4.2 汽化和液化(知识解读)2026-2027学年八年级物理上册同步知识解读与专题训练(新教材,苏科版)
2026-09-10
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摘要:
本讲义聚焦初中物理“汽化和液化”核心知识点,系统梳理汽化(沸腾、蒸发)和液化(降低温度、压缩体积)的概念、现象、条件及能量变化,构建物态变化学习的基础支架,为后续热学知识学习奠定逻辑脉络。
该资料通过“探究水沸腾特点”“影响蒸发快慢因素”等实验设计培养科学探究能力,结合热棒、坎儿井等生活实例深化物理观念,题型分层递进助力科学思维养成,课中辅助教师实验教学,课后通过随堂巩固帮助学生查漏补缺。
内容正文:
4.2 汽化和液化(知识解读)
【新教材苏科版】
题型归纳
【题型1 汽化的概念和现象】 3
【题型2 沸腾的现象及特征】 5
【题型3 沸腾的条件、沸点】 7
【题型4 探究水在沸腾前后温度变化的特点】 9
【题型5 蒸发的现象及特征】 12
【题型6 探究影响液体蒸发快慢的因素】 14
【题型7 蒸发致冷的应用】 17
【题型8 液化的概念和现象】 18
【题型9 降低温度液化】 21
【题型10 压缩体积液化】 22
【随堂巩固】 24
考点1
沸腾
1、气化:物质从液态变为气态的过程叫汽化。
(1)汽化有两种形式,分别是沸腾和蒸发(均属于汽化,但发生条件、现象不同)。
(2)汽化时能量的传递:汽化时要吸热(例:夏天洒水后感觉凉爽,因水蒸发吸热)。
2、沸腾的定义:在一定温度下在液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象。
(1)沸腾的条件:达到沸点,继续吸热。
(2)沸点:液体沸腾时的温度。
3、气压影响液体沸点
(1)液体的沸点跟气压有关,气压增大,沸点升高;气压减小,沸点降低.但液体沸腾时温度保持不变。
(2)理由:液体在挥发的时候产生蒸气压,当蒸气压(饱和蒸气压)等于外界的压力时,液体就会沸腾,此时的温度就是液体的沸点。
(3)当外界的压力增大时,必须升高温度才能使蒸气压增大以等于外界压力,达到沸腾.当外界压力降低时,温度比较低的时候就能够使蒸气压等于外界压力,达到沸腾。
4、沸腾特点:沸腾前温度升高,继续加热,达到一定温度沸腾,且温度保持不变。停止加热,不再沸腾。沸腾时,剧烈的汽化现象,大量的气泡上升、变大,到水面破裂,里面的水蒸气散发到空气中。虽继续加热,它的温度不变。
5、探究水的沸腾实验
(1)实验目的:通过实验探究,知道水在沸腾过程中温度和状态变化的变化有什么特点。
(2)实验器材:铁架台、酒精灯、火柴、石棉网、烧杯、中心有孔的纸板、温度计、水、停表(秒表)。
(3)实验步骤
步骤①安装实验仪器。
步骤②用酒精灯给水加热并观察。
步骤③当水温接近90℃时每隔1min 记录一次温度,并观察水的沸腾现象。
步骤④完成水沸腾时温度和时间关系的曲线。
(4)实验现象:水沸腾时的现象:剧烈的汽化现象,大量的气泡上升、变大,到水面破裂,里面的水蒸气散发到空气中。虽继续加热,它的温度不变。
(5)实验结论:水在沸腾过程中,继续加热,温度保持不变。
6、常见的汽化现象
(1)湿衣服晾干:衣服上的液态水在表面缓慢蒸发(汽化的一种),变成水蒸气扩散到空气中,展开晾晒或放在通风处能加快这一过程。
(2)水壶里的水烧开:水加热到 100℃(标准大气压下沸点)后,表面和内部同时剧烈沸腾(汽化的一种),产生大量气泡,液态水变成水蒸气。
(3)湿手自然变干:手上的水分通过表面蒸发(汽化)消失,用风扇吹时,空气流动加快,蒸发更快,手还会因蒸发吸热感觉凉爽。
(4)熬汤时汤沸腾冒泡:汤加热到沸点后持续吸热,表面和内部剧烈沸腾(汽化),产生气泡,汤中的液态水逐渐汽化为水蒸气,导致汤量慢慢减少。
【题型1 】
【例1】夏天人们常用喷雾杀虫剂灭蚊。杀虫剂在金属罐中是液态,在工厂进行灌装时是通过压缩体积的方法使气体液化储存在金属罐中的。使用时按下按钮喷嘴喷出一定的药剂后,会感觉到金属罐变凉,这是由于喷洒时罐内部分液体迅速________(填物态变化),这个过程需要________(选填“吸收”“放出”)热量。
【答案】 汽化 吸收
【详解】使用时罐内的液态药剂从喷嘴喷出后,液态药剂会快速由液态变为气态,这个物态变化是汽化;
汽化过程属于吸热的物态变化,会从周围包括金属罐自身吸收热量,因此金属罐的温度下降,摸起来会变凉。
【变式1-1】戴着老花镜的爷爷进出空调屋时,发现眼镜片变湿润且模糊了,如图所示。发生该现象的条件及对应的物态变化是( )
A.冬天从空调屋到室外,汽化 B.夏天从空调屋到室外,汽化
C.冬天从室外到空调屋,液化 D.夏天从室外到空调屋,液化
【答案】C
【详解】镜片变模糊是因为水蒸气变成液态小水珠附着在镜片上,属于液化现象,液化的条件是:温度较高的水蒸气遇到温度低于它的镜片,放热液化。
A.冬天从空调屋到室外,镜片温度和温暖的空调屋一致,高于室外温度,室外水蒸气温度低于镜片,不会液化,且描述的物态变化错误,故A错误;
B.夏天从空调屋到室外,冷镜片遇到室外高温水蒸气,会发生液化,不是汽化,物态变化描述错误,故B错误;
C.冬天从室外到空调屋,冬天室外温度低,镜片温度低于温暖的空调屋,屋内温度较高的水蒸气遇到冷镜片,放热液化成小水珠,使镜片模糊,符合条件和物态变化,故C正确;
D.夏天从室外到空调屋,镜片温度和炎热的室外一致,高于空调屋温度,空调屋内水蒸气温度低于镜片,水蒸气不会遇冷液化,不会出现该现象,故D错误。
故选C。
【变式1-2】物理项目小组设计了海水淡化装置,如图所示。将直角玻璃罩倒扣在收集盘上,在阳光照射下可将放在中央小盘子里的海水淡化,利用所学知识判断下列说法中正确的是( )
A.若阳光垂直于玻璃罩表面照射,光线穿过玻璃罩时会发生偏折
B.海水变为水蒸气的过程需要放热
C.水蒸气遇玻璃罩内壁液化成淡水水滴
D.光在空气和玻璃中的传播速度是相同的
【答案】C
【详解】A.当光线垂直于玻璃罩表面入射时,光线的传播方向不发生改变,穿过玻璃罩时不会发生偏折,故A错误;
B.海水变为水蒸气的过程是汽化现象,汽化过程需要吸热,不是放热,故B错误;
C.海水汽化产生的水蒸气温度较高,遇到温度更低的玻璃罩内壁会液化形成淡水水滴,故C正确;
D.光在不同介质中的传播速度不同,光在空气中的传播速度大于在玻璃中的传播速度,故D错误。
故选C。
【变式1-3】如图所示是保证冻土区路基稳定性的热棒,其中填充低沸点的液态氨作为“制冷剂”。热棒下端插在冻土中,下端的液态氨从冻土中______________(选填“吸收”或“放出”)大量的热变成气态氨,从而有效地给路基降温保持冻土的坚硬;上升到热棒上端的气态氨由于外界气温较低,会______________(填物态变化名称)成液态氨并沉入棒底。
【答案】 吸收 液化
【详解】因液态氨变为气态氨是汽化过程,汽化吸热,故从冻土中吸收大量的热。因气态氨变为液态氨是气态变为液态的过程,故该物态变化为液化。
【题型2 沸腾的现象及特征】
【例2】如图所示,在探究“水的沸腾规律”时,发现“水中产生大量气泡,气泡在上升的过程中越来越大”就说明水沸腾了,此时气泡内的气体主要是______(选填“空气”或“水蒸气”)。停止加热水就停止沸腾,说明水的沸腾过程需要持续______。
