内容正文:
物态变化
人教版八年级物理上册 · 知识点复习
1.7.2013
同学们好!今天我们来复习八年级物理上册的第三章——《物态变化》。这一章研究的是物质在固态、液态、气态之间的相互转化,内容非常贴近我们的日常生活。希望通过这次复习,大家能对物态变化有一个系统的认识。
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本章复习目标
01
理解概念
掌握熔化、凝固、汽化、液化、升华、凝华六种物态变化的定义、吸放热情况。
02
区分异同
能够区分晶体与非晶体、蒸发与沸腾的核心差异。
03
解读图像
学会分析晶体熔化、凝固图像和水的沸腾图像。
04
掌握实验
理解并掌握"探究固体熔化规律"和"探究水的沸腾"两个核心实验。
05
联系实际
能用物态变化知识解释生活中的常见现象。
1.7.2013
首先,我们明确一下本章的复习目标。我们需要掌握六种物态变化的定义和吸放热情况,区分晶体与非晶体、蒸发与沸腾,学会分析图像,掌握两个核心实验,并能用所学知识解释生活现象。
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知识点1:温度
温度的定义和物理意义
定义:
温度是表示物体冷热程度的物理量。
物理意义:
从微观角度看,温度反映了物体内部大量分子无规则运动的剧烈程度。
摄氏温度
单位:
摄氏度,符号为℃。
规定:
在1个标准大气压下:
0℃
纯净的冰水混合物
的温度。
100℃
纯水沸腾时
的温度。
一、温度
1.7.2013
在学习物态变化之前,我们首先要了解一个基础物理量——温度。温度表示物体的冷热程度,从微观上看,它反映了分子无规则运动的剧烈程度。我们常用的摄氏温度,是在标准大气压下,将冰水混合物的温度定为0℃,水的沸点定为100℃。
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工作原理
利用液体的热胀冷缩性质。常用液体有水银、酒精、煤油。
正确使用方法
(三步法)
01
使用前——"看"
看清量程和分度值。
02
使用时——"放"
玻璃泡要全部浸入被测液体,不能接触容器底或壁。
03
读数时——"读"
待示数稳定后,视线与液柱上表面相平,且玻璃泡要继续留在液体中。
知识点2:温度计的工作原理和使用方法
一、温度
1.7.2013
测量温度的工具是温度计,它的工作原理是利用液体的热胀冷缩。正确使用温度计需要记住三步法:使用前要看量程和分度值;使用时要将玻璃泡完全浸入液体,不能碰到容器;读数时视线要与液柱上表面相平,并且不能把温度计拿出来读数。
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专题练习1
小华同学在做“用温度计测量水的温度”实验:
(1)如图甲中,她的做法存在的错误是______________________________ ;读数时,图乙中正确的方法是_____(选填“a”、“b”或“c”);
(2)改正错误后,温度计的示数如图丙所示,则测得水的温度是_______℃;
温度计玻璃泡与容器底接触
b
22
题目
1.7.2013
我们来看一道关于温度计使用的练习题。图A、B、C都有明显的操作错误,只有图D的操作是正确的。读数时视线要与液柱上表面相平,这样才能得到准确的读数。
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知识点1:熔化和凝固
熔化
物质从固态变为液态的过程。
熔化吸热。
生活实例:
春天冰雪消融、铁块变成铁水。
凝固
物质从液态变为固态的过程。
凝固放热。
生活实例:
水结成冰、钢水浇铸成车轮。
二、熔化和凝固
