来有水）和试管（原来无水）中放入适量的碎冰并各放了一支温度计组成如图甲所示的实验装置。图乙是B温度计示数随时间变化的图像，下列说法正确的是（    ） A．冰是非晶体 B．试管中冰的熔化过程经历了3min C．试管中的水能够沸腾 D．图乙中BC段温度不变说明试管中的物质未吸热 【答案】B 【详解】A．由图乙可知，BC段是冰的熔化过程，吸收热量，温度不变，所以冰是晶体，故A错误； B．由图乙可知，BC段是冰的熔化过程，冰的熔化过程经历的时间4min-1min=3min 故B正确； C．水沸腾需要达到沸点且吸收热量，烧杯中的水沸腾后温度不再升高，导致试管内外没有温差，试管中的水虽然能达到沸点，但是不能继续吸收热量，所以不会沸腾，故C错误； D．由图乙可知，BC段是冰的熔化过程，吸收热量，温度不变，故D错误。 故选B。 3．冬季开暖气的房间很干燥，常需要加湿器加湿。如图，超声波加湿器是用超声波把水打成水雾喷出，从而增加了房间的湿度，房间内有一干湿泡温度计测量湿度（如图）。下列说法正确的是（　　） A．加湿器产生的超声波的频率低于20Hz B．水雾是水被超声波液化形成的 C．干湿泡温度计的示数差别变小 D．干湿泡温度计的示数差别变大 【答案】C 【详解】A．频率高于20000Hz的是超声波，频率低于20Hz的是次声波，加湿器产生的超声波频率高于20000Hz，故A错误； B．水被打成水雾是将水振碎，变为细小的小水滴，故B错误； CD．增加加湿器加湿后，空气的湿度越大，液体蒸发越慢，湿泡温度计的温度降低的越少，因此两个温度计读数的差别越小，故C正确，D错误。 故选C。 4．厨房不仅是加工食材的场所，也是充满物态变化的“实验室”。从冰箱的冷藏室中取出一瓶矿泉水，过一会儿瓶外壁变湿了，这是因为空气中的水蒸气发生了（　　） A．液化 B．熔化 C．凝固 D．汽化 【答案】A 【详解】从冰箱冷藏室取出的矿泉水，瓶外壁变湿，是空气中的水蒸气遇到冷的瓶壁液化成的小水珠，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 5．拿出冰箱中冷藏的饮料，过一会儿发现瓶外壁变得湿漉漉的；再过一段时间，瓶外壁又自己变干了，这个过程中发生的物态变化是（    ） A．先熔化，后升华 B．先汽化，后液化 C．先液化，后升华 D．先液化，后汽化 【答案】D 【详解】当空气中热的水蒸气遇到冷的饮料罐时，放热液化成小水珠附在饮料罐上，故饮料罐的外表面很快变得湿漉漉的。过一段时间后，吸附在饮料罐上的小水珠温度升高，逐渐汽化成气态的水蒸气，所以饮料罐表面又变干了。 故选D。 6．小明在清晨锻炼时发现路边的小草和树叶上结有露珠。查阅资料得知，露珠是空气中的水蒸气遇冷凝结成的小水滴，该过程中发生的物态变化是（　　） A．熔化 B．汽化 C．液化 D．升华 【答案】C 【详解】露珠是空气中的水蒸气遇冷凝结成的小水滴，由气态的水蒸气变成液态的小水滴，所以该过程中发生的物态变化是液化，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 7．如图所示是一位魔术师现场表演“点燃手指”的魔术，有以下三步过程：①手指在酒精中浸一下；②手指在水中浸一下；③“点燃”手指。既能实现魔术效果又能保护手免受烧伤的最合理的操作顺序是 ，水能保护手的原因是 （分析物态变化及其吸放热）。（魔术危险，切勿模仿） 【答案】 ②①③ 汽化吸热 【详解】[1][2]魔术需要实现“手指燃烧”的视觉效果，同时避免手部烧伤。酒精是可燃物，燃烧时产生火焰；水在汽化时会吸收大量热量，可降低手部温度。若直接浸酒精后点燃，火焰会直接接触皮肤导致烧伤，因此需在酒精层与皮肤间增加隔热层。先浸水（步骤②）可使皮肤表面覆盖一层水膜，再浸酒精（步骤①）时，酒精会浮在水层外侧。