【答案】 水蒸气 吸热
【详解】水沸腾时,内部和外部液态水持续汽化为气态,因此上升气泡内的气体主要是水蒸气。
停止加热后水无法继续吸收热量,沸腾就停止,这说明水沸腾过程需要持续吸热。
【变式2-1】蒸发和沸腾是汽化的两种方式。下列有关如图所示的情境说法正确的是( )
A.甲:烧杯口的“白气”是水蒸气
B.甲:水沸腾过程中,持续吸热,温度持续升高
C.乙:烧杯中的水蒸发同时发生在液体表面和内部
D.丙:晒衣服时,把衣服摊开,可以增大水的表面积,加快水分的蒸发
【答案】D
【详解】A.“白气”是水蒸气遇冷液化形成的小水珠,故A错误;
B.水沸腾过程中持续吸热,温度保持不变,故B错误;
C.蒸发只发生在液体表面,故C错误;
D.把衣服摊开增大了水的表面积,可以加快水分的蒸发,故D正确。
故选D。
【变式2-2】关于蒸发和沸腾,下列说法正确的是( )
A.蒸发只发生在液体表面,但必须达到一定的温度才能发生
B.沸腾可发生在液体的表面或内部,对温度没有限制
C.液体蒸发时温度保持不变
D.蒸发与沸腾都是汽化现象,都需要吸热
【答案】D
【详解】A.蒸发是在液体表面发生的缓慢汽化现象,其特点是可以在任何温度下进行,并非必须达到一定温度,故A错误。
B.沸腾是在液体表面和内部同时发生的剧烈汽化现象,其发生条件是必须达到沸点且继续吸热,对温度有明确限制(需达到沸点)。故B错误。
C.液体蒸发时需要从周围环境或自身吸热,导致液体温度降低(即蒸发吸热致冷),并非温度保持不变。故C错误。
D.蒸发和沸腾都是物质从液态变为气态的过程,属于汽化现象,且两者都需要吸收热量。故D说法正确。
故选D。
【变式2-3】如图所示,这是小明探究水沸腾时的装置以及实验时观察到水中气泡上升的两种情形,实验中应选用___________(选填“酒精”或“水银”)温度计;图___________所示的是水正在沸腾时水中气泡上升的情形,气泡上升时气泡内水蒸气的质量___________(选填“变多”、“变少”或“不变”)(实验时的大气压为标准大气压,酒精的熔点为-117℃、沸点为78℃,水银的熔点为-39℃、沸点为357℃)。
【答案】 水银 乙 变多
【详解】[1]标准大气压下水的沸点是100℃,酒精沸点为78℃,低于水的沸点,不能用于测量水的沸点;水银沸点为357℃,高于水的沸点,因此应选用水银温度计。
[2]沸腾时的气泡:水沸腾时,整个容器内水温相同,气泡上升过程中,水压减小,气泡体积变大,图乙所示为水正在沸腾时的气泡情形。
[3]水沸腾时,液态水不断汽化为水蒸气进入气泡,因此气泡内水蒸气的质量变多。
【题型3 】
【例3】生活中常把碗放在锅里的水中蒸食物。如图所示。当锅里的水沸腾以后,碗中的水( )
A.同时沸腾 B.温度达到沸点,不会沸腾
C.稍后也沸腾了 D.温度低于沸点,不会沸腾
【答案】B
【详解】液体沸腾需要同时满足两个条件:一是达到沸点,二是持续吸收热量。当锅里的水沸腾后,继续吸热但温度保持在沸点不变。碗中的水通过与锅中沸水热传递,温度能升高到沸点,此时碗内外水温相同,不存在温度差,碗中的水无法继续吸收热量,虽然温度达到了沸点,但不满足持续吸热这个条件,所以不会沸腾。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【变式3-1】如图所示,小试管甲内装的水、小试管乙内装的酒精。用酒精灯给大烧杯加热,使大烧杯内的水不断沸腾,则关于小试管甲、乙说法正确的是( )
A.甲、乙两试管内的液体都不会沸腾 B.试管乙内的酒精不能达到沸点
C.试管甲内的水能达到沸点,且沸腾 D.试管乙内的酒精能达到沸点,且沸腾
【答案】D
【详解】大烧杯内的水沸腾,温度保持在水的沸点不变;甲试管内的水能达到水的沸点,但因与烧杯内水温相同无法继续吸热,故不能沸腾;酒精沸点低于水的沸点,乙试管内的酒精能达到沸点,且因烧杯内水温高于酒精沸点能继续吸热,故能沸腾,故ABC错误,D正确。
故选D。
【变式3-2】一个标准大气压下,小明用相同的烧杯盛等量的水,并用相同热源同时加热。如下图所示,甲烧杯为隔水加热,乙烧杯为隔油加热,丙烧杯为隔砂加热,加热足够长时间后,测得大烧杯内物质的温度分别为水温100℃、油温300℃、砂温600℃,且观察到有两个小烧杯中的水呈现沸腾状态,此时三个小烧杯中水的温度大小关系为___________(用、、表示)。
【答案】
【详解】标准大气压下水的沸点为100℃,液体沸腾时温度保持沸点不变。
甲的大烧杯内水温为100℃,小烧杯内的水通过热传递温度可达100℃,因与大烧杯中水温度相同,无法继续吸热,故温度为100℃。
乙的大烧杯内油温300℃,高于水的沸点,小烧杯内的水达到沸点后可持续吸热,沸腾时温度保持100℃。
丙的大烧杯内砂温600℃,高于水的沸点,小烧杯内的水达到沸点后可持续吸热,沸腾时温度保持100℃。因此三个小烧杯中水的温度相等。
【变式3-3】“冬至到,家家户户吃水饺”,吃饺子是我们过冬至的传统习俗.如图所示,在煮饺子时,看到锅上方会冒“白气”,这属于__________现象(选填物态变化名称).煮饺子是需要一定时间的,所以加大火力__________(选填“可以”或“不可以”)更快煮熟饺子。
【答案】 液化 不可以
【详解】锅上方的“白气”本质是高温水蒸气遇冷后形成的小水滴,是气态变为液态的过程,属于液化现象。
水沸腾的特点是持续吸热,但温度保持不变。水烧开后温度会稳定在沸点,此时即使加大火力,水温也不会继续升高,无法让饺子吸收热量的速度变快,因此不可以更快煮熟饺子。
【题型4 】
【例4】小红在做“探究水的沸腾”实验中:
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
温度/℃
91
93
95
97
99
99
99
99
99
(1)实验装置如图甲所示,在组装过程中需要先调整的是支架______(选填“A”或“B”);
(2)某实验小组观察到沸腾前和沸腾时水中气泡上升过程中的两种情况如图乙中的a、b所示,则图______是水沸腾时的情况;
(3)如表所示是实验获得的数据,从实验数据可以看出,水的沸点是______℃;
(4)如果将一定质量的水加热至沸腾,其温度与时间的关系图像如图丙中图线a所示。若重新进行一次实验,实验中仅增加了水的质量,则得到的温度与时间的关系图线应为______(选填“a”“b”“c”或“d”);
【答案】(1)B
(2)a
(3)99
(4)c
【详解】(1)由于要用酒精灯的外焰加热,所以需先根据酒精灯固定B的高度。
(2)沸腾前气泡越往上越小,这是因为气泡中的水蒸气的温度高于水的温度,所以水蒸气不断液化,故气泡变小,所以b是水沸腾前的情况。水正在沸腾时,气泡上升过程中,水不断汽化,气泡中的水蒸气增多,所以气泡体积越来越大,a是沸腾时的情况。
(3)由表格中数据知道,水在沸腾过程中温度保持99℃不变,所以水的沸点是99℃。
(4)仅增加水的质量时,水的初温、沸点都不会改变,但需要吸收更多热量才能升温到沸点,因此加热至沸腾的时间会变长,对应图线c。
