内容正文:
星光不问赶路人 时光不负有心人
第3章 物质的特性
第1节 质量和密度
1、 质量
1、 物体含有物质的多少叫做质量,通常用字母m表示。质量的基本单位是千克,符号是kg。质量的单位还有:吨(t)、克(g)、毫克(mg)。它们之间的关系是:1t = 1000kg; 1kg= 1000g;1g= 1000mg
2、 质量是物质的基本属性。物体的质量不随物体的位置、形状、状态或温度等的改变而改变。物体质量大小取决于物体所含物质的多少,物体所含物质的多少没有变化,即质量不变。
二、质量测量
1、测量质量的工具有杆秤、台秤、电子秤、磅砰、天平等,实验室中常用的测量工具是托盘天平和物理天平。
2、 在使用天平时,要注意以下要求:
(1)每台天平都有能够测量的最大质量----称量。测量物体的质量时,不能超过天平的称量。
(2)向盘中加减砝码时要用镊子,不能用手直接拿砝码,不要把砝码弄湿、弄脏,以免锈蚀。
(3)保持天平干燥、清洁。潮湿的物体和化学药品不能直接放在天平托盘上测量。
(4)测量完毕,用镊子将砝码逐个放回砝码盒内。
3、天平的使用方法:
①游码归零:把天平放在水平台上,把游码放在标尺左端的零刻度线处。
②调平衡:调节横梁的平衡螺母,使指针指在分度盘的中线处,此时天平平衡。
③称物体:被测物体放在左盘,用镊子向右盘中加减砝码并调节游码在标尺上的位置,直到天平重新平衡。
④记数据:记录测量结果,被测物体质量=右盘中砝码质量+游码在标尺上的示数。
4、使用天平的注意事项:
① 调节好天平后,左右两托盘不能互换,否则要重新调整横梁平衡;
② 被测物体的质量不能超过天平的最大称量;
③ 称量过程中,不能调节平衡螺母;
④ 保持天平盘干燥清洁,不要直接放潮湿或有腐蚀性的物体;
⑤ 称量液体时应用烧杯等辅助工具进行测量,但不能使用量筒进行称量。
5、用天平测量固体的质量
(1) 把待测小铁块放在天平的左盘。
(2) 用镊子往天平右盘加砝码,并移动游码,直到横梁平衡。
(3) 将右盘中砝码的总质量和游码所指示的质量数相加,得出所测物体的质量。分别测量三次,把结果填入下表。
(4)将三次测量结果相加再除以3,求出小铁块质量的平均值,把结果记录表中。
6、 用天平测量液体的质量
(1) 用天平测出烧杯的质量。
(2) 在烧杯中加入适量的水,测出此时水和烧杯的总质量。
(3) 烧杯内水的质量 = 水和烧杯的总质量 - 烧杯的质量
7、常见误差分析
①物体和砝码放反:正确称量时,左边放物体,右边放砝码,则M物=M砝+ M游.当物体和砝码放反时,则有两种情况:
(1)未使用游码的情况:M砝=M物,称量值是准确的。
(2)使用游码时的情况:M物=M砝-M游,放反后称量值偏大。
②砝码生锈或磨损的误差分析
(1)如果砝码生锈,则其质量变重了,称出来物体的质量偏小。
(2)如果砝码磨损,则其质量变轻了,称出来物体的质量偏大。
③游码回零,指针未调平的两种情况
(1)指针偏右,说明右盘相对于左盘重一些,称量值偏小.
(2)指针偏左,说明左盘相对右盘重,称量值偏大.
