内容正文:
第3章 物质的特性
第1节 质量和密度
知识点1:质量的特点
质量是物体的一种属性。物体的质量不随它的位置、形状、温度或状态等的改变而改变,物体质量大小取决于该物体所含物质的多少。
例如:①“冰墩墩”玩偶从地面带到空间站,位置改变了,质量不变。
②长方体橡皮泥搓成圆柱体,形状改变了,质量不变。
③冰熔化成水,状态改变了,质量不变。
④铁块加热后,温度改变了,质量不变。
知识点2:质量的测量
1.托盘天平的使用方法
(1)放:先将托盘天平放在水平面上。
(2)移:将游码移到横梁标尺左端的零刻度线处。
(3)调:调节平衡螺母,使指针对准分度盘的中央刻度线处或指针左右摆动的幅度相同。
(4)称:把被测物体轻放于已调好的天平的左盘内,估计被测物体的质量,用镊子按“从大到小”的顺序向右盘依次添加砝码(左物右码),若最小的砝码也不能使横梁平衡,此时需要移动游码(相当于在右盘中加了一个更小的砝码),直到指针指在分度盘中央刻度线处或左右摆动幅度相同。特别提醒,此时不能调节平衡螺母。
(5)读:将右盘中砝码的总质量加上游码在标尺上所对应的质量,即是被测物体的质量。游码在标尺上读数时,应以游码左侧边缘所对刻度为准,如图所示,砝码总质量为75g,游码指示的质量值为3.4g,物体的质量为75g+3.4g=78.4g。
(6)收:称量完毕,用镊子将砝码放回砝码盒,并使游码归零。
2.使用托盘天平的注意事项
(1)每台天平能够测量的最大质量叫作天平的称量。用天平测量物体的质量前要先估计被测物体的质量,不能超过天平的称量。
(2)取放砝码、移动游码要用镊子,轻拿轻放,测量完毕砝码放回盒内。
(3)不要把潮湿的物体和化学药品直接放在天平托盘上,防止锈蚀。应在左、右两盘中各放一张相同质量、同样大小的纸,药品和砝码放在纸上。如果称量液体质量,则必须装在玻璃器皿内。
3.用天平称量物体的质量
测量方法
具体步骤
固体质量的测量
①将待测物体放在已调好的天平左盘中;
②根据估测值在右盘中加减砝码并调节游码,使横梁恢复平衡;
③将所用砝码的质量和游码对应的质量相加
液体质量的测量
①测量空容器质量m1;
②测量容器和待测液体的总质量m2;
③用总质量减去空容器质量就是待液体质量偏小测液体的质量,即m=m2-m1,
(①②步骤不能颠倒,若颠倒,容器上有残留的待判液体,会导致量的)
粉状物体质量的测量
先在调好的天平两盘中各放一张相同的纸片,然后再按一般固体质量的测量方法进行测量
累积法测微小物体的质量
先测出几十甚至上百个相同物体的总质量m总,然后用总质量除以物体的个数n,即得每个物体的质量
适用于被物体的质量很小,且这些物体规格相同时,如一枚回形针、一粒米等
取样法测较大物体的质量
测量已知总长度为1的铜线的质量m总,若铜线质量太大而无法用天平直接测量,可以先测一小段长度为1的铜线的质量m,根据比例关系可得铜线的质量
知识点3:密度
1.密度的特性
“密度是物质的一种特性”这句话的含义:①每种物质都有它确定的密度,对于同种状态的同一物质来说,密度是不变的,它的质量与体积成正比,例如对于铝制品来说,不论它体积多大、质量多少,单位体积的铝的质量是不变的;②不同的物质,其密度一般不同,平时习惯上讲“铁比棉花重”是指铁的密度大于棉花的密度,在相同体积的情况下,铁的质量大于棉花的质量;③密度与该物质组成的物体的质量、体积、形状、运动状态等无关。
是密度的计算式,而不是决定式;密度取决于物质的种类、状态等,不能认为物质的密度与质量成正比,与体积成反比。
2.常见物质的密度
(1)记住一些常见物质的密度,如P水=1.0×10³kg/m³=1.0gcm³。