【变式4-1】如图所示是某小组“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验装置及根据实验数据绘制的图像,下列分析正确的是( )
A.水不断冒出“白气”是汽化现象
B.水沸腾时,水中上升的气泡由大变小
C.水沸腾时温度不变,需要吸热
D.该实验地点的气压高于1标准大气压
【答案】C
【详解】A.“白气”是高温水蒸气遇冷液化形成的小水珠,属于液化现象,故A错误;
B.水沸腾时,整个容器内水温相同,气泡上升过程中,周围的水不断汽化进入气泡,气泡由小变大,故B错误;
C.整个实验中需要持续加热,结合图像可知,水沸腾时温度保持不变,故C正确;
D.由图像可知水的沸点,1标准大气压下水的沸点,因为,且液体沸点随气压降低而降低,所以该实验地点的气压低于1标准大气压,故D错误。
故选C。
【变式4-2】在“观察水的沸腾”的实验中,某实验小组观察到水沸腾前和沸腾时水中气泡的上升情况不同,如图a、b所示,图_________是水在沸腾时的情况,如图甲、乙是描述水在汽化时的分子运动模型示意图,其中图_________是水在沸腾时的情况。
【答案】 a 乙
【详解】水沸腾之前,水下层的温度高于上层的水温,气泡上升过程中,气泡中的水蒸气遇冷液化成水,气泡变小。水沸腾时,整个容器中水温相同,水内部不停的汽化,产生大量的水蒸气进入气泡,气泡逐渐变大。所以图a是水沸腾时的情况,图b是水沸腾前的情况。
水在汽化过程中只有挣脱分子之间引力的束缚才会变成气体,比较甲、乙两图会发现乙中有部分分子间距较大,已摆脱分子间的引力作用,因此乙图属于水沸腾时的分子运动模型示意图。
【变式4-3】小致和小知同学做“探究水沸腾时温度变化的特点”实验。
(1)实验中某时刻温度计的示数如图甲所示,此时水的温度为_____________℃。
(2)图乙中a、b所示是水中气泡上升情况,则图_____________(选填“a”或“b”)是水沸腾时的情况。
(3)水沸腾时继续加热,水的温度_____________(选填“升高”、“降低”或“不变”)。两名同学用相同的酒精灯完成实验,分别绘制了水的温度随时间变化的图像(如图丙所示),则绘制图像d的同学所用水的质量_____________(选填“较大”或“较小”)。
(4)老师将装有酒精的试管放入装有亚麻仁油的烧杯中(如图丁所示),用酒精灯给烧杯加热,发现当试管内的酒精沸腾时,烧杯中的亚麻仁油却没有沸腾,由此可知酒精的沸点比亚麻仁油的沸点_____________(选填“高”或“低”)。
【答案】(1)87
(2)a
(3) 不变 较小
(4)低
【详解】(1)由图甲可知,温度计的分度值为1℃,读数为87℃。
(2)水沸腾后,整个容器中水温相同,气泡上升过程中,水内部不停地汽化,产生大量的水蒸气进入气泡,使气泡变大,故图a符合水沸腾时的现象。
(3)从图丙可知,水加热到98℃温度就不再上升,说明水已经沸腾,水沸腾时继续加热,水吸收热量,温度保持不变;相同的酒精灯,相同时间放出的热量相同。d图像升温更快,水的质量越少,加热到沸腾需要吸收的热量就越少,升温就越快,所以d同学所用水的质量较小。
(4)试管中的酒精沸腾了,而烧杯中的亚麻仁油却没有沸腾,说明酒精温度达到沸点,而亚麻仁油没有达到沸点且能给酒精提供热量,所以酒精的沸点比亚麻仁油低。
考点2
蒸发及其影响因素
1、蒸发的概念:蒸发是指在液体表面发生的缓慢的汽化现象,蒸发在任何温度下都可以发生。
2、影响蒸发快慢的因素
(1)液体温度(温度越高蒸发越快-夏天洒在房间的水比冬天干的快;在太阳下晾晒衣服干的快等)。
(2)液体表面积的大小(表面积越大,蒸发越快-凉衣服时把衣服撑开、把地下积水扫开等)。
(3)液体表面空气流动的快慢(空气流动越快,蒸发越快,如凉衣服要凉在通风处)有关。
(4)液体的蒸发的快慢还与自身的性质有关,有的液体容易蒸发,有的液体不容易蒸发,比如:相同条件下,酒精比水蒸发的更快。
3、蒸发可致冷:夏天在房间洒水降温,人出汗降温,发烧时在皮肤上涂酒精降温。不同物体蒸发快慢不同。
4、沸腾和蒸发的区别与联系
(1)它们都是汽化现象,都吸收热量。
(2)沸腾只在沸点时才进行,蒸发在任何温度下都能进行。
(3)沸腾在液体内、外同时发生,蒸发只在液体表面进行;第四、沸腾比蒸发剧烈。
5、生活中常见蒸发现象
(1)洗过的湿毛巾、湿衣服晾干了:水分蒸发掉了,
(2)出汗后感觉皮肤凉爽:汗液蒸发时带走了热量,
(3)面包放久了就硬了:水分蒸发,脱水变硬。
(4)新鲜蔬菜叶子放段时间就萎缩了:叶子的水分蒸发,叶子结构失去支撑。
(5)夏天给地面洒水,很快就干了:水分蒸发掉了。
【题型5 】
【例5】如图所示为蒸馏法淡化海水的装置示意图,该装置利用太阳能加热海水从而获得淡水。下列说法正确的是( )
A.水蒸气在膜上发生的物态变化是汽化
B.水蒸气在膜上形成小液滴的过程需要放热
C.海水变成水蒸气的过程需要放出热量
D.降低装置内的温度有助于加快海水的蒸发
【答案】B
【详解】A.水蒸气在膜上是从气态变为液态,形成小液滴,这是液化过程,故A错误;
B.水蒸气在膜上液化成小液滴的过程会放出热量,故B正确;
C.海水变成水蒸气是汽化过程,汽化需要吸收热量,故C错误;
D.温度是影响蒸发快慢的因素之一,提高温度有助于加快海水的蒸发,降低温度会减慢海水蒸发,故D错误。
故选B。
【变式5-1】小明在预习物理新课时,发现家里的养生壶正在煮水,下列小明对实验现象的分析正确的是( )
A.当壶里有气泡产生,说明水沸腾了
B.当有大量气泡不断上升、变大时,说明水沸腾了
C.当壶里还没有气泡前,说明水没有发生蒸发现象
D.水的沸腾现象比较剧烈,说明水沸腾时不会伴有蒸发现象
【答案】B
【详解】AB.在水沸腾前,因为壶底部水温先升高,空气在水中的溶解度降低,水中会有气泡产生,这样的气泡上升到温度较低的区域,空气又重新溶解在水中,气泡会减小。水沸腾时,大量的水汽化成为水蒸气,故水中有气泡产生,气泡在上升过程中,周围的水不断汽化形成水蒸气,所以气泡越来越大。故A错误,B正确;
C.蒸发在任何温度下都能进行,所以水中没有气泡前,水面处的水也会汽化成为水蒸气,这就是蒸发。故C错误;
D.水在沸腾时,水面也同时会伴随蒸发现象。故D错误。
故选B。
【变式5-2】小军同学在劳动实践活动中采取的系列措施:①培育禾苗时盖上地膜;②植树时剪掉多余的枝叶;③把洗过的衣服晾晒在通风处;④将收割的稻谷摊开晾晒。其中是为了减缓水蒸发而采取的措施有________(选填序号)。
【答案】①②
【详解】由影响蒸发快慢的因素可知:① 培育禾苗盖地膜,可减慢土壤表面空气流动速度,减缓水蒸发;② 植树时剪掉多余枝叶,可减小水蒸发的表面积,减缓水蒸发;③ 洗过的衣服放在通风处晾晒,可加快液面上方空气流动速度,加快水蒸发;④ 收割的稻谷摊开晾晒,可增大水蒸发的表面积,加快水蒸发。故减缓水蒸发的措施为①②。
【变式5-3】“生活中处处有物理”。当你游泳出水后,由于水分______的缘故导致身体会感到冷,刮来一阵风,你会感觉更冷,此时你会不由自主地蜷缩起来,自己可感觉到不那么冷了,想想你的这个动作是通过哪个方面即______来减慢水分蒸发的过程。
【答案】 蒸发吸热 减小了液体的表面积