点燃时，酒精燃烧而水层通过汽化吸热保护皮肤。若顺序颠倒（如先酒精后水），水会冲淡酒精，导致燃烧效果不佳或无法点燃。因此合理顺序为②①③。 8．图所示是《天工开物》中劳动人民给晒干的豆株脱粒的场景。晾晒豆株时要尽量将豆株铺开，这样可以加快 （填物态变化名称），发生此物态变化时物质 （填“吸收”或“放出”）热量。 【答案】 汽化 吸收 【详解】[1][2]晾晒豆株时，要尽量将豆株铺开，增大豆株和空气的接触面积，这样可以加快豆中水分的蒸发，蒸发是缓慢的汽化现象，汽化时豆中的水分吸收热量。 9．在“探究水在沸腾前后温度变化的特点”实验中，小娟用如图甲所示的装置进行了两次实验。 (1)某时刻，温度计的示数如图乙所示，为 ℃；小娟发现水沸腾时，从硬纸板的小孔处冒出一些白气，水蒸气变成白气发生的物态变化是 ； (2)小娟根据实验数据绘制了如图丙所示的图像，由图像可知，水在沸腾过程中，不断吸热，温度 ；两次实验水的初温不同，但用相同的装置加热到沸腾所需的时间相同，是因为第一次水的质量 第二次水的质量（选填“大于”“小于”或“等于”）； (3)生活处处有物理，小娟发现妈妈将饺子放入沸水中时，水停止沸腾，原因是水温 （选填“低于”“高于”或“等于”）水的沸点。 【答案】(1) 96 液化 (2) 保持不变 大于 (3)低于 【详解】（1）[1]乙图中温度计的分度值是1℃，且刻线越往上越大，读数为96℃。 [2]白气是液态的小水珠，是由水蒸气遇冷液化形成的，即水蒸气变成白气发生的物态变化是液化。 （2）[1]据丙图可知，水在沸腾后，继续加热，温度保持不变，故可得水沸腾后的特点是吸收热量，温度不变。 [2]丙图中第一次实验中水的初温高于第二次实验中水的初温，但最后沸腾前所需要加热的时间相同，说明第一次水的质量大于第二次水的质量。 （3）水沸腾的条件有两个，一是到达沸点，二是持续吸热，妈妈将饺子放入沸水中时，会导致水的温度降低，低于水的沸点，因此水停止沸腾。 10．在探究“冰的熔化”和“水的沸腾”实验中，小明用了下面两组实验装置（如图甲、乙所示），根据实验数据绘出了水沸腾时的温度一时间关系图像（如图丙所示）。 (1)为探究“水的沸腾”实验，他应选择的装置是 （选填“甲”或“乙”） (2)在探究水的沸腾实验中，绘出了水沸腾的温度--时间关系图像，如图丙，请你找出丙图中哪段图像是错误的 ； (3)如图丁所示为小明在探究某种物质熔化规律的实验中，根据实验数据画出了温度随时间变化的图像，如图丁所示，根据图像特征回答下列问题：该物质熔化过程共持续了 min; (4)在下图戊中 （填（a）或（b））烧杯中是水沸腾前的气泡情况； (5)a、b两组同学分别进行水沸腾实验，他们根据获得的数据绘制的沸腾图像如图己所示，则a、b图像不同的原因可能是 ； (6)做沸腾实验时，酒精灯外焰温度约为800℃，纸的着火点约为190℃，实验时将烧杯换成纸杯行不行? （填行或不行）。 【答案】(1)乙 (2) (3)6 (4) (5)两组同学实验时所用水的质量不同 (6)行 【详解】（1）在探究“水的沸腾”实验中，需通过烧杯对水直接加热，不能放入试管中加热，所以他应选择图乙所示实验装置。 （2）由“水的沸腾”实验可知，水沸腾时的特点是继续吸热，温度不变，体现在水沸腾的温度时间关系图像中则是一条平行于加热时间轴的直线，故丙图中段图象是错误的。 （3）由图像可知，该物质为晶体，该物质的熔化过程为段，从第开始熔化，至第熔化结束，熔化过程共持续的时间为。 （4）水沸腾前，容器内水下部温度比上部的温度高，气泡在上升过程中，不断放出热量，气泡内的水蒸气液化成水，故气泡上升过程中逐渐减小，故烧杯中是水沸腾前的气泡情况。 （5）由图己可知，、两组同学实验用的水的初温相同，水的沸点相同，图像的横轴为加热时间轴，对比图像可知，将水从初温加热至沸腾的时间，组同学用时小于组同学用时，故组实验中水沸腾前吸收的热量少于组实验中水沸腾前吸收的热量，可知。