(2)了解常见物质密度的大小关系,如ρ金>ρ铅>ρ钢>ρ铁>ρ铝,ρ水>ρ酒精,ρ水>ρ冰等。
(3)部分物质的密度相等,如冰与石蜡,煤油与酒精。
(4)气体的密度特点:由于气体具有流动性,所以气体的体积是盛它的整个容器的容积,如将一瓶氧气用去一半后,其质量减小一半,而体积仍为原氧气瓶的容积,故氧气的密度变为原来的一半。
3.密度的计算与应用
1.计算密度、质量和体积
计算物质的密度:,通过转化由m=ρV计算物体质量,由计算物体的体积
2.应用
(1)物质的鉴别:测出物体的质量和体积,根据公式计算出它的密度,把测出的密度值与密度表中各种物质的密度比较,即可知该物体可能是由什么物质组成。
(2)鉴别物体是否空心:通过密度公式及其变形式,计算物体的密度、体积或质量,再与相应的量进行比较,从而可以知道物体是实心的还是空心的。
3.与密度有关的生活现象
由密度表可知,水的密度为1.0×10³kg/m³,冰的密度为0.9×10³kg/m3。水结冰后,质量不变,而水的密度大于冰的密度,根据密度公变形式可知,水的体积小于冰的体积,即水结冰后,体积变大。寒冷地区冬天水管被冻裂就是水结冰后膨胀所导致的。冰的熔化和水的冻结现象,会使岩石发生物理风化,也会使道路等建筑物开裂。
4.密度的测量
1.实验原理:
根据密度的计算公式可知,要测量物体的密度,就要测出物体的质量和相应的体积,然后根据密度公式求出它的密度。
2.实验器材:托盘天平、量筒、石块、烧杯、水、盐水、细线。
3.测量石块的密度(该实验应光判质量再测体滤,可以 减小因测物体上站有水而导致 的误差。
(1)用天平测出石块的质量m。
(2)向量筒中倒入适量的水,记下水面的刻度值V₁。
(3)用细线将石块拴住,缓缓放入量筒中的水里,并使之完全浸入,记下水面的刻度值V₂。
(4)将有关数据填人下表,计算出石块的密度
小石块的质量m/g
水的体积
V₁/cm³
小石块和水的总体积V₂/cm³
小石块的体积
V/cm³
小石块的密度
ρ/(g·cm-3)
4.测量盐水的密度
(1)将适量盐水倒入量筒中,测出盐水的体积V。
(2)用天平测出空烧杯的质量m₁。
(3)将量筒中的盐水倒入烧杯中,用天平测出烧杯和盐水的总质量m2。
(4)将实验数据填入下表并计算出盐水的密度。
盐水的体积
V/cm³
烧杯的质量m/g
烧杯和盐水的总质量m2/g
盐水的质量m/g
盐水的密度
ρ/(g·cm-3)
拓展:差量法测盐水的密度
(1)将适量盐水倒人烧杯中,用天平测出烧杯和盐水的总质量m。
(2)将烧杯中的盐水倒入量筒中一部分,测出烧杯和剩余盐水的总质量m2
(3)读出量筒中盐水的体积V。
(4)将实验数据填入下表并计算出盐水的密度
烧杯和盐水的总质量m1/g
烧杯和剩余盐水的总质量m2/g
量筒中盐水的质量m/g
量筒中盐水的体积V/cm³
盐水的密度ρ/
(g·cm-3)
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第2节 物态变化
知识点1:物质的三态
1.物质的三态:物质常见的三种状态是固态、液态和气态。例如,常温下,瓶里的水是液态,放在冰箱冷冻室中,瓶内水结冰变成固态,加热后瓶内水变成气态的水蒸气。
2.热传递
热传递是热从温度高的物体传到温度低的物体,或者从物体的高温部分传到低温部分的过程。
实质:热传递的实质就是热量从高温物体向低温物体转移的过程,这是能量转移的一种方式。热传递转移的是能量,而不是温度。
知识点2:熔化与凝固