【详解】游泳出水后,身体表面的水分蒸发时会从人体吸收热量,使人体温度降低,因此感到寒冷;影响蒸发快慢的因素包括液体的表面积、温度以及表面空气流速。蜷缩身体时,减小了身体表面水分的蒸发面积,从而减慢蒸发速度,减少热量散失,所以该动作是通过减小液体表面积来减慢蒸发过程。
【题型6 】
【例6】李华同学探究水蒸发快慢与哪些因素有关,他在块相同的玻璃板上各滴一滴质量相同的水,进行如图所示的实验。
(1)通过、两图,可以探究水蒸发快慢与液体表面的______的关系;通过、两图,可以探究水蒸发快慢与______的关系。
(2)除了课本中学到的影响蒸发的因素外,李华还觉得蒸发快慢可能与物质的种类有关,于是他做了以下实验:在同一个房间里,在两块相同的玻璃板上分别滴上质量相等的水和酒精如图2,并控制它们的______相同,结果发现图中酒精先蒸发完,于是可以得出结论:液体的蒸发快慢还与______有关。
【答案】(1) 空气流动速度 温度
(2) 温度、表面积、表面空气流速 液体的种类
【详解】(1)A、D两图液体质量、表面积、温度相同,D图有吹风,即液体表面空气流速不同,所以探究的是水蒸发快慢与水表面的空气流动速度的关系;
A、C两图水滴质量、表面积、所处环境空气流速都相同,C图有酒精灯加热,即液体的温度不同,所以探究的是水蒸发快慢与温度的关系。
(2)探究蒸发快慢和物质种类的关系,根据控制变量法,要控制液体的温度、液体的表面积、液体表面的空气流速都相同,只改变液体的种类;酒精先蒸发完,可以得到结论:液体蒸发快慢与液体的种类有关。
【变式6-1】在两块相同的玻璃片上,小明同学分别滴一滴相同质量的水和酒精,如图所示。观察图中情景可知,他主要研究液体蒸发的快慢是否与( )
A.液体的表面积有关 B.液体的温度有关
C.液体的种类有关 D.液体表面空气流动速度有关
【答案】C
【详解】由题意可知,水和酒精的质量、表面积、周围环境温度相同,显然,小明同学研究的是蒸发快慢与液体种类的关系,故选C。
【变式6-2】教室地面上有一些水,打开电风扇吹一会儿地面就干了,这是通过________来加快水的蒸发,(选填“增大表面积”、“提高温度”或者“加快空气流动”),壶中的水烧开后,壶嘴冒出的“白气”是________。(选填“小冰晶”、“小水滴”或者“水蒸气”)
【答案】 加快空气流动 小水滴
【详解】影响蒸发快慢的因素包括增大液体表面积、提高液体温度、加快液体表面空气流动速度。打开电风扇能加快水表面的空气流动,以此加快蒸发;水蒸气无法用肉眼直接观察到,壶嘴处的高温水蒸气遇到温度较低的空气会发生液化现象,形成液态的小水滴,这就是我们看到的“白气”。
【变式6-3】小明在物理课上学习了液体蒸发快慢与液体温度、液体表面积、液体表面上方气流速度三个因素有关。他做了一次家庭实验进行进一步验证:在四块相同的玻璃板上各滴一滴质量相同的水,然后进行如图所示的实验探究:(其中A、C、D的表面积相同)
(1)通过对比A、B,可以探究水蒸发的快慢与液体________是否有关;
(2)通过对比________,可以探究水蒸发快慢与水面上方空气流动速度是否有关。在上述探究过程中,总要控制某些因素使它们相同,进而寻找出另外一些因素对实验结果的影响,这种物理研究方法叫做________;
(3)若室内温度为20℃,此时用蘸有少量酒精的棉花涂抹一下温度计的玻璃泡,随着酒精的迅速蒸发,下列各图能比较正确反映温度计示数随时间变化的是________。(填正确选项前的字母)
A. B.
C. D.
【答案】(1)表面积
(2) A、D 控制变量法
(3)B
【详解】(1)对比A、B可知,水的质量、温度、水面上方空气流速都完全相同,只有水的表面积不同,因此是探究蒸发快慢与液体表面积的关系。
(2)要探究蒸发快慢和水面上方空气流动速度的关系,需要控制液体的温度、表面积完全相同,仅改变气流速度,符合条件的实验组是A和D。 每次只改变一个待研究变量、控制其余变量保持一致的实验方法,叫做控制变量法。
(3)初始状态下温度计示数等于室温20℃;涂抹酒精后,酒精蒸发吸热,会导致温度计示数先下降;酒精完全蒸发后,温度计会从低于20℃的状态逐渐吸热回升,最终回到室温20℃并保持稳定。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
【题型7 】
【例7】为适应环境,南方生长大量的阔叶林,阔叶林的叶子宽大,可以______________________(选填“加快”或“减慢”)水分蒸发,蒸发时会___________热量以适应高温环境。小王透过装有水的矿泉水瓶观察很近的树叶发现叶脉会变粗,而且很清晰,这是因为此时水瓶相当于___________透镜。
【答案】 加快 吸收 凸
【详解】液体表面积大小可以影响蒸发的快慢,阔叶林宽大的叶子增大了水分的蒸发面积,因此可以加快水分蒸发。
蒸发属于汽化的一种形式,汽化过程需要吸收热量。
装有水的矿泉水瓶中间厚、边缘薄,符合凸透镜的外形特征。
【变式7-1】室内温度为,此时用浸有少量酒精的棉花裹在温度计的玻璃泡上,随着酒精的迅速蒸发,下列关于温度计示数随时间变化的图像正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】酒精蒸发吸热,温度计示数从下降;酒精蒸发完后,温度计从空气吸热,示数回升至室温。
故选B。
【变式7-2】天热时,狗常把舌头伸出来并大口喘气。这主要是为了( )
A.增大水的表面积并加快水面空气流动,加快蒸发
B.提高了水的温度并增大了水的表面积,加快蒸发
C.加快水面空气的流动并提高水的温度,加快蒸发
D.干手器吹出的风力很大,把手上的水吹落到地上
【答案】A
【详解】影响蒸发快慢的三个因素为液体温度、液体表面积、液面上方空气流动速度。
A.伸出舌头增大了水的表面积,大口喘气加快了水面空气流动,均能加快蒸发,蒸发吸热可降温,故A正确。
BC.狗伸舌头喘气的动作不会升高唾液(水)的温度,故BC错误;
D.内容与题干描述的狗的生理行为完全无关,故D错误。
故选A。
【变式7-3】如图,非洲沙漠中的居民用来保鲜食物的“罐中罐冰箱”。内外罐之间注满沙子,一天加两次水保持沙子湿润。利用外罐内沙子里的水____________吸热,使内罐温度降低,存储食物保鲜时间更长。
【答案】蒸发/汽化
【详解】沙漠环境空气干燥,沙子里的水会发生蒸发(汽化的一种形式),蒸发过程需要吸收热量,从而降低内罐的温度,实现食物保鲜。
考点3
液化的概念及方式
1、液化:物质从气态变为液态的过程叫液化。
注意:在做题中要注意,白气和雾都是可以看见的,所以是液态。
(1)汽化和液化是互为可逆的过程。
(2)液化时能量的传递:物质液化时要放热。
2、液化的方法
(1)降低温度:只要科学条件允许,任何气体温度降到足够低的时候,都可以液化。
(2)压缩体积:有的气体在常温下压缩体积就能液化,如一次性打火机中的丁烷。
3、液化放热在生活中的应用:冬天手感到冷时,可向手哈气,是因为呼出的水蒸气液化放热;被锅内喷出的水蒸气烫伤比开水还厉害,是因为水蒸气液化过程要放热.浴室通常用管道把高温水蒸气送入浴池,使池中的水温升高是利用液化放热来完成的。
【题型8 】
【例8】如图所示,往玻璃杯中倒入热水,杯壁上出现“水珠”:
(1)水珠是由水蒸气发生____________(填物态变化名称)形成的,此过程____________(选填“水蒸气”或“玻璃杯”)需要吸收热量。
(2)水珠形成的位置为图中的____________(选填“A”“B”或“C”)位置。
(3)小明在喝水时发现在玻璃杯后面的手指变“胖”了,这是因为装水的玻璃杯相当于一个____________透镜。给玻璃杯加盖,是为了____________水的蒸发。
【答案】(1) 液化 玻璃杯
(2)C
(3) 凸 减慢
【详解】(1)水珠是液态,是高温水蒸气遇冷放热由气态变成液态的液化过程,此过程水蒸气遇冷放热,玻璃杯吸收热量。
(2)往玻璃杯中倒入热水,杯子内壁会有大量的高温水蒸气在上升的过程遇到低温的杯子内壁液化成小水珠,故小水珠形成的位置在图中的C位置。
(3)装水的玻璃杯呈圆形,从水平面的横截面上相当于中厚边薄的凸透镜,手指在玻璃杯后面相当于物体在凸透镜焦距以内,成正立放大的虚像,故此看上去变“胖”了;给玻璃杯加盖可减慢液面上方空气流速,从而减慢水的蒸发。
【变式8-1】下列物态变化属于凝固的是( )
A.露珠的形成 B.饮料中的冰块体积变小
C.铁水浇铸成工件 D.空气中的干冰迅速消失
【答案】C
【详解】A.露珠是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,属于液化现象,故A不符合题意;
B.饮料中的冰块体积变小,是冰由固态变为液态水,属于熔化现象,故B不符合题意;
C.铁水是液态,浇铸后变成固态的工件,是物质从液态变为固态的过程,属于凝固现象,故C符合题意;
D.空气中的干冰迅速消失,干冰是固态二氧化碳,在空气中直接变成气态二氧化碳,是物质从固态直接变为气态的过程,属于升华现象,故D不符合题意。
故选C。
【变式8-2】在“探索厨房中的物态变化问题”实践活动中,下列说法正确的是( )
A.电水壶里的水烧开后,壶嘴会冒“白气”,这种“白气”是水蒸气
B.炒菜时,水溅到热锅上会瞬间消失,这是水发生了凝华现象
C.厨房里使用的瓶装液化气,是用压缩体积的方法使气体液化的
D.煮饺子时,当水沸腾后应继续用大火加热,这样可以使水的温度升高
【答案】C
【详解】A.水蒸气是无色透明、肉眼不可见的,壶嘴冒出的“白气”是水蒸气遇冷液化形成的小水滴,不是水蒸气,故A错误;
B.水溅到热锅上瞬间消失,是液态水吸热变成了气态水蒸气,属于汽化现象,凝华是气态直接变为固态的过程,故B错误;
C.使气体液化有降低温度和压缩体积两种方法,瓶装液化气是通过压缩体积的方式使燃气液化储存的,故C正确;
D.水沸腾的特点是持续吸热,但温度保持不变,水沸腾后无论大火还是小火加热,水温都不会升高,故D错误。
故选 C。
【变式8-3】如图所示,电冰箱的制冷过程涉及两种物态变化:
(1)液态制冷剂在冷冻室的管子里____________(填写物态变化名称)吸热,使冰箱内温度降低;
(2)生成的蒸气又在冷凝器中发生液化____________(“吸”或“放”)热、我们知道,使气体液化的方法有两种:①降低温度;②压缩体积。在冷凝器里发生的液化是采用第____________种方法而实现的。
【答案】(1)汽化
(2) 放 ②
【详解】(1)冰箱内的液态制冷剂在冷冻室的管子里由液态变成气态,发生汽化现象,汽化吸热,使冰箱内的温度降低。
(2)生成的蒸气在冷凝管里又变成液态,发生液化现象,液化放热;
制冷剂蒸气经电动压缩机压缩后在冷凝器中液化,是通过压缩体积的方法实现的,对应第②种。
【题型9 】
【例9】2023年10月26日11时14分,搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,如图所示。我国长征系列运载火箭是以氢作为燃料的,为了减小火箭的体积,采用________和________的方法使气态氢液化后储存在燃料室中。为了保护发射塔,工作人员在塔底建了一个大水池,让高温火焰喷到水中,利用水的________(填物态变化的名称)来吸收巨大的热量。
【答案】 降低温度 压缩体积 汽化
【详解】由使气体液化的两种方法可知,降低温度和压缩体积可使气态氢液化,减小其体积便于储存。因汽化过程吸热,故水通过汽化吸收巨大热量,保护发射塔。
【变式9-1】下列几个验证性小实验,其中错误的是( )
A.蘸有酒精的药棉包在温度计的玻璃泡上,发现温度计示数减小,说明蒸发吸热
B.把耳朵贴在桌子上,可以清楚地听到同学轻划桌面的声音,说明固体可以传播声音
C.冬天将玻璃片从室外拿到室内,发现它上面有一层雾,说明升高温度可以使气体液化
D.将扬声器对准烛焰,播放音乐,发现烛焰随音乐不断歪斜,说明声可以传递能量
【答案】C
【详解】A.蘸有酒精的药棉包在温度计玻璃泡上,酒精蒸发时会吸收温度计的热量,导致温度计示数减小。这直接验证了蒸发吸热的原理,故A正确,不符合题意;
B.声音的传播需要介质。把耳朵贴在桌子上能清楚地听到轻划桌面的声音,证明固体可以传声,故B正确,不符合题意;
C.冬天玻璃片从室外拿到室内,室内高温的水蒸气遇到冷的玻璃片,液化成小水滴形成一层雾。该现象的原因是降低温度使气体液化,故C错误,符合题意;
D.扬声器发出的音乐声引起空气振动,振动传递能量使烛焰歪斜。这一现象直接证明了声可以传递能量,故D正确,不符合题意。
故选C。
【变式9-2】小清吃雪糕时,看到雪糕周围冒“冷气”,由此她联想到了泡方便面时碗里冒“热气”的情景。以下是她对“冷气”和“热气”的思考,其中正确的是( )
A.都是水蒸气液化形成的小水珠
B.都是空气液化形成的小水珠
C.它们都是汽化成的水蒸气
D.前者是液化形成的,后者是汽化形成的
【答案】A
【详解】看到雪糕周围冒“冷气”是空气中的水蒸气遇到冰冷的雪糕液化成的小水珠;泡方便面时碗里冒“热气”是碗里蒸发出的水蒸气,在上升过程中,遇到温度较低的空气液化成的小水珠;所以它们的本质是相同的,都属于液化现象。故A正确,BCD错误。
故选A。
【变式9-3】秋天的早晨,窗户玻璃上出现“雾气”,这是空气中的水蒸气发生___________(填物态变化名称)形成的,此过程需要___________(选填“吸”或“放”)热。
【答案】 液化 放
【详解】秋天的早晨,窗户玻璃上出现“雾气”,这是空气中的水蒸气遇到冷的玻璃放热液化形成的,此过程要放热。
【题型10 】
【例10】如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。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;使用时,对准人的伤口处喷射,液态的氯乙烷在皮肤表面迅速__________(填物态变化名称),同时___________(吸收/放出)大量的热,使人体受伤部位的温度降低,皮肤血管收缩,神经纤维传导速度变慢,起到镇痛的作用。
【答案】 压缩体积 汽化 吸收
【详解】由气体液化的常用方法可知,常温下使氯乙烷液化采用压缩体积的方法。
液态氯乙烷在皮肤表面由液态变为气态,发生汽化现象。
因汽化过程吸热,故会吸收大量的热使受伤部位温度降低。
【变式10-1】体育比赛中,运动员突然受伤,医护人员会对受伤部位喷氯乙烷。它的沸点只有12.5℃,在喷出来的一刹那,氯乙烷接触皮肤立刻变成气体,使受伤的部位温度降低,神经被麻痹,疼痛得到缓解,下列说法正确的是( )