1.7.2013
我们进入第一个模块:熔化和凝固。熔化是固态变液态,需要吸热,比如春天冰雪消融。凝固是液态变固态,会放热,比如水结成冰。这两个过程是互逆的。
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晶体
定义
有固定熔化温度的固体。
熔化特点
吸热,温度保持不变。
凝固特点
放热,温度保持不变。
熔点/凝固点
有固定的熔点和凝固点。
常见例子
冰、海波、各种金属、食盐、石英、水晶、明矾、萘。
非晶体
定义
没有固定熔化温度的固体。
熔化特点
吸热,温度持续上升。
凝固特点
放热,温度持续下降。
熔点/凝固点
没有固定的熔点和凝固点。
常见例子
蜡、松香、玻璃、沥青、塑料、橡胶。
知识点2:晶体与非晶体
二、熔化和凝固
1.7.2013
固体分为晶体和非晶体。它们的根本区别在于是否有固定的熔化温度。晶体有熔点,熔化时吸热但温度不变。非晶体没有熔点,熔化时吸热,温度持续上升。常见的晶体有冰、金属等,非晶体有蜡、玻璃等。
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固液共存态
吸热,温度不变(熔点)
液态
吸热升温
知识点3:晶体熔化和凝固图象
二、熔化和凝固
AB段
固态
吸热升温
BC段
CD段
熔点
固态
固液
共存态
液态
DE段
EF段
FG段
液态
固液共存态
固态
放热,温度不变(凝固点)
放热降温
放热降温
对于同一种晶体,其熔点与凝固点是相同的。
凝固点
液态
固液共存
固态
1.7.2013
这是晶体的熔化图像。我们可以把它分为三段。AB段是固态,吸热升温。BC段是熔化过程,处于固液共存态,虽然吸热,但温度保持不变,这个温度就是熔点。CD段是液态,继续吸热升温。
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专题练习2
题目
如图所示,是某种物质熔化时温度随时间变化的图像。下列说法正确的是( )
B
A、该物质是非晶体
B、该物质的熔点是80℃
C、该物质在第15min时处于固态
D、该物质从开始熔化到完全熔化持续35min
1.7.2013
我们来看一道关于熔化图像的练习题。这张图像有水平段,说明是晶体,所以A错。水平段对应的温度是80℃,就是熔点,所以B对。第15分钟已经熔化完毕,是液态,所以C错。晶体熔化时吸热但温度不变,所以D错。
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专题练习3
题目
冬天,菜窖里放几桶水可以防止蔬菜冻坏,这是因为水在凝固时会______热量,使菜窖内的温度不会太低。
放出
解析
水结成冰是凝固过程,凝固放热。放出的热量可以维持菜窖内的温度,防止蔬菜被冻坏。
此外,“下雪不冷化雪冷”也蕴含相同原理:下雪时,水蒸气凝华成雪,是放热过程,气温不会太低;而化雪时,雪熔化成水,是吸热过程,会从周围环境吸收大量热量,导致气温下降,所以感觉更冷。
1.7.2013
这道题考察的是凝固放热的应用。冬天在菜窖里放水,水凝固成冰时会放出热量,从而提高菜窖内的温度,保护蔬菜不被冻坏。这是一个非常经典的生活实例。
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实验探究一:探究固体熔化时温度的变化规律
实验目的
探究晶体和非晶体在熔化过程中温度的变化规律。
实验装置
采用水浴法加热,使固体受热均匀。
关键考点
1:为什么要将固体碾碎?
使固体受热更均匀,且便于温度计玻璃泡与固体充分接触。
2:安装实验器材为什么要自下而上顺序进行?
确保用外焰部分加热,再根据烧杯内水面的高低确定温度计悬挂的位置
3:如何缩短实验时间?