三、密度
1、 同种物质的质量与体积的比值是一定的,物质不同,其比值一般也不同,这个比值反映了物质的一个性质。在科学上,把物体的质量与它的体积比叫作这种物质的密度。
2、 密度的公式:
3、密度的单位是由质量单位和体积单位组成的:kg/m3或g/cm3。1g/cm3=1×103kg/m3。
4、密度在数值上等于单位体积的物质质量。密度是物质的一种特性,反映了物质组成的紧密程度。密度大小与物体的形状、体积、质量无关,与物质的种类和状态有关。
5、水是自然界中最常见的物质,冰的密度比水小,因此等质量的水结冰后体积会变大。这就是装满水的玻璃瓶放入冰箱的冷冻室后容易被冰胀破,冬天寒冷地区水管易被冻裂的原因。
纯水的密度为ρ水=1g/cm3=1×103kg/m3。含义:1立方米的水的质量为1000千克。
四、测物体的密度
(1) 测固体的密度:(以铁块密度为例)
原理:ρ=
器材:天平和砝码、铁块、量筒、水、细绳
步骤:①将天平放在水平桌面上,调节天平平衡;
②将被测铁块放在天平上称出其质量为m;
③在量筒中倒入适量的水,读出水的体积值V1;
④用细绳将铁块拴好,浸没在量筒的水中,读出这时铁块和水的总体积值V2;
⑤铁块的体积为:,被测铁块的密度:
(2) 测盐水的密度1:
原理:ρ=
器材:天平和砝码、盐水、量筒、烧杯
步骤:①把盐水倒入量筒中,测出盐水的体积V;
②把空烧杯放在天平上,测出空烧杯的质量m1;
③把盐水倒入烧杯中,测出烧杯和盐水的总质量m2 ;
④得出盐水的密度ρ =(m2-m1)/ V
(3)测盐水的密度2:
原理:ρ=
器材:天平和砝码、盐水、量筒、烧杯
步骤:①把盐水倒入烧杯适量,用天平测盐水和烧杯的总质量m1 ;
②把烧杯中的盐水倒入量筒中一部分,读出量筒内盐水的体积V;
③称出烧杯和杯中剩余盐水的质量m2 ;
④得出盐水的密度ρ=(m1-m2)/ V
烧杯和盐水的总质量m1/g
量筒中盐水的体积V/ml
剩余烧杯和盐水的质量m2/g
量筒中盐水的质量m/g
盐水的密度
ρ/ g/cm3
第2节 物态变化
1、 物质的三态
1、 物质能呈现出固态、液态、气态三种不同的状态。
2、 固体总有一定的体积和形状。构成固体的粒子排列非常紧密,每个粒子都处在某一固定位置上,所以固体具有固定的形状和体积。但构成固体的粒子并不是静止的,它们会在小范围内振动。
3、 固体分为晶体和非晶体
晶体:有些固体中的粒子以整齐、有规则的方式排列着,这类固体称为晶体。例如食盐、冰糖、雪花等都是晶体。
非晶体:有些固体中的粒子没有规则地排列着,这类固体称为非晶体。例如塑料、橡胶、玻璃等都是非晶体。
4、液体具有一定的体积,但没有一定的形状,液体的形状由盛放它的容器形状决定。构成液体的粒子也是紧密地排列着,但这些粒子可以移动,所以液体没有一定的形状。
5、气体没有一定的形状和体积。构成气体的每一个粒子都会向各个方向运动,气体中的粒子可以到达容器中的任何位置,能充满提供它们的所有空间,因此气体没有一定的形状和体积。
二、热与热量
1、科学上,物体吸收或放出热的多少叫做热量,用符号Q表示。热量的单位是焦耳,简称焦,符号是J。它是纪念英国科学家焦耳而命名的。还有更大的热量单位是千焦,符号KJ。
2、将热水和冷水接触,温度高的热水放出能而降低温度,温度低的冷水吸收能而升高温度,这些放出和吸收的能即是热能。实验中热水的温度逐渐下降,冷水的温度逐渐上升,最后两者的温度相等,此时热水与冷水达到热平衡。(热量从温度高的物体传递给温度低的物体,叫做热传递。)
3、热量大小的影响因素:温度的变化值、物质的质量、物质的种类(比热容)