A.氯乙烷在常温常压下的存在形式是液态
B.氯乙烷喷到运动员受伤的部位后从皮肤上吸收大量热量
C.储存在金属罐中的氯乙烷是气态
D.氯乙烷喷到运动员受伤的部位后发生的物态变化是液化
【答案】B
【详解】A.由题可知,氯乙烷的沸点只有,所以在常温常压下会沸腾变成气体,故A错误;
C.通常氯乙烷以液态形式被储存在压强较大的金属罐中,故C错误;
BD.液态氯乙烷喷到运动员受伤的部位后,由于人体温度高于其沸点,会从人体迅速吸热汽化,在这个过程中氯乙烷从皮肤上吸收大量热量,故B正确,D错误。
故选B。
【变式10-2】如图所示的一次性打火机,如果意外摔破外壳,打火机内液态燃料会迅速消失得无影无踪,此时用手触摸外壳,会感觉很凉。下列说法正确的是( )
A.只能通过降低温度的方法将气态燃料液化
B.液体消失,发生了升华现象
C.外壳变凉是因为液体消失过程中吸收热量
D.液体迅速消失是因为该液体的沸点很高
【答案】C
【详解】A.气体液化有两种方法:一是降低温度,二是压缩体积,故A错误;
B.液态燃料变为气态消失,属于汽化,而不是升华,故B错误;
C.当打火机外壳摔破后,内部的液态燃料迅速汽化,这个过程需要吸收热量,导致外壳温度降低,手触摸时会感觉凉,故C正确;
D.液体的沸点越高,越不容易汽化,液体迅速消失是因为该液体的沸点很低,故D错误。
故选C。
【变式10-3】如图所示,足球比赛中运动员突然受伤,医护人员在急救时,常常会对着受伤部位喷一种雾状的药剂,这是一种叫作氯乙烷(C2H6Cl)的有机物,它的沸点只有12.5℃,通常它以液态形式被储存在金属罐中,则常温下的氯乙烷是采用 ___________(选填“压缩体积”或“降低温度”)的方法液化后储存的。在喷出来的一刹那,氯乙烷立刻汽化变成气体,同时从运动员受伤部位的皮肤上 ___________ (选填“吸收”或“放出”)了大量热量,使受伤的部位温度迅速降低,神经被麻痹,疼痛缓解,比赛结束以后,运动员还要接受正式的治疗。
【答案】 压缩体积 吸收
【详解】[1]由题可知,氯乙烷的沸点只有12.5℃,常温常压下,其温度高于沸点,因此氯乙烷在常温常压下存在的形式是气态。液化的方式有降低温度和压缩体积,常温下的氯乙烷是采用压缩体积的方法液化后储存的。
[2]喷出来的一刹那,体积膨胀,液态氯乙烷由液态变为气态,即氯乙烷立刻发生汽化变成气体,此过程需吸收周围热量,导致皮肤温度降低。
随堂巩固
【随堂巩固】
1.在“观察水的沸腾”实验中,下列说法正确的是( )
A.水沸腾时的温度一定是100℃
B.水沸腾时,继续对水加热,水不再吸收热量
C.水沸腾时,继续对水加热,水的温度会再升高
D.水沸腾时,继续对水加热,水的温度保持不变
【答案】D
【详解】A.液体沸点与气压有关,仅标准大气压下水的沸点为100℃,气压改变时沸点随之改变,故A错误;
B.沸腾属于汽化过程,汽化需要吸收热量,因此水沸腾时需要持续吸热,故B错误;
CD.水沸腾的特点是持续吸热、温度保持不变,继续加热时水温度不会升高,故C错误,D正确。
故选D。
2.坎儿井是荒漠地区的一种特殊灌溉系统,其结构示意图如图所示。坎儿井输水部分采用暗渠,以减少水的蒸发,下列措施与此方法相同的是( )
A.将收割的小麦摊开晾晒 B.使用吹风机热风挡吹头发
C.培育玉米苗时盖上地膜 D.把洗过的衣服晾晒在向阳处
【答案】C
【详解】坎儿井采用暗渠输水,通过减小水的表面积和减慢水面空气流动速度来减慢蒸发;
ABD.摊开小麦增大了表面积,热风吹头发提高了温度并加快了空气流动,衣服晾在向阳处提高了温度,均是为了加快蒸发,故ABD不符合题意;
C.盖上地膜减小了水的表面积并减慢了水面空气流动速度,是为了减慢蒸发,与暗渠方法相同,故C符合题意。
故选C。
3.“海丰有引海水直接入池晒成者,凝结之时,扫聚不加人力。与解盐同。但成盐时日,与不借南风则大异。”下列关于海水晒盐的说法正确的是()
A.海水晒盐借助风能加快水分蒸发 B.海水晒盐的过程中不断放出热量
C.海水晒盐的过程中发生了凝固 D.温度越低,水分蒸发越快,越利于晒盐
【答案】A
【详解】A.海水晒盐过程中,风能加快液面上方空气流动速度,根据影响蒸发快慢的因素,空气流速越快,水分蒸发越快,故A正确;
B.海水晒盐是水分蒸发的过程,蒸发属于汽化现象,汽化需要吸收热量,并非放出热量,故B错误;
C.海水晒盐是水由液态变为气态的蒸发,盐从溶液中结晶析出;凝固是物质由液态变为固态的过程,二者不符,故C错误;
D.影响蒸发快慢的因素中,温度越高,水分蒸发越快,越利于晒盐,温度低则蒸发慢,不利于晒盐,故D错误。
故选A。
4.某地源热泵能在冬季吸收土壤的热量为建筑供暖,其工作原理的简图如图所示。液态换温介质在换热器1中吸收土壤的热量,发生物态变化变为高温介质;高温介质经压缩机处理后,通过换热器2向建筑内放热实现供暖,并重新凝结为液态。换温介质在上述过程中发生的物态变化是( )
A.先液化后汽化 B.先汽化后液化 C.先熔化后凝固 D.先凝固后熔化
【答案】B
【详解】初始状态的换温介质是液态,在换热器1中吸收土壤的热量,变为气态的高温介质,该过程属于汽化;经过压缩机后,气态的高温介质进入换热器2放热,重新凝结变回液态,该过程属于液化,故换温介质在上述过程中发生的物态变化是先汽化后液化,故选B。
5.某同学将热水、冰水和室温水(水温与室温相同)分别装入纸杯中,一段时间后,有两只纸杯的杯壁上出现小水珠。下列图形正确的是( )(图中用“O”表示小水珠)
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】热水杯:杯内水温高,水蒸发产生高温水蒸气,水蒸气上升遇到温度相对较低的杯壁内壁,液化成小水珠,故水珠出现在杯内壁上方;冰水杯:杯内水温低,导致杯壁温度低,杯外空气中的水蒸气遇到冷的杯壁外壁,液化成小水珠,故水珠出现在杯外壁(主要在盛水部分);室温水:水温与室温相同,杯壁内外无温差,不发生液化现象,无水珠。
故选A。
6.对于冷热的研究,我国东汉王充在《论衡·寒温篇》中记载“夫近水则寒,近火则温,远之渐微,何则?气之所加,远近有差也”。下图关于冷热现象的描述中正确的是( )
A.体温计在使用前要在酒精灯外焰上烤一烤消毒
B.图乙把质量相等的水、加热至沸腾,其中水面上方的气压更大
C.将温度计玻璃泡沾上酒精,放在恒温房间内,图丙表示温度计示数随时间变化的情况
D.图丁中丙为气态,③是液化过程
【答案】D
【详解】A.体温计的量程通常为,酒精灯外焰温度远高于此量程,会损坏体温计,故A错误;
B.由图乙可知,、水沸腾时温度均保持不变,即沸点相同,液体沸点随气压增大而升高,沸点相同说明水面上方气压相同,故B错误;
C.酒精蒸发吸热,温度计玻璃泡温度降低,示数应先下降,待酒精蒸发完后吸收空气热量,示数回升至室温,图丙示数先上升,与事实不符,故C错误;
D.物态变化中,同种物质气态内能最大,由图丁可知,丙经过③过程放热变为甲,继续经过①过程放热变为乙,所以丙为气态,则甲为液态,乙为固态,③是丙变为甲,即气态变为液态,是液化过程,故D正确。
故选D。
