内容正文:
第3节 汽化和液化
序号 学习任务 核心素养
1 知道汽化和液化的概念 物理观念
2 通过探究活动了解液体沸腾时的现象,知道沸点的概念 科学探究
3 观察液体沸腾前后温度变化的特点 科学探究
2
知识点一 汽化和液化
1.汽化:物质从 变为气态的过程。汽化有两种形式: 和
。
2.液化:物质从 变为液态的过程。
例1 蒸蛋器是一种能够快速将鸡蛋蒸熟的生活小家电。如图所示,蒸蛋时水的温度升高,水 为水蒸气,水蒸气上升遇到鸡蛋,一方面直接对鸡蛋加热使鸡蛋的温度升高,另一方面水蒸气 放热,使鸡蛋的温度升高,两措并举,鸡蛋很快被蒸熟。(两空均填物态变化名称)
液态
沸腾
汽化
蒸发
液化
气态
知识点二 沸腾
1.沸腾:液体 和 同时发生的剧烈汽化现象。
2.探究水在沸腾前后温度变化的特点。
【实验思路】通过将水加热至沸腾,测量水的温度,根据记录的数据绘制图像,得出水在沸腾前后温度变化的特点。
【实验器材】烧杯、酒精灯、 、铁架台、陶土网、 、细线等。
【实验过程】组装实验器材如图所示,将温度计的玻璃泡全部浸入水中。不要碰到烧杯壁或烧杯底,仔细观察,在水温接近90 ℃时开始计时,每隔 0.5 min 记录一次数据,直到水沸腾4~5 min后为止。
内部
温度计
秒表
表面
时间/min 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 …
温度/℃ 90 91 92 93 94 94.8 …
根据实验数据绘制水沸腾前后温度—时间关系图像。
如图所示,观察记录水沸腾前与沸腾时水中气泡情况。
沸腾前
沸腾时
【实验结论】水在沸腾前,温度不断升高;水在沸腾时,温度 。
保持不变
3.水的沸腾是一种剧烈的汽化现象,这时形成的大量气泡不断上升、变大,到水面破裂开来,里面的 散发到空气中。
4.各种液体沸腾时都有确定的温度,这个温度叫作沸点。不同液体的沸点 。
5.持续沸腾有两个条件: 、 ,二者需同时满足。
水蒸气
不同
温度达到沸点
持续吸热
例2 在课堂上同学们用小纸锅烧水,如图甲所示,为什么水能烧开而纸锅不会燃烧呢?带着这个问题,同学们开始探究水沸腾时温度变化的特点。
甲
乙
丙
丁
(1)如图乙所示,在安装实验器材时,老师提醒大家固定夹A和B的高度都要适当,固定夹A高度适当的标准是保证能够用酒精灯外焰加热,那么固定夹B高度“适当”的标准是 。
(2)某个实验小组观察到水在沸腾前和沸腾时水中气泡上升过程中的两种情况,如图丙中a、b所示,则图 是沸腾前的情况。
温度计的玻璃泡全部浸入水中,并且不能碰到烧杯底
b
(3)小组同学实验过程中绘制了如图丁所示的温度随时间变化的图像,分析图像可知,水的沸点为 ℃,在沸腾过程中水的温度 。撤去酒精灯后,同学们发现水很快停止沸腾,说明水在沸腾过程中需要不断 。
(4)小安学习了水的沸腾知识后,按老师的要求课后做了“纸锅烧水”实验(如图甲所示),他将适量的水倒入纸锅,用酒精灯加热,但纸锅并没有燃烧。这是因为水沸腾时的温度(水的沸点) (填“高于”或“低于”)纸的着火点,所以纸锅没有燃烧。
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不变
吸热
低于
图示 现象 原因
同样湿的衣服,晾在阳光下干得
快,晾在阴暗处干得慢 液体的 越高,蒸发越快
同样湿的衣服在同一地方,展开晾干得快,叠在一起晾干得慢 液体的 越大,蒸发越快
同样湿的衣服挂在有风的地方干得快,挂在无风的地方干得慢 液体表面上的 越