(1)一定质量的某种物质,温度升高的多少跟吸收热量的多少有关。吸收的热量越多,温度升高越多。反之一定质量的某种物体,放出的热量越多,温度降低的越多。
(2)物体吸收热量的多少,还跟质量大小有关。物体升高一定的温度,质量越大,吸收的热量越多。反之,物体降低一定温度,质量越大,放出的热量越多。
(3)比热容:我们把1千克的某种物质,在升高1℃时所吸收的热量,叫做这种物质的比热容,简称为比热。①比热是物质的一种特性,表示物质的吸热能力。②比热单位:J/(kg ·℃) 。读作:焦每千克摄氏度。水的比热:4.2×103 J/(kg ·℃),意义:1kg水温度升高1℃时,需要吸收的热量为4.2×103J。
4、不同物质的比热:
结论:质量相同的不同物质,升高相同的温度,吸收热量较多的比热容大;吸收热量较少的比热容小。
结论:质量相同的不同物质,吸收相同的热量,升高温度高的,比热容小;升高温度低的,比热容大。
5、酒精灯的使用
酒精灯的结构:灯帽、灯芯、灯头、灯座。
使用注意事项:
(1)点燃:必须用火柴点燃(不能用点燃的酒精灯引燃另一只酒精灯)。
(2)熄灭:必须用灯帽盖灭(不能用嘴吹灭)。
(3)添加酒精:用漏斗添加,酒精的量是容积的1/4至2/3之间(酒精灯在点燃状态下不能添加酒精)。
(4)加热时玻璃仪器不要与酒精灯的灯芯接触。
(5)给玻璃仪器加热时,应先擦干仪器外壁的水珠。
(6)如果碰倒酒精灯并导致燃烧,应立即用 湿抹布 或 沙土 扑灭。
(7) 酒精灯火焰分三部分:外焰、内焰、焰心。外焰温度最高,加热时用酒精灯的外焰加热
6.试管使用
(1)给试管里的液体加热,液体体积一般不超过试管容积的1/3;
(2)加热试管时要使用试管夹,手握试管夹的长柄,不要把拇指按在短柄上,而且应该从试管的底部往上套,固定在离试管口的1/3处;
(3)加热时,试管倾斜跟桌面成45°,先使试管均匀受热,然后给试管里的液体部位加热,并且不时地上下移动试管;
(4)为了避免伤人,加热时切记不可使试管口对着自己或他人。
三、熔化和凝固
1、 随着温度的变化,物质会在固态、液态、气态三种状态之间变化,这种变化叫做物态变化。
2、 熔化:物质从固态变成液态的过程叫做熔化。凝固:物质从液态变成固态的过程叫做凝固。(宋体,五号,行间距:1.15)
1、 3、探究物质熔化规律的实验
1)实验材料:海波(硫代硫酸钠)、松香。
海波 松香
2)实验步骤:
(1)如图1所示,把装有海波的试管放在盛水的烧杯里,缓慢加热,观察海波状态的变化。
(2)待温度升到40℃开始,每隔0.5分钟记录一次温度;在海波完全熔化后再记录4~5次。
(3)改用松香,重复上述实验。
(4)数据记录和处理:用描点法处理数据更加形象。
3)海波熔化曲线分析:(晶体熔化的条件:⑴温度达到熔点。⑵继续吸热。)
①AB:海波吸热,温度升高仍然是固态;
②B点开始熔化;
③BC:熔化过程,海波吸热温度不变(48℃),为固液共存态;
④C点熔化完成,为液态;
⑤CD:吸热,温度升高,为液态;
4)松香熔化曲线分析:整个熔化过程中,松香不断吸热,温度不断升高,没有固液共存状态,松香只是先变软再变稀,最后变为液态。
4、晶体和非晶体:
晶体:一类固体像海波那样,在熔化过程中不断吸热,温度却保持不变,有固定的熔化温度,这类固体是晶体。晶体熔化时的温度叫做熔点。不同的晶体熔点不同,熔点是物质的一种特性。
非晶体:另一类固体像松香那样,在熔化过程中,只要不断地吸热,温度就会不断地上升,没有固定的熔化温度,这类固体是非晶体。
5、物质的凝固:(晶体凝固的条件:⑴温度降到凝固点。⑵继续放热。)