7.实验小组用如图甲所示的装置探究“水沸腾时温度变化的特点”,正确实验并采集数据后,绘制出的温度随时间变化的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.安装装置时,应该先确定铁夹B的位置
B.观察到“白气”冒出,说明水已经沸腾
C.烧杯里的水在沸腾前后都发生了汽化现象
D.8~10 min,水的温度不变,不吸收热量
【答案】C
【详解】A.安装实验装置需遵循从下往上的顺序,先根据酒精灯外焰的高度确定下方铁夹A的位置,再确定铁夹B的位置,故A错误;
B.“白气”是水蒸气遇冷液化形成的小水滴,水沸腾前蒸发产生的水蒸气遇冷也会形成“白气”,不能说明水已经沸腾,故B错误;
C.汽化包含蒸发和沸腾两种方式,蒸发在任何温度下都能发生,沸腾是沸点温度下发生的汽化现象,因此水沸腾前后都发生汽化现象,故C正确;
D.由图乙可知,8~10min内水已经沸腾,水沸腾的特点是持续吸收热量、温度保持不变,因此这段时间水仍在吸热,故D错误。
故选 C。
8.如图所示,将a、b两种液体装在试管中,两试管均放在装有a液体的烧杯中,用酒精灯给烧杯持续加热,已知a、b两液体的沸点不同,下列说法正确的是( )
A.试管中的a、b均能沸腾
B.试管中的a能沸腾,试管中的b不能沸腾
C.若b的沸点比a低,则试管中的a不能沸腾,试管中的b能沸腾
D.若a的沸点比b低,则试管中的a能沸腾,试管中的b不能沸腾
【答案】C
【详解】将a、b两种液体装在试管中,两试管均放在装有a液体的烧杯中,则在给烧杯中的a液体加热的过程中,同时由于试管中的液体与烧杯中的液体存在温度差,因此试管中温度低的液体都会从烧杯中温度高的液体吸热。
试管中的a在不断吸热过程中可以达到沸点,当试管和烧杯中的a液体均达到沸点后,试管中的a液体将不能继续从烧杯中吸热,所以a不能沸腾。
若b的沸点比a低,则试管中的b液体能达到沸点,且能从烧杯吸热,因此试管中的b能沸腾。
若a的沸点比b低,则烧杯中的液体a达到沸点沸腾后,其温度将保持不变,导致试管中的b液体不能继续吸热,从而不能达到沸点,因此试管中的b不能沸腾。
综上分析,故C正确,ABD错误。
故选C。
9.体温计是根据液体____________的性质制成的,如图所示体温计的示数是____________℃。打火机内的液体主要是丁烷,丁烷常温下是气态,是通过____________的方法使丁烷液化装入打火机内。
【答案】 热胀冷缩 37.5 压缩体积
【详解】体温计是利用液体的热胀冷缩的原理制造的;液体受热膨胀(遇冷收缩),温度计细玻璃管内的液柱就会随之上升(下降)。
由图可知,体温计分度值为0.1℃,由液柱对应刻度可知示数为37.5℃。
打火机内的液体主要是丁烷,利用压缩体积的方法把丁烷气体液化成液体装入打火机内部。
10.如图所示,小芳在爸爸的帮助下做了“纸锅烧水”实验,她将适当的水装入纸锅后,放到火上加热(不让火苗烧到水面以上的纸),一会儿水沸腾了,但纸锅并没有燃烧,这是因为水沸腾时仍要继续吸收热量,温度_________,并且水的沸点_________(选填“低于”或“高于”)纸的着火点,所以纸锅没有燃烧。(已知纸的着火点为180℃)
【答案】 保持不变 低于
【详解】由液体沸腾的特点可知,水沸腾时继续吸热,温度保持不变。因水的沸点低于纸的着火点,纸无法达到着火点,故纸锅不会燃烧。
11.有一种家用香熏加湿器,通电后雾化片以的频率振动,将植物精油和水珠打散使加湿器周围的空气湿润且芳香。这种加湿器是利用_________(超/次)声波工作的,小华认为加湿器产生的水雾是水蒸气液化导致的,这个观点是_________(正确/错误)的。
【答案】 超 错误
【详解】由超声波频率高于20000Hz可知,雾化片振动的频率为大于20000Hz,属于超声波;
因加湿器产生的水雾是雾化片振动将水珠打散形成的小液滴,不是水蒸气液化形成的,故小华的观点错误。
12.如图所示,若茶壶内装有10cm深的茶水,则茶壶底部受到茶水的压强为______Pa。若想在梵净山顶上烧开这壶水,水需要达到的温度应______,(选填“高于”、“低于”或“等于”)。(茶水密度,g取)
【答案】 1000 低于
【详解】[1]茶水深度
茶壶底部受到茶水的压强
[2]液体的沸点与大气压有关,大气压随海拔高度的增加而减小,梵净山顶海拔较高,大气压低于标准大气压,因此在山顶烧开这壶水时,水需要达到的温度低于。
13.在青藏铁路的建设中,我国科技工作者将“热棒”插入冻土,成功解决了“冻土工程”这一世界性难题。如图所示,热棒是碗口粗细的铁棒,整个棒体是中空的,里面封装有适量液氨。热棒的工作原理是:当路基温度上升时,液态氨_______热量,会变成气态氨上升到热棒的上端,通过散热片散热,气态氨_______成液态氨,又流入了棒底。这样不断循环,避免冻土融化造成路基崩塌。
【答案】 吸收 液化
【详解】热棒的工作原理:当路基温度上升时,液态氨会由液态变为气态,这个过程需要吸收热量,从而把冻土中的热量带走。 气态氨上升到热棒的上端后,通过散热片向外散热,温度降低,气态氨由气态变为液态,发生液化放出热量,然后又流回棒底。
14.一同学在实验室探究“水在沸腾前后温度变化的特点”的实验,自下而上安装了如图甲所示的装置。由图甲可知,水的初始温度为______℃。水的温度随时间变化的图像如图乙所示,则实验室的气压______1个标准大气压(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】 18 小于
【详解】观察图甲中温度计,其分度值为,液柱上表面对应的刻度在以下第格,所以水的初始温度为
从图乙可知,水沸腾时温度保持在不变,即水的沸点是,因为标准大气压下水的沸点是,且液体的沸点随气压的降低而降低,所以该实验室的气压小于个标准大气压。
15.小明和小华将传感器与计算机相连,在沸水冷却过程中采集部分温度随时间变化的数据。描点作出温度—时间图像,则正确的图像是______(选填“小明”或“小华”),另一个图像错误的原因是______,如果要证明你的判断,可行的做法是______。
【答案】 小明 物体的温度随时间的变化不会突然改变 缩短记录温度时的时间间隔
【详解】[1][2]水在冷却过程中温度变化是连续的,且先快后慢,所以正确的图像是小明,另一个图像错误的原因是物体的温度随时间的变化不会突然改变。
[3]如果要证明此判断,可以缩短记录温度时的时间间隔,这样画出的图像才更贴近实际,更准确。
16.在探究“水的沸腾”的实验中,甲、乙两组同学分别使用A、B两套装置(如图甲)来完成实验。
(1)图甲中:分析评估A、B两套装置:___________装置热量损失少,实验耗时少。
(2)图乙中:a、b所示的是观察水沸腾实验中出现的两种情景,其中水沸腾时的情景为___________。
(3)观察水沸腾时温度计的示数如图丙所示,水的沸点是___________℃。
(4)小明同学发现使用B装置进行实验时,加热到沸腾所用时间比使用A装置长,请写出一个可能原因:_________________________________。
(5)为探究水沸腾的过程中是否需要吸热,应在水沸腾后______________________,观察水是否继续沸腾。