故造成a、b图像不同的原因可能是两组同学实验时所用水的质量不同，a组同学实验用水较少，质量较小，b组同学实验用水较多，质量较大。 （6）由题意可知，水的沸点为100℃，水沸腾时温度不变，继续吸热，且水的沸点比纸的着火点低许多，实验时由于水的沸腾吸热，纸杯的温度只是略高于100℃，远远达不到纸的燃点，故纸杯不会燃烧，所以实验时将烧杯换成纸杯是可行的。 11．小华和小明分别做“探究水在沸腾前后温度变化的特点”的实验，烧杯中盛有适量的水，将温度计的玻璃泡完全浸没在水中，用酒精灯加热烧杯中的水，如图（a）所示。他们分别每隔1min测量一次温度，最后绘制了温度与时间的关系图像，如图（b）所示。 (1)小华在实验开始2min时，观察到温度计的示数如图（c）所示，此时烧杯中水的温度为 ℃，可以判断图（b）中，图线 反映的是小华实验时的图像（选填“甲”或“乙”）。 (2)根据图（b）中的图像，可以得出：小明的实验中，当水沸腾时，水的温度为 ℃。 (3)两位同学得到的实验图像略有差异，请你写出一个可能的原因： 。 【答案】(1) 97 甲 (2)99 (3)水的质量不同 【详解】（1）[1]根据图（c）中的温度计示数，温度计的分度值为1℃，液柱位于97℃处，因此烧杯中水的温度为97℃。 [2]观察图（b），图线甲在开始阶段温度上升较快，且在2min 时温度为 97℃，而图线乙开始阶段温度上升较慢，所以可以判断图（b）中，图线甲反映的是小华实验时的图像。 （2）在实验中，水在达到一定温度后会保持不变，这表明水已经沸腾，图（b）中水的温度升高到99℃后，温度不再升高，保持不变，即水的沸点为99℃，所以可以确定小明的实验中水沸腾时的温度为99℃。 （3）两位同学得到的实验图像略有差异，可能的原因是：水的质量不同，因为水的质量越大，水需要吸收的热量越多，加热到沸腾所需的时间越长，所以图像中温度上升的斜率和达到沸腾的时间会不同。 12．如图甲所示，是小明同学探究水沸腾时温度变化特点的实验装置。 (1)如图甲所示，请指出该同学在使用温度计时存在的错误： ；为了改正错误应将 ；纠正错误后温度计的示数如图乙所示，读数是 ℃； (2)如图甲所示，将装有水的试管放入烧杯中加热至烧杯中的水沸腾，继续加热，试管中的水 （填“会”或“不会”）沸腾； (3)给一定量的水加热，其温度与时间的关系如图丙a图线所示（实线部分），若其他条件不变，仅将水量减少，则温度与时间的关系图像应是 （填“b”“c”或“d”）； (4)如图丁所示，这是小明在实验中观察到的水中气泡上升过程中的情形，图 （填“A”或“B”）表示水正在沸腾时水中气泡上升过程中的情形。 【答案】(1) 玻璃泡接触了容器的底部 见解析 93 (2)不会 (3)c (4)A 【详解】（1）[1]图甲中，温度计的玻璃泡接触烧杯底，会造成测量的温度偏高。 [2]实验中，用酒精灯的外焰加热，固定好装烧杯的铁夹不能随意移动。所以应将固定温度计的铁夹向上移动适当的距离，使温度计的玻璃泡浸没在水中，并且不碰烧杯壁。 [3]图乙中，温度计的分度值为1℃，示数为93℃。 （2）烧杯中的水沸腾后，继续加热，试管中的水吸热到沸点，试管内外的水的温度相同，不能继续吸热，不能沸腾。 （3）其它条件不变，仅将水量减少，则水沸腾的温度不变，但加热到沸腾的时间变短，所以温度与时间的关系图像应是c。 （4）水沸腾时，上下层的温度相同，气泡在上升过程中，不断有汽化的水蒸气加入，体积变大，图A是沸腾时的情形。 13．在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中： (1)某时刻温度计的示数如图所示为 ℃   (2)某同学观察到水沸腾时的现象：水中产生的大量气泡，上升过程中体积 ，到水面破裂开来   (3)该实验中，不能用水银体温计代替图中的温度计测量沸水的温度的原因是 。 