快,蒸发越快
知识点三 蒸发
1.在 温度下都能发生的汽化现象叫作蒸发。蒸发只发生在液体的 。
2.影响蒸发快慢的因素。
任何
表面
温度
表面积
空气流动
3.蒸发吸热制冷:液体在蒸发过程中,要从周围的物体(或自身)中 热量,使周围物体(或自身)的温度降低。
应用举例:
(1)医生常用酒精擦拭病人身体,酒精蒸发时从病人身体吸热,为高烧的病人降温。
(2)夏季,教室的地面洒水有除尘降温的作用。
吸收
4.蒸发与沸腾的比较。
汽化分类 沸腾 蒸发
发生部位 在液体 同时发生 只在液体 发生
温度条件 一定温度(沸点) 任何温度
剧烈程度 剧烈 缓慢
影响因素 供热快慢 液体温度、液体表面积、液体表面上的空气流动等
温度变化 吸收热量,温度不变 吸热降温
共同特点 都属于 现象,都是需要 热的过程
内部和表面
表面
汽化
吸
知识拓展 蒸发快慢还与周围空气湿度有关,周围空气湿度越大,蒸发越慢。如夏天下雨前,人们往往感到特别闷热,这是因为空气湿度大,人身上的汗液难以蒸发。
例3 如图所示,一瓶刚从冰箱里取出的冰镇饮料,放置一会儿,瓶子的外壁会布满“水珠”,放置一段时间后“水珠”又消失了,下列说法正确的是
( )。
A.水珠是从瓶里渗漏出来的
B.水珠是空气中水蒸气液化而成的
C.水珠形成过程需要吸收热量
D.水珠逐渐消失的过程要放出热量
B
知识点四 液化
1.使气体液化的方法有两种:一是 ;二是 。液化石油气就是在常温下通过压缩体积的方法将气体液化的,气体液化后体积缩小,便于储存和运输。
2.液化放热:液化和汽化是互逆的过程,汽化过程要 热,液化过程要 热。
降低温度
压缩气体的体积
吸
放
例4 下图是一款疗伤喷雾剂,医学上针对外伤的疼痛常用“冷疗法”治疗。
(1)喷雾剂使用的材料是氯乙烷。它的装瓶是采用 的方法使其在常温下液化。
(2)使用时,对准伤口处喷射,液态的氯乙烷在皮肤表面迅速 (填物态变化名称)的同时 大量的热,使人体受伤部位的温度 (填“升高”或“降低”),皮肤血管收缩,神经纤维传导速度变小,起到镇痛的作用。
汽化
吸收
降低
压缩气体的体积
知识点一 汽化和液化
1.关于热现象,下列说法正确的是( )。
A.冰和石蜡在熔化过程中,温度都在不断升高
B.初冬,教室窗户玻璃上常出现“水珠”,“水珠”出现在玻璃的内侧
C.蒸发和沸腾是液化的两种形式
D.烧水时从壶嘴冒出的“白气”是水蒸气
B
知识点二 沸腾
2.如图所示,煮鸳鸯火锅时会观察到红汤先沸腾。下列说法正确的是
( )。
A.红汤的沸点比清汤的沸点低
B.红汤液面上有一层油脂,减少了热量散失
C.火锅沸腾后,继续加热,温度仍然在升高
D.火锅上方冒“白气”,是一种汽化现象
B
知识点三 蒸发
3.如图所示,小明剥开冰棍包装纸时看到冰棍冒“白气”,这是空气中水蒸气遇到冰棍周围的低温环境 (填物态变化名称)形成的小水珠。小明刚从游泳池里出来后会感觉特别冷,这是因为他身上的水蒸发需要 (填“吸热”或“放热”);他环抱双臂,是为了减小水的表面积从而 (填“加快”或“减慢”)水的蒸发。
液化
减慢
吸热
知识点四 液化
4.随着人们生活水平的提高,近年来市集上的小吃零食花样翻新,比如炒酸奶、炒冰。最初“炒酸奶”的制作是将-196 ℃的液态氮与酸奶、果仁等倒入容器中,液态氮迅速 吸收大量的热,使酸奶迅速 成块(以上均填物态变化名称)。日常液态氮是在降低温度的同时通过
的方法液化储存在罐中的。
汽化
凝固
压缩气体的体积
1.我国劳动人民在生产生活中创造性运用物理知识的情景如图所示。对图中所蕴含的物理知识,下列说法错误的是( )。