①用热水代替冷水;②减少水的质量;③增大酒精灯的火焰;④给烧杯加盖。
1.7.2013
接下来是本章的第一个核心实验:探究固体熔化规律。这个实验的关键是使用水浴法加热,优点是受热均匀。实验装置的组装顺序是自下而上。通过分析记录的数据绘制图像,我们可以判断物质是晶体还是非晶体。
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汽化
物质从液态变为气态的过程。
汽化吸热— 如烧开的水变成水蒸气。
液化
物质从气态变为液态的过程。
液化放热— 如水蒸气遇冷凝结成小水珠。
知识点1:汽化和液化
三、汽化和液化
1.7.2013
我们进入第二个模块:汽化和液化。汽化是液态变气态,需要吸热,比如水烧开变成水蒸气。液化是气态变液态,会放热,比如水蒸气遇冷变成小水珠。
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蒸发
发生部位
液体表面
温度条件
任何温度下都能发生
剧烈程度
缓慢的汽化现象
温度变化
自身及周围温度降低(致冷作用)
沸腾
发生部位
液体表面和内部同时发生
温度条件
达到沸点时才能发生
剧烈程度
剧烈的汽化现象
温度变化
温度保持不变
共同点
都是汽化现象,都需要吸热
蒸发致冷的原理
液体蒸发时,需要从周围环境或自身吸收热量,导致周围环境或自身的温度降低。例如,夏天在地面洒水、游泳后上岸感觉冷、天热时狗伸舌头,都是利用蒸发致冷。
知识点2:蒸发与沸腾(汽化两种方式)
三、汽化和液化
1.7.2013
汽化有两种方式:蒸发和沸腾。蒸发只在液体表面发生,任何温度下都能进行,比较缓慢,会使周围温度降低。沸腾则在液体表面和内部同时发生,需要达到沸点,非常剧烈,且温度保持不变。但它们都是汽化,都需要吸热。
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01
液体温度
温度越高,蒸发越快。
02
液体表面积
表面积越大,蒸发越快。
03
液体表面空气流速
空气流速越快,蒸发越快。
知识点3:影响蒸发快慢的因素
三、汽化和液化
1.7.2013
影响蒸发快慢有三个因素:温度、表面积和空气流速。温度越高、表面积越大、空气流速越快,蒸发就越快。比如我们晾衣服,会把衣服展开(增大表面积),放在通风的地方(加快空气流速),放在太阳下(提高温度),都是为了加快蒸发。
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降低温度
所有气体在温度降到足够低时都可以液化。
实例:
水蒸气遇冷变成小水珠(雾、露、"白气");夏天自来水管"出汗";冬天人口中呼出"白气";从冰箱拿出的饮料瓶"出汗"。
压缩体积
在一定温度下,压缩气体体积也可以使其液化。
实例:
液化石油气(LPG)、打火机中的丁烷气体。
知识点4:液化两种方式
三、汽化和液化
1.7.2013
使气体液化有两种方法:降低温度和压缩体积。我们生活中看到的各种"白气",比如冰棍周围的白气,都是水蒸气遇冷液化形成的。而液化石油气、打火机里的气体,则是通过压缩体积的方法液化的。
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电冰箱原理
液态制冷剂在冷冻室里汽化吸热;生成的蒸气又被压缩机压入冷凝器,在这里液化放热。
热棒的原理
液态氨从冻土中吸热汽化成气态氨,气态氨上升到热棒的上端,通过散热片向空气中液化放热,变回液态氨,又沉入棒底。
知识点5:电冰箱与热棒的原理
三、汽化和液化
1.7.2013
使气体液化有两种方法:降低温度和压缩体积。我们生活中看到的各种"白气",比如冰棍周围的白气,都是水蒸气遇冷液化形成的。而液化石油气、打火机里的气体,则是通过压缩体积的方法液化的。
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专题练习4
题目
炖汤”因味道好而深受人们喜爱。如图所示“炖汤”就是把汤料和水置于炖盅内,而炖盅则浸在大煲的水中,并用蒸架把盅与煲底隔离,下面说法错误的是( )
A.打开煲盖时,不小心被热气烫伤,比开水烫伤更严重,是因为水蒸气温度更高
B.若汤的沸点与水的沸点相同,当煲中的水沸腾后盅内的汤不会沸腾