【答案】(1)91 (2)变大 (3)水银的沸点低于沸水温度 【详解】（1）根据题图可知，该温度计的分度值为1℃，故此时温度计的示数为91℃。 （2）沸腾时，气泡在上升过程中，液体的压强逐渐减小，气泡的体积逐渐增大，到水面后破裂开来。 （3）常见的水银体温计的测量范围为35℃至42℃，分度值为0.1℃，在一个标准大气压下水沸腾的温度为100℃，远远超过体温计的测量范围，故不能用水银体温计来测量沸水的温度。 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第三节 液化与汽化 （导学案） 【学习目标】 1. 能完成“探究水在沸腾前后温度变化的特点”的实验； 2. 能根据实验数据及图像得出结论，能按要求完成实验报告； 3. 知道汽化与液化，知道物质的沸点，能运用汽化与液化过程中的吸热和放热特点说明自然界和生活中的有关现象。 【学习重点】 1. 通过对实验的观察分析总结出沸腾的特点及温度变化规律。 2. 了解影响蒸发快慢的因素。 【学习难点】 能够分析液体沸腾图像的物理意义及根据图像表述液体沸腾的特点 【自主预习】 阅读教材，完成以下问题： 一、汽化和液化​ (1) 汽化：物质从____态变为____态的过程叫汽化。物质的汽化有____和____两种方式。​ (2) 液化：物质从____态变为____态的过程叫液化。​ 二、沸腾​ (1) 定义：沸腾是在一定温度下，液体的____和____同时发生的剧烈的汽化现象。​ (2) 沸点：液体沸腾过程中____热量，温度____，这个温度叫沸点。不同液体的沸点一般____。​ 注：液体的沸点跟气压有关，气压越高沸点越高，气压越低沸点越低。​ (3) 液体沸腾的条件是：温度达到____，继续____热量。​ 三、蒸发​ (1) 定义：只在液体____发生的汽化现象。​ (2) 影响因素：液体温度越____、液体表面积越____、液体表面空气流动速度越____，液体蒸发就越快。 四、液化 （1）定义：物质从____态变为____态的过程称为液化，液化是汽化的相反过程，液化过程要____热。 （2）液化的两种方式： ①所有气体在____时都可以液化。 ②在一定温度下，压缩气体的____可以使气体液化。 （3）生活中的液化现象：生活中的露珠、雾、“白气” 等现象都是空气中的水蒸气____形成的。 【课堂探究】 探究一、探究水在沸腾前后温度变化的特点 【实验目的】 （1）观察水沸腾时的气泡变化、声音变化和水面状态等物理现象； （2）通过数据分析探究水在沸腾前后的温度变化规律； （3）理解沸腾现象的本质（持续吸热、温度不变）。 【实验器材】 铁架台、酒精灯、温度计、火柴、烧杯、水、有孔的盖子、陶土网和秒表。 【实验设计】 学生根据课本P14图13-21进行对实验进行设计以及完成实验器材的组装 关键调整： · 器材组装顺序 。  · 温度计液泡完全浸没且 · 酒精灯 对准烧杯底部中央 · 盖孔留缝隙避免 · 用热水做实验，可以 。  【实验步骤】 （1）根据图13-21按顺序安装好器材，向烧杯中倒入适量的水。 （2）点燃酒精灯加热水，观察烧杯中水的状态变化情况和温度计示数的变化。当水温接近90 ℃时，每隔0.5 min将水的温度记录在设计的表格中，直到水持续沸腾几分钟为止。 时间/min 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 温度/℃ （3）根据记录的数据，在坐标纸上以温度为纵坐标、时间为横坐标建立坐 标系，并在坐标系中描出各点，再将这些点用平滑曲线连接起来。 