A.图甲中冻豆腐里面的小孔是由于豆腐里的水先凝固后熔化而形成的
B.图乙中在冰雪覆盖的路面上撒盐便于除雪,是因为盐可以降低冰雪的熔点
C.图丙中北方冬天在菜窖里放几桶水,利用了水凝固放热,防止菜被冻坏
D.图丁中夏天中午洒水车洒水降温,是利用水液化吸热降低温度
D
甲
乙
丙
丁
2.如图所示,烧瓶内的水沸腾后停止加热,水停止沸腾,迅速塞上瓶塞,把烧瓶倒置并向瓶底浇冷水,瓶内的水会发生的现象和解释正确的是( )。
A.不再沸腾,因为水温下降低于沸点
B.重新沸腾,因为瓶内气压减小导致水的沸点降低
C.不再沸腾,因为水无法从外界吸热
D.重新沸腾,因为瓶内气压增大导致水的沸点升高
B
3.古代蜀地人使用的“夹瓷盏”省油灯如图所示。省油灯的灯体如坦口碗状,为上下夹层,上面一层为盛油的油盏,油盏下腹部中空,在其腰部开出一小孔,从小孔处向夹层中注入冷水。其原理是利用夹层里的水可以
(填“降低”或“提高”)油的温度,使油蒸发 (填“加快”或“减慢”),达到省油的目的。
降低
减慢
4.据《天工开物》记载,可从朱砂矿石中提炼水银(液态汞)。给密闭锅内的朱砂矿石加热,倒扣的锅壁上会布满水银,在倒扣锅壁上形成水银时,发生的物态变化是 。
5.(生活应用)如图所示,用电蒸锅蒸馒头时,电热丝加热使水 (填物态变化名称),产生高温水蒸气,高温水蒸气经过多层蒸格向上升,遇到冷的蒸笼盖时,大量水蒸气发生 (填物态变化名称)现象, (填“吸收”或“放出”)很多热量。
液化
汽化
液化
放出
6.无论盛夏还是严冬,在装有空调的公交车玻璃窗上,常常有小水珠附着在上面。夏天,小水珠附着在玻璃的 表面;冬天,小水珠附着在玻璃的 表面。(均填“内”或“外”)
外
内
7.小明和小宇用相同的装置来探究水沸腾的实验,如图甲所示。
(1)在安装温度计时,玻璃泡碰到了烧杯底,此时应适当将 (填“A处向上”或“B处向下”)调整。
(2)某时刻温度计的示数如图乙所示,此时的水温为 ℃。
A处向上
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(3)小明根据实验数据画出的水的温度随时间变化的图像如图丙中a所示,由图像可知,在当时的条件下水的沸点是 ℃。小宇画出的图像如图丙中b所示,造成图像不同的原因是 。
(4)生活中,常把碗放在锅里的水中蒸食物,如图丁所示,当锅里的水沸腾以后,碗中的水 (填“会”或“不会”)沸腾。
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水的质量不同
不会
8.物理老师带领同学们一起探究影响液体蒸发快慢的因素实验:将等量的温水和热水分别倒入三个相同的锥形瓶中,把常温下3张完全相同的湿巾(其中一张对折)分别贴在三个锥形瓶的外壁,标记为①、②、③,并将它们放在电子秤上,此时三个电子秤的示数相同。一段时间后(外界环境相同),电子秤的示数如图甲中 A、B、C 所示。
甲
乙
(1)通过 (填字母代号)两图的对比,可以验证液体蒸发的快慢与液体的温度有关。
(2)通过 B、C 两图的对比,可以验证液体蒸发的快慢与液体的 有关。
(3)实验中利用电子秤的示数判断液体蒸发的快慢,用到的物理研究方法是 法。
A、B
表面积
转换
A
B
C
D
(4)物理老师还想测定液体蒸发时吸放热的情况,他将湿巾平铺在薄铁片上,用电子温度计实时监测图乙中薄铁片底部的温度变化情况。下列图像中能比较正确地反映温度计示数随时间变化的是 (填字母代号)。
A
$