1.熔化:物质从固态变成液态的过程。例如,春天,冰雪消融;加热蜂蜡时,蜂蜡会慢慢变软,最后变成液态。
2.凝固:物质从液态变成固态的过程。例如,把加热熔化的石蜡倒入玩具模子,做出各种各样的固体玩具;熔化后的铁水冷却后变成铁锅。
3.熔化与溶化的区别:熔化是表示物质由固态变为液态;溶化表示物质溶解的过程,如蔗糖放入水中消失了。前者是物质本身从固态变成了液态的现象,后者则是固体物质借助液体在液体中分散开来的现象,因此有无借助液体是辨别两者的关键。
4.熔化吸热、凝固放热
海波在熔化过程中虽然温度保持不变,但要继续吸收热量,才能确保熔化过程的完成,可见海波在熔化过程中吸收的热量不是用来升高温度的,而是用来完成熔化的。相反,液体在凝固过程中要放出热量。松香也是在熔化时吸收热量,在凝固时放出热量。
知识点3:汽化和液化
1.汽化和液化的概念
物质从液态变为气态的过程叫作汽化,从气态变为液态的过程叫作液化。汽化和液化是相反的过程,这一过程是可逆的。
2.汽化的两种方式:蒸发和沸腾。
3.蒸发:在任何温度下都能进行的汽化现象。
4.影响蒸发快慢的因素:液体的温度、液体的表面积、液面上方空气流动的快慢。
5.蒸发制冷:温度计从酒精中取出后,酒精蒸发吸热,导致温度计示数降低。游泳的人上岸后,风一吹,水蒸发加快,蒸发吸热,导致人自身温度降低,人会感觉特别凉。
蒸发制冷的一些具体应用:
①病人发高烧时,在皮肤上擦酒精使病人体温下降,是利用酒精蒸发从人体吸收热量,使皮肤温度降低。②炎热的夏季,人能利用汗液的蒸发来调控体温。
6.沸腾
(1)沸腾是液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象。
(2)水沸腾时温度不是100℃的原因有两种:一是外界大气压不是标准大气压;二是温度计可能不准确。
(3)缩短加热到沸腾的时间的方法:沸腾前烧杯上加盖,减少水的质量,用初温比较高的水进行实验等。
(4)沸点
①含义:液体沸腾时的温度叫作沸点。在标准大气压下,水的沸点是100℃,酒精的沸点是78℃。
②沸点与气压的关系:液体的沸点与液体上方的气压有关。气压越高,沸点越高;气压越低,沸点越低。③不同的液体具有不同的沸点。
④低沸点物质的用途——冷冻治疗:医生常用汽化得很快的氯乙烷作麻醉剂,使病人的皮肤冷却到失去疼痛感觉的程度后进行手术。
7.液化
(1)液化现象
①冬季,当门窗关紧后一段时间,教室玻璃窗内侧出现了一层水雾而变得模糊不清,这是教室里空气中的水蒸气在玻璃上发生液化而形成的。
②冬天还可以看到户外的人不断呼出“白气”,这是呼出的水蒸气遇到冷空气液化凝结成的小水珠。
③清晨,路边花草上的小水滴是空气中的水蒸气遇冷液化形成的。
(2)理解液化应注意的三个问题
①所有气体在温度降到足够低时都可以被液化。
②有的气体单靠压缩体积不能使它液化,必须同时使它降低到一定温度,例如氮气。
③凡具有如下字样的相关物态变化都是液化现象:雾、露、“白气”“出汗”等,这些现象通常是空气中的水蒸气遇冷放热液化产生的,而不是空气液化产生的。空气液化需要极低的温度,常压下,空气中占主要成分的氮气大约在-196℃液化,氧气大约在-183℃液化。
(3)汽化吸热、液化放热的应用
①热管
热管的金属外壳内衬垫一层多孔材料的吸液芯,吸液芯中充以酒精或其他液体,中心是气腔。当管的一端受热时,热端吸液芯内的液体吸热汽化,蒸气沿气腔跑到冷端,在冷端放热液化后,又顺着吸液芯回到热端,如此循环往复。卫星就是利用热管将热从向阳面“搬”到背阴面,使两侧的温度趋于平衡。
②电冰箱