【实验结论】 在学生做完实验，小组成员间甚至是小组间充分讨论交流后汇报实验结论 （1）水沸腾时有大量气泡产生，且气泡越往上越大，升至水面后破裂消失。 （2）分析实验数据和图像，发现水 ；达到一定温度时水沸腾，水沸腾时，温度 。 【反思交流】 （1）水在沸腾过程中需要吸收热量吗?为什么? 老师指导学生阅读课本P16“拓展一步”内容并充分交流讨论后尝试回答。 （2）观察烧杯盖子上是否有小水滴，思考它们是从哪里来的。 （3）用纸杯代替烧杯做此实验，能使纸杯中的水沸腾吗? 老师引导学生回顾视频导入环节问题，结合动手实验回答。 （4）加热水至沸腾的时间过长，如何缩短加热时间? 【例题1】某小组同学在做“观察水沸腾”的实验。 (1)小嘉先用温度计测量水的初始温度，如图1甲所示，其中A、B、C中读数正确的是 ；图1乙中所示a、b、c中操作正确的是 ；图1丙中温度计的读数为 ℃。 (2)甲、乙、丙三组同学分别从图2所示的A、B两套器材中任选一套来完成实验（实验室已准备多套A、B装置）。小嘉同学在安装实验器材时，提出了以下两种安装顺序，你认为更合理的方案是　 　。 A．温度计、烧杯、酒精灯 B．酒精灯、烧杯、温度计 (3)若甲、乙两位同学选用的温水质量和温度均相同，酒精灯也相同，在实验中观察到，甲同学的水先沸腾，则甲可能选择的是 （选填“A”或“B”）套装置。 (4)乙、丙两组同学虽然选用的实验装置相同，但水开始沸腾的时刻不同，他们绘制的沸腾图像如图2C所示，得到a、b两种图像的可能原因是 。（写出一条即可） 探究二、沸点 【自主学习】 学生自主阅读课本P14内容及P15表13—2、“科学书屋”部分。找到沸点的概念及影响因素。 【归纳总结】 （1）水在沸腾过程中，虽然继续吸热，但它的温度保持不变，这个温度叫 。不同液体的沸点不同。  （2）在1个标准大气压下水的沸点是 ，即水在100 ℃时开始沸腾，在沸腾过程中温度保持此温度不再升高。水沸腾的另一个条件是需要 。  （3）影响液体沸点的因素有液面气压和其他物质的存在。  （4）通常海拔越高，气压 ，沸点 。 【知识拓展】 水沸腾前后气泡变化为什么不同呢？ 在做水的沸腾实验时，我们可以很明显地观察到，水沸腾前气泡在上升过程中体积变得越来越小（如图b），而水沸腾后气泡在上升过程中体积反而变得越来越大（如图a）。 为什么水沸腾前后气泡的变化会相反呢？ 【例题2】小松用如图1所示装置观察水的沸腾，正确实验并采集数据后，绘制出如图2所示的图像。关于本实验，下列说法正确的是（　　） A．杯口的“白气”是蒸发形成的 B．水沸腾时温度保持不变，这个温度就是水的沸点 C．水在沸腾过程中，温度不变，不需要吸热 D．若增大实验室的大气压强，水的沸点会在图像中的沸点基础上降低 探究三、蒸发及其特点 【自主学习】 学生阅读课本P15~16“汽化及其特点”内容，找到汽化的另一种方式蒸发。 【总结归纳】 （1）蒸发是指液体 只在液体 发生的 汽化现象。蒸发需要 热量。  （2）影响蒸发快慢的因素有:　 。  【例题3】炎热的夏天，开放式的环境无法使用空调设备降温，而喷雾风扇却能发挥较好的降温作用，如图所示，下列说法正确的是（　　） A．喷出的白雾是水蒸气 B．白雾是水蒸气液化形成的，需要吸热 C．喷雾风扇能够降温，主要是因为喷出的水温度低 D．喷雾风扇的降温原理和在中暑病人身上擦拭酒精的降温原理相同 探究四、蒸发与沸腾的区别和联系 项目 沸腾 蒸发 不 同 点 温度要求 发生部位 有无气泡 剧烈程度 温度变化 影响因素 影响沸点高低因： 影响蒸发快慢因素： 相同点 1. 2. 探究五、液化及其特点 【自主学习】 指导学生阅读课本P17~18“液化及其特点”内容。并交流液化的概念及其特点。并进行举例，帮助学生理解液化的特点。 【归纳总结】 （1）液化：像水蒸气变成水，物质从 变为 的过程称为 。