C.喝汤时用嘴吹气可以使汤迅速降温,是因为蒸发吸热
D.沸腾后加大火焰,但是汤的温度不变
A
1.7.2013
这道题考察影响蒸发快慢的因素。A、B、D都是加快蒸发的措施。只有C选项,盖严瓶口,减小了空气流速,从而减慢了蒸发。
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专题练习5
题目
夏天,从冰箱里拿出的冰棍周围会冒"白气",这"白气"是( )
解析:
"白气"不是气体,而是液态的小水滴。夏天空气中有大量水蒸气,当它遇到从冰箱拿出的温度很低的冰棍时,会迅速降温液化成小水滴,形成我们看到的"白气"。
C
A、冰棍蒸发产生的水蒸气
B、冰棍升华产生的水蒸气
C、空气中的水蒸气液化形成的小水滴
D、空气中的水蒸气凝华形成的小冰晶
1.7.2013
这道题是关于液化现象的经典考题。大家要记住,"白气"不是气体,而是液态的小水滴。它是空气中的水蒸气遇冷液化形成的。
我们来分析一下:首先,"白气"是液态的,这是解题的关键。选项 A 和 B 都提到了水蒸气,水蒸气是无色透明的,我们看不见,所以 A 和 B 肯定是错误的。
选项 D 提到了凝华,凝华是气态直接变成固态,比如霜,而我们看到的"白气"是漂浮的液态小水滴,所以 D 也是错的。
正确答案是 C,空气中的水蒸气遇到冷的冰棍,温度降低,液化成了小水滴。
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实验探究二:探究水的沸腾
实验目的
探究水在沸腾前后温度变化的特点。
关键考点
1:水沸腾前后,气泡的变化有何不同?
沸腾前,气泡上升时体积逐渐变小;沸腾时,气泡上升时体积逐渐变大。
2:实验测得的水的沸点低于100℃,为什么?
气压越低,沸点越低。实验环境的大气压低于1个标准大气压。
3:撤去酒精灯后,水为什么还能继续沸腾一小会儿?
因为石棉网和烧杯底部的温度高于水的沸点,水可以继续从它们那里吸收热量。
温度计
盛水烧杯
石棉网
杯盖
1.7.2013
第二个核心实验是探究水的沸腾。这个实验有很多考点,比如如何缩短加热时间,如何观察气泡的变化,以及沸点与气压的关系。特别要注意,水的沸点在标准大气压下是100℃,气压越低,沸点越低。
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四、升华和凝华
知识点1:升华和凝华
升华
物质从固态直接变为气态的过程。
升华吸热— 如樟脑球变小了。
凝华
物质从气态直接变为固态的过程。
凝华放热— 如冰花、霜、雾凇的形成。
1.7.2013
最后一个模块是升华和凝华。这两种变化都跳过了液态,是固态和气态之间的直接转化。升华是固态直接变气态,需要吸热。凝华是气态直接变固态,会放热。
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01
衣柜里的樟脑丸变小甚至消失。
02
冬天,冰冻的衣服也能晾干。
03
用久了的白炽灯灯丝变细。
04
灯泡内的灯丝(钨丝)在高温下升华成钨蒸气,遇到冷的灯泡内壁又凝华成固态钨,使其变黑。
05
干冰(固态二氧化碳)升华吸热,用于人工降雨、舞台烟雾效果。
四、升华和凝华
知识点2:生活中的升华现象
1.7.2013
生活中有很多升华现象。比如樟脑丸变小,冰冻的衣服晾干,都是升华。干冰升华吸热,使周围空气温度骤降,水蒸气液化形成"烟雾",这在舞台和人工降雨中经常用到。
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窗户玻璃上的"冰花"
冬天窗户玻璃上的"冰花",通常出现在玻璃内侧。
雾凇(树挂)
俗称"树挂",是大自然中非常美丽的凝华景观。
霜的形成
深秋或冬天的清晨,地面或植物上出现的白色冰晶,是典型的夜间凝华现象。
雪的形成
高空中的水蒸气在温度急剧下降时,直接在尘埃上凝华成六角形的雪花。
霜前冷:霜是水蒸气凝华形成的,凝华需要温度足够低(0℃以下)。
雪后寒:雪融化时是熔化过程,需要吸热,导致气温下降。
四、升华和凝华
知识点3:生活中的凝华现象
1.7.2013
凝华现象也很常见。冬天窗户上的冰花,深秋的霜,美丽的雾凇,还有天上的雪,都是空气中的水蒸气在温度很低时直接凝华成固态形成的。