(1)凝固点:晶体在凝固的过程中,温度保持不变,这个温度叫做凝固点。同一种晶体熔点和凝固点相同,非晶体没有凝固点。
(2)海波(硫代硫酸钠)的凝固图像:
①AB:海波放热,温度降低,为液态;
②B点开始凝固;
③BC:凝固过程,海波放热,温度不变(48℃),为固液共存态;
④C点凝固完成,为固态;
⑤CD:放热,温度降低,为固态;
特别提醒:
①同一晶体,凝固点与熔点相同。不同晶体,熔点不同。
②熔点是物质的一种特性,非晶体没有固定的熔点。
③晶体熔化(或凝固)必须同时满足两个条件:温度达到熔点(凝固点),持续吸热(放热)。
四、汽化和液化
1、 (宋体,五号,行间距:1.15)汽化定义:物质从液态变成气态的过程叫作汽化。
2、 2、汽化的两种形式:蒸发和沸腾。
3、 a、蒸发:
(1)蒸发定义:在任何温度下都能进行的汽化现象叫作蒸发。
(2)实质:组成液体的大量分子总在不停地运动,处在液体表面的分子,就容易克服其他分子对它们的引力,离开液面进入空气中,这个过程就是蒸发。蒸发只发生在液体表面。
(3)影响蒸发快慢的因素:①液体表面积大小;②液体温度高低;③液体上方空气流动快慢;
大量事实表明:液体表面积越大,液体温度越高,液体上方空气流动越快,液体蒸发就越快。
(4)作用:蒸发需要吸收热量,从而导致自身和周围物体的温度降低。如高烧时,会在病人额头放一块湿毛巾,利用水吸热降温。这种方式称为物理降温。
b、沸腾:
(1)定义:在一定的温度下,在液体的表面和内部同时进行的剧烈的汽化现象。
(2)实质:沸腾时,处于液面速度较大的分子要脱离液体表面跑到空气中,而且处于内部气泡壁上速度较大的分子也要脱离气泡壁跑到气泡中,气泡上升到水面破裂,将里面的水蒸气释放出来。虽然水继续吸收热量,但温度保持不变。沸腾是比蒸发剧烈得多的汽化现象。
(3) 沸腾的条件:①达到一定的温度(沸点);②继续吸热。
沸点定义:液体沸腾时的温度叫做沸点。沸点也是物质的一种特性,不同液体,沸点不同。
影响沸点的因素:液体上方气压越大,液体的沸点越高;气压越小,液体的沸点越低。
(4)作用:①炼油中采用的分馏技术,就是利用原油中各种物质的沸点高低不同,使它们在不同温度下沸腾,而将它们分离出来。②体育比赛中,运动员受伤时,医生对着受伤部位喷射沸点只有-0.5℃的丁烷。药液在运动员皮肤上迅速汽化,吸收大量的热,从而使受伤部位的组织变冷而暂时失去痛感。
(5)水沸腾前和沸腾时现象比较:
观察阶段
观察内容
沸腾前
沸腾时
气泡
由大变小
由小变大
温度
逐渐升高
保持不变
声音
较大
变小
沸腾前气泡体积由大变小(因为液体温度没有达到沸点,上浮的气泡遇到上层冷水变小。)
沸腾时气泡体积由小变大(因为水的温度达到沸点,液体变气体进入气泡中,体积逐渐变大。)
刚烧水的时候,容器边出现气泡(因冷水中溶有少量空气,温度高,气体在液体中溶解少)
3、蒸发和沸腾的比较
比 较
蒸发
沸腾
相同点
都是汽化现象,都要吸热
不
同
点
发生部位
液体表面
内部及表面同时进行
温度条件
任何温度
一定温度(沸点)
剧烈程度
缓 慢
剧 烈
温度变化
降 低
不 变
影响因素
液体的温度、表面积和
液面上方的空气流动快慢
液面上的气压的大小
4、液化
(1)液化定义:物质从气态变成液态的过程叫作液化。
(2)气体液化的两种方法:降温和加压。
(3)应用:“白气”、雾、露等现象都是空气中的水蒸气液化形成的小液滴。
气体打火机、液化石油气等都是在常温下加压,将气体液化后储存起来。
在运载火箭中,同时采用降温和加压两种方法,将氧气和氢气液化,储存在箭体中。