液化是汽化的相反过程。  （2）列举生活或自然界中的液化现象： 提示：雾、露的形成；做饭时，锅上方的白气及锅盖上附着的水珠；从冰箱取出的可乐瓶上有一些小水珠；冬天口内呼出的白气；飞机尾气等。 （3） 和 是液化的两种方法。 【演示实验】 简单液化实验： 实验器材：透明塑料袋、酒精、热水（80℃以上）、线或橡皮筋。 实验步骤： 一 在透明塑料袋中滴入几滴酒精。 二 将塑料袋口拧紧，尽量排尽袋内空气，然后用线或橡皮筋扎紧袋口。 三 将装有酒精的塑料袋放入热水中，观察现象。 四 取出塑料袋，静置一段时间，待其冷却后，再次观察现象。 实验现象： 当塑料袋放入热水中时，可以观察到塑料袋逐渐鼓起，这是因为液态酒精受热汽化，变成气态酒精，使塑料袋内的气体体积增大。 当塑料袋从热水中取出并冷却后，可以观察到塑料袋变瘪，且内壁出现小水珠，这是因为气态酒精遇冷液化，变成液态酒精，同时放出热量，使塑料袋内的气体体积减小。 实验结论： 该实验通过酒精的状态变化直观地展示了液化现象及其特点。液态酒精受热 ，变成 ；气态酒精遇冷 ，变成 ，并 热量。 【拓展知识】学生思考：为什么被100 ℃的水蒸气烫伤，比被100 ℃的水烫伤要严重得多？ 【例题4】下列物态变化属于液化的是（　　） A．湿衣服晾晒后会变干 B．夏季放入饮料中的冰块消失 C．矿泉水放入冰箱冷冻室水结冰 D．从冰箱冷藏室中拿出的西红柿一会表面出现水珠 【例题5】如图是电影哪吒2中，海水灌入海底炼狱和高温岩浆相触瞬间产生大量“白气”的情景，下列现象中和图中“白气”产生的原因相同的是（　　） A．湖水结成冰 B．露珠的形成 C．钢铁化成“水” D．湿衣服变干 【归纳整理】 第三节 汽化与液化 【课堂练习】 1．某同学将沸水、冰水和室温水（水温与室温相同）分别装入三个相同的纸杯中，如图所示，一段时间后，以下说法中正确的是（　　） A．甲杯的外壁可能会出现大量小水珠 B．乙杯的内壁可能会出现大量小水珠 C．丙杯的内壁可能会出现大量小水珠 D．内壁或外壁上产生小水珠的原因是相同的 2．在探究“冰熔化和水沸腾时温度变化规律”的实验中，分别在烧杯（原来有水）和试管（原来无水）中放入适量的碎冰并各放了一支温度计组成如图甲所示的实验装置。图乙是B温度计示数随时间变化的图像，下列说法正确的是（    ） A．冰是非晶体 B．试管中冰的熔化过程经历了3min C．试管中的水能够沸腾 D．图乙中BC段温度不变说明试管中的物质未吸热 3．冬季开暖气的房间很干燥，常需要加湿器加湿。如图，超声波加湿器是用超声波把水打成水雾喷出，从而增加了房间的湿度，房间内有一干湿泡温度计测量湿度（如图）。下列说法正确的是（　　） A．加湿器产生的超声波的频率低于20Hz B．水雾是水被超声波液化形成的 C．干湿泡温度计的示数差别变小 D．干湿泡温度计的示数差别变大 4．厨房不仅是加工食材的场所，也是充满物态变化的“实验室”。从冰箱的冷藏室中取出一瓶矿泉水，过一会儿瓶外壁变湿了，这是因为空气中的水蒸气发生了（　　） A．液化 B．熔化 C．凝固 D．汽化 5．拿出冰箱中冷藏的饮料，过一会儿发现瓶外壁变得湿漉漉的；再过一段时间，瓶外壁又自己变干了，这个过程中发生的物态变化是（    ） A．先熔化，后升华 B．先汽化，后液化 C．先液化，后升华 D．先液化，后汽化 6．小明在清晨锻炼时发现路边的小草和树叶上结有露珠。查阅资料得知，露珠是空气中的水蒸气遇冷凝结成的小水滴，该过程中发生的物态变化是（　　） A．熔化 B．汽化 C．液化 D．升华 7．如图所示是一位魔术师现场表演“点燃手指”的魔术，有以下三步过程：①手指在酒精中浸一下；②手指在水中浸一下；③“点燃”手指。既能实现魔术效果又能保护手免受烧伤的最合理的操作顺序是 ，水能保护手的原因是 （分析物态变化及其吸放热）。