大家看左上角的图片,这就是我们冬天常见的"冰花",它通常出现在玻璃的内侧,这是因为室内温暖的水蒸气接触到冰冷的玻璃,迅速降温凝华而成。
再看左下角,深秋的清晨,我们常说"下霜了",这其实也是水蒸气在地表物体上的凝华。
右侧展示的雾凇,是大自然最美丽的杰作之一。还有那漫天飞舞的雪花,也是由云中小水滴直接凝华而成的。
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专题练习6
在舞台上喷洒干冰(固态二氧化碳)可以产生"白云",使舞蹈演员好像在云中飞舞。舞台上的这种"白云"是( )
A、干冰迅速升华成的二氧化碳气体
B、干冰迅速熔化后再蒸发形成的二氧化碳气体
C、干冰迅速升华吸热,使空气中的水蒸气液化形成的小水滴
D、干冰迅速升华吸热,使空气中的水蒸气凝华形成的小冰晶
C
题目
1.7.2013
这道题考察干冰的应用。干冰升华吸热,使周围空气温度降低,空气中的水蒸气液化成小水滴,形成了我们看到的"白云"。所以正确答案是C。
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专题练习7
题目
深秋的早晨,我们经常会看到地面上、草叶上有一层白色的霜,这是空气中的水蒸气遇冷______形成的。
凝华
解析
霜是固态的,是由空气中的水蒸气在夜晚温度很低时,直接变成固态形成的,这个过程是凝华。
1.7.2013
这道题考察凝华现象。霜是固态的,是由气态的水蒸气直接变成的,所以这个过程是凝华。
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专题练习8
题目
碘是人体必需的微量元素之一。碘的熔点为113.7 ℃,固态碘是_______(选填“晶体”或“非晶体”)。如图所示,在试管中放入少量的碘,将试管放入热水中,固态碘会_______(选填“吸收”或“放出”)热量,迅速_______(填物态变化名称)为碘蒸气。
观察碘的物态变化
升华
晶体
吸收
1.7.2013
这道题考察凝华现象。霜是固态的,是由气态的水蒸气直接变成的,所以这个过程是凝华。
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专题练习9
题目
北京冬奥会开幕式上二十四节气倒计时惊艳全场。“二十四节气”是中华智慧的结晶,下列有关节气的谚语说法正确的是( )
A.图甲,“雨水有雨,一年多雨”——雨的形成是液化现象,需要吸热
B.图乙,“白露秋分夜,一夜凉一夜”——露的形成是汽化现象,需要放热
C.图丙,“霜降有霜,米谷满仓”——霜的形成是凝华现象,需要放热
D.图丁,“大雪晴天,立春雪多”——雪的形成是凝固现象,需要放热
C
1.7.2013
这道题考察凝华现象。霜是固态的,是由气态的水蒸气直接变成的,所以这个过程是凝华。
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核心数据汇总
冰 (水)
熔点 (℃)
0
沸点 (℃)
100
酒精
熔点 (℃)
-117
沸点 (℃)
78
水银
熔点 (℃)
-39
沸点 (℃)
357
铁
熔点 (℃)
1535
沸点 (℃)
2750
以上数据均在标准大气压下测得,其中水的熔点 0℃ 与沸点 100℃ 是考试高频考点。
1.7.2013
最后,我们把本章的一些核心数据汇总一下。这些常见物质的熔点和沸点,特别是水的熔点0℃和沸点100℃,是考试的高频考点,希望大家能记住。
除了水,大家也可以关注一下酒精,它的熔点非常低,这也是它能作为防冻液的原因。而水银,也就是汞,是常温下唯一的液态金属。最后是铁,作为常见的金属,它具有极高的熔点。
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探索物理奥秘 · 感受热学魅力
1.7.2013
本次关于《物态变化》的复习课到此结束。希望通过今天的学习,大家对本章的知识有了更深刻的理解和掌握。物理的世界充满了奥秘,等待着我们去探索。感谢大家的观看!
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