(4)热管:当管的一端受热时,热端吸液芯中的液体吸热汽化,蒸汽沿气腔跑到冷端。在冷端放热液化后,又顺着吸液芯回到热端。如此往复。卫星就是利用热管将热从向阳侧搬到背阳侧,将两侧的温度控制在一定的范围内。
五、升华和凝华
1、定义:
(1)升华:物质直接从固态变到气态的过程叫作升华。
(2)凝华:物质直接从气态变到固态的过程叫作凝华。
2、实质:升华是固态物质表面的分子克服其他分子对它的引力进入空气中的过程,而凝华是气体分子碰到固体物质的表面,并被固体物质分子的引力所束缚的过程。
3、物质升华时要吸收热量,凝华时要放出热量。人们常利用升华吸热的特性来降低物质的温度。
①舞台云雾缭绕的景象:因为干冰升华会吸收空气中大量的热,致使空气的温度降低,从而使空气中的水蒸气迅速液化成雾状。
②干冰给食物降温保鲜:升华吸热,使食品降温。
③人工降雨:干冰升华→周围空气降温→水蒸气遇冷凝华→形成小冰晶下落→熔化成小水滴
4、常见的升华现象:
①樟脑丸和固体清新剂用久了消失不见;
②冰雕在空气中逐渐变小,冬天的结冰衣服直接晾干;
③碘加热直接变成了碘蒸汽。
5、常见的凝华现象:
①冰窗花:水蒸气凝华成小冰晶而形成,出现在温度较高的内侧。
②雾凇和霜:空气中的水蒸气遇冷凝华而成的小冰晶。
④冰棍外面的“霜”:空气中的水蒸气遇到冷冰棍凝华而成的小冰晶。
4、 6、自然界中水的物态变化:云、雨、雪、雾、露、霜
7、三态变化:
第3节 物质的变化和性质
一、物质的变化
1、研究物质的变化,需要我们细致的观察与分析。
2、物理变化与化学变化:
(1)物理变化:没有生成新的物质的变化叫作物理变化。一般是物质的形状和状态发生变化。如玻璃破碎、冰雪融化等。从微观角度看,构成物质的粒子不变,只是粒子间隔可能改变。
(2)化学变化:生成新的物质的变化叫作化学变化。变化中常伴随有颜色改变、放出气体、生成沉淀、发光、发热、吸热等现象。如铁的生锈、煤的燃烧等。从微观角度看,构成物质的粒子发生了变化,变成了产生了新的粒子。
3.物理变化与化学变化的比较
物理变化
化学变化
概念
没有生成新的物质的变化
生成了新的物质的变化
本质
有无新物质的产生
区别
宏观:没有新的物质生成
宏观:有新的物质生成
微观:构成物质的粒子不变,只是粒子间隔可能改变
微观:构成物质的粒子发生了变化,变成了另一种新的粒子
二、物质的性质;
1、物理性质:物质不需要发生化学变化就表现出来的性质叫作物理性质。如:颜色、状态、气味、硬度、熔点、沸点、密度、溶解性、挥发性、导电性、传热性、延展性、磁性等。
2、化学性质:物质在化学变化中表现出来的性质叫作化学性质。如可燃性、稳定性、氧化性、还原性、酸碱性、毒性、腐蚀性等。
3、构成物质的分子不同,所以它们的性质也不同。物质的结构决定其性质,物质的性质决定其用途。如酒精具有可燃性可作为燃料;石墨硬度小可制作铅笔芯;铜具有导电性可作导线。
三、温度对物质性质的影响
1、温度改变时,物质可能会发生物理变化或化学变化。如对水加热,物质的状态、密度等发生变化。加热硫酸铜晶体,蓝色晶体变成白色无水硫酸铜,这个反应从外界吸收热量。
2、往白色无水硫酸铜粉末中加水,温度升高,表示此反应会放出热量。由此可知,化学变化常伴随着能的转化。
3、物质发生物理变化或化学变化时会伴随着一些现象,我们可以通过观察、实验等方法,从物质的颜色、状态、温度(吸热或放热)、有无沉淀或气体生成等方面寻找证据,对各种证据进行分析,从而认识物质的变化和变化的规律。
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