（魔术危险，切勿模仿） 8．图所示是《天工开物》中劳动人民给晒干的豆株脱粒的场景。晾晒豆株时要尽量将豆株铺开，这样可以加快 （填物态变化名称），发生此物态变化时物质 （填“吸收”或“放出”）热量。 9．在“探究水在沸腾前后温度变化的特点”实验中，小娟用如图甲所示的装置进行了两次实验。 (1)某时刻，温度计的示数如图乙所示，为 ℃；小娟发现水沸腾时，从硬纸板的小孔处冒出一些白气，水蒸气变成白气发生的物态变化是 ； (2)小娟根据实验数据绘制了如图丙所示的图像，由图像可知，水在沸腾过程中，不断吸热，温度 ；两次实验水的初温不同，但用相同的装置加热到沸腾所需的时间相同，是因为第一次水的质量 第二次水的质量（选填“大于”“小于”或“等于”）； (3)生活处处有物理，小娟发现妈妈将饺子放入沸水中时，水停止沸腾，原因是水温 （选填“低于”“高于”或“等于”）水的沸点。 10．在探究“冰的熔化”和“水的沸腾”实验中，小明用了下面两组实验装置（如图甲、乙所示），根据实验数据绘出了水沸腾时的温度一时间关系图像（如图丙所示）。 (1)为探究“水的沸腾”实验，他应选择的装置是 （选填“甲”或“乙”） (2)在探究水的沸腾实验中，绘出了水沸腾的温度--时间关系图像，如图丙，请你找出丙图中哪段图像是错误的 ； (3)如图丁所示为小明在探究某种物质熔化规律的实验中，根据实验数据画出了温度随时间变化的图像，如图丁所示，根据图像特征回答下列问题：该物质熔化过程共持续了 min; (4)在下图戊中 （填（a）或（b））烧杯中是水沸腾前的气泡情况； (5)a、b两组同学分别进行水沸腾实验，他们根据获得的数据绘制的沸腾图像如图己所示，则a、b图像不同的原因可能是 ； (6)做沸腾实验时，酒精灯外焰温度约为800℃，纸的着火点约为190℃，实验时将烧杯换成纸杯行不行? （填行或不行）。 11．小华和小明分别做“探究水在沸腾前后温度变化的特点”的实验，烧杯中盛有适量的水，将温度计的玻璃泡完全浸没在水中，用酒精灯加热烧杯中的水，如图（a）所示。他们分别每隔1min测量一次温度，最后绘制了温度与时间的关系图像，如图（b）所示。 (1)小华在实验开始2min时，观察到温度计的示数如图（c）所示，此时烧杯中水的温度为 ℃，可以判断图（b）中，图线 反映的是小华实验时的图像（选填“甲”或“乙”）。 (2)根据图（b）中的图像，可以得出：小明的实验中，当水沸腾时，水的温度为 ℃。 (3)两位同学得到的实验图像略有差异，请你写出一个可能的原因： 。 12．如图甲所示，是小明同学探究水沸腾时温度变化特点的实验装置。 (1)如图甲所示，请指出该同学在使用温度计时存在的错误： ；为了改正错误应将 ；纠正错误后温度计的示数如图乙所示，读数是 ℃； (2)如图甲所示，将装有水的试管放入烧杯中加热至烧杯中的水沸腾，继续加热，试管中的水 （填“会”或“不会”）沸腾； (3)给一定量的水加热，其温度与时间的关系如图丙a图线所示（实线部分），若其他条件不变，仅将水量减少，则温度与时间的关系图像应是 （填“b”“c”或“d”）； (4)如图丁所示，这是小明在实验中观察到的水中气泡上升过程中的情形，图 （填“A”或“B”）表示水正在沸腾时水中气泡上升过程中的情形。 13．在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中： (1)某时刻温度计的示数如图所示为 ℃   (2)某同学观察到水沸腾时的现象：水中产生的大量气泡，上升过程中体积 ，到水面破裂开来   (3)该实验中，不能用水银体温计代替图中的温度计测量沸水的温度的原因是 。 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ / 学科网（北京）股份有限公司 $$