低沸点的冷凝剂在蒸发器里汽化,吸收了冷冻室里的热,使冷冻室里的温度降低。压缩机将产生的蒸气抽走,压入冷凝器,使之液化并把冰箱里带来的热放出。冷凝剂液化后重新回到蒸发器里,如此循环工作,从而使冷冻室保持相当低的温度。
知识点4:升华和凝华
1.升华
(1)概念:物体从固态直接变成气态的过程。
(2)升华吸热:升华要从周围环境吸热,使周围环境的温度降低,所以升华有制冷作用。人们利用这个特点来降温。如利用干冰升华时吸收大量热来实施人工降雨,制造舞台烟雾效果,食品冷藏,医疗麻醉等。
2.凝华
(1)概念:物体从气态直接变成固态的过程。
(2)凝华放热。
(3)用分子运动的观点解释升华和凝华
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,而凝华则是气体分子碰到固态物质的表面,并被固态物质分子的引力所束缚的过程。
知识点5:云 、 雨 、 雪 、 雾 、 露 、 霜
自然界中有很多自然现象都和科学有关,其中的云、 雨、雾、露、霜、雪、冰雹是常见的自然现象,它们的成因及 物态变化名称如下:
自然现象
成因
云
太阳照在地球上,气温升高,含有水蒸气的高温空气快 速上升,在上升过程中,空气逐渐冷却,水蒸气液化成 小水滴或凝华成小冰晶,便形成云
雨
云中的小水珠或小冰晶,随着气流的急速升降而上下 运动,它们相遇后越聚越大,达到一定程度后就会下 落。在下落过程中,小冰晶吸热熔化成小水珠,与原来 的小水珠一起落到地面,这就是雨
雾
空气中的水蒸气在地面附近遇冷液化成了小水珠,便 形成雾
露
在天气较热的时候,空气中的水蒸气在早晨遇到温度 较低的树叶、花草等,液化成小水珠附着在它们的表面 而形成露
霜、雪
地表附近的水蒸气遇到0℃以下的地表物体如植物时 凝华为小冰晶,这就是霜;如果高空的温度在0℃以 下,水蒸气凝华成小冰晶,便以雪的形式降到地面
冰雹
云中的水珠被上升气流带到气温低于0℃的高空,凝固为小冰珠,小冰珠在下落时,其外层受热熔化成 水 , 并彼此结合,使冰珠越来越大,如果上升气流很强,冰 珠就会再升入高空,在其表面形成一层冰壳,经过多次 上下翻腾,能结合成较大的冰珠,当上升气流托不住它 时,冰珠就落到地面,形成冰雹
第3节 物质的变化与性质
知识点1:物理变化和化学变化的区别
物理变化和化学变化的区别和联系
项目
物理变化
化学变化
概念
没有新物质产生的变化
有新物质产生的变化
实质
宏观
没有新物质生成
有新物质生成
微观
变化过程中分子不变,分子的间隙发生变化
分子发生了变化,变成另一种物质的分子
联系
在化学变化中,一定伴随着物理变化;在物理变化中,不一定同时发生化学变化
知识点2:物质的性质与物质的变化的区别和联系
类型
物质的性质
物质的变化
区别
物质的性质是物质的固有属性,是变化的内因,通常用“能”“会”“可”“易”“难”“具有”等词语来表达
物质的变化是一个过程,是性质的具体体现,变化的发生需要一定的时间,可用“在”“了”等字眼描述“变”的过程
示例
酒精易挥发
酒精能燃烧
酒精挥发
酒精燃烧
联系
物质的性质决定物质的变化,物质的变化反映物质的性质
知识点3:温度对物质性质的影响
1.当温度改变时,物质会发生物理变化,如物质的状态、密度等发生变化。
(1)我们给冰块加热,冰块吸收热后,逐渐熔化成水。继续加热,水的温度不断升高,最后沸腾,水变成水蒸气,这是因为熔化和沸腾需要从外界吸收热。
(2)高温的水蒸气冷却,水蒸气放出热,逐渐液化成水,甚至凝固成冰,这是因为液化和凝固需要让物质放出热。
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