【答案】(1)B
(2)a
(3)98
(4)B装置中水量较多
(5)撤去酒精灯
【详解】(1)B装置热量损失少,实验耗时少,因为B装置给烧杯加盖了,加盖可以减少热量的散失,能更快地使水达到沸点,从而缩短实验耗时。
(2)水沸腾时,有大量的气泡产生,气泡在上升过程中,不断有水汽化为水蒸气进入气泡,体积逐渐增大,最后破裂,图a中气泡在上升过程中体积逐渐增大,符合水沸腾时的现象。
(3)图丙中温度计的分度值为1℃,温度计的示数是98℃,此时水的沸点为98℃。
(4)使用B装置进行实验时,加热到沸腾所用时间比使用A装置长,可能原因是B装置中水量较多,升高相同温度需要吸收的热量越多,加热时间就越长。
(5)为探究水沸腾的过程中是否需要吸热,应在水沸腾后撤去酒精灯,观察水是否继续沸腾。若撤去酒精灯后水停止沸腾,说明水沸腾需要持续吸热。
17.如图甲所示为小明和小丽“探究水沸腾前后温度变化的特点”的实验装置。
(1)实验器材安装过程中,应先调整固定______(选填“”或“”)的位置。
(2)小明在烧杯中加入的热水,是为了______;实验开始后每隔记录一次水的温度,并将实验数据绘制成了如图丙所示的图像,由图像可知,本次实验水沸腾时的温度为______,当地的气压可能______(选填“大于”“等于”或“小于”)标准大气压。
(3)小明认真观察并记录了水沸腾前和沸腾时的气泡变化情况,如图乙所示,其中______(选填“”或“”)是水沸腾前气泡变化的情况。
(4)拿掉酒精灯后,细心的小明发现水未立即停止沸腾,试分析其原因______。
(5)实验完成后,小丽又利用实验装置进行了如图丁所示的实验,用D容器中的水对试管C中的液体进行加热,发现D容器中的水沸腾时,试管C中的液体没有沸腾,如果C、D容器中水和液体的沸点分别为、,则和的大小关系不可能的是______。(填选项前的字母)
A. B. C.
【答案】(1)B
(2) 减少加热时间 98 小于
(3)b
(4)石棉网的温度高于水的沸点,水仍能吸热
(5)B
【详解】(1)实验安装器材需遵循“自下而上”的顺序,故先调整固定铁圈B的位置,再向上调整悬挂温度计的横杆A。
(2)加入90℃的热水,水的初温高,可以减少加热时间;
从丙图的温度变化曲线可知,水温度升高到98℃后保持不变,说明水的沸点是98℃;
标准大气压下水的沸点为100℃,气压越低沸点越低,因此当地气压小于标准大气压。
(3)水沸腾前,下层水温高于上层,气泡上升过程中水蒸气遇冷液化,气泡体积逐渐变小,对应图b。
(4)拿掉酒精灯后,石棉网温度仍高于水的沸点,水可以继续从温度更高的石棉网吸收热量,因此不会立刻停止沸腾。
(5)A.若,试管C内液体温度可以达到沸点,但此时和D内水温相同,无法继续吸热,因此不会沸腾,故A不符合题意;
B.若,达到沸点之后,D容器中水的温度比试管C中的液体温度高,试管C中的液体就能吸热沸腾了,故B符合题意;
C.若,试管C内液体最高温度只能升到,达不到自身沸点,因此不会沸腾,故C不符合题意。
故选B。
18.小明用图甲所示的装置做“观察水的沸腾”实验。
(1)图甲装置中,存在的错误是___________;
(2)在加热过程中,水中的气泡如图乙所示,此时水___________(选填“已沸腾”或“未沸腾”);
(3)其他同学分别采用如图丙的三个实验装置进行实验,根据实验数据分别画出水温随时间变化的图像如图丁中a、b、c所示,则用装置③做实验画出的图像是___________。
(4)撤去酒精灯,小明观察到水没有立即停止沸腾,原因是___________,此时水的温度___________(选填“高于”、“等于”或“低于”)沸点;
(5)小明又将纸做的小锅放在酒精灯上烧水,结果水开了,锅没有被烧坏(纸的着火点约为190℃,酒精灯外焰的温度约为800℃),其中的道理是___________;
(6)小华同学在做完“观察水的沸腾”实验后又进一步探究了沸水自然冷却过程中温度随时间的变化情况,他将实验数据记录在表中。
时间/min
0
5
10
15
25
35
45
55
65
70
温度/℃
98
70
55
45
35
28
24
22
22
22
①请在坐标图戊中通过描点画出上述温度随时间变化的曲线。___________
②根据表中的数据可推知,小华做上述实验时的环境温度(即室温)应在___________℃左右。
③根据描画出的水温随时间变化的曲线。可知沸水在自然冷却过程中温度变化的规律是___________。
【答案】 温度计的玻璃泡接触了容器底 未沸腾 b 石棉网的温度高于水的沸点,水可以继续吸热 等于 水的沸点低于纸的着火点,水沸腾时,继续吸热,温度不变; 22 先快后慢,再不变
【详解】(1)[1]使用温度计是液泡不能触及烧杯底部,由图甲可知,存在的错误是温度计是液泡不能触及烧杯底部。
(2)[2]水的气泡在上升过程中体积逐渐变小,所以是未沸腾的现象,图中气泡由大变小,此时水未沸腾。
(3)[3]由图丙可知,装置①②③中均有盖, 所以水面上方的气压相同,水的沸点相同,图丁的图像中a、b、c的沸点相同; 用相同的酒精灯加热,装置①②中水的质量相等,①水的初温为90℃,②中水的初温为92℃,所以②中水先沸腾;装置①③水的初温为90℃, ①装置水的质量少,先沸腾,故三装置②中的水最先达到沸点,③中的水最后达到沸点,所以装置②对应的图像是c,装置③对应的图像是b。
(4)[4][5]因为撤去酒精灯,由于石棉网的温度高于水的沸点,继续吸热,所以水不会立即停止沸腾;水沸腾时,温度不变,继续吸热,所以此时水的温度等于沸点。
(5)[6]因为一标准大气压下,水的沸点是100℃,沸腾过程中吸收热量,温度不变,并且水的沸点低于纸的着火点,所以纸锅没有燃烧。
(6)①[7]将表格中的数据一一描在坐标系中,然后用平滑的曲线连接,即可得到图像,如图所示:
②[8]水在自然冷却过程中,将热传给周围空气,由图像可以知,当温度降低到22℃时,不再变化了,说明环境温度为22℃。
③[9]由图可知,沸水在自然冷却过程中温度变化的规律是:先快后慢,再不变。
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4.2 汽化和液化(知识解读)
【新教材苏科版】
题型归纳
【题型1 汽化的概念和现象】 3
【题型2 沸腾的现象及特征】 4
【题型3 沸腾的条件、沸点】 5
【题型4 探究水在沸腾前后温度变化的特点】 6
【题型5 蒸发的现象及特征】 8
【题型6 探究影响液体蒸发快慢的因素】 9
【题型7 蒸发致冷的应用】 11
【题型8 液化的概念和现象】 12
【题型9 降低温度液化】 13
【题型10 压缩体积液化】 14
【随堂巩固】 15
考点1
沸腾
1、气化:物质从液态变为气态的过程叫汽化。
(1)汽化有两种形式,分别是沸腾和蒸发(均属于汽化,但发生条件、现象不同)。
(2)汽化时能量的传递:汽化时要吸热(例:夏天洒水后感觉凉爽,因水蒸发吸热)。
2、沸腾的定义:在一定温度下在液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象。
(1)沸腾的条件:达到沸点,继续吸热。
(2)沸点:液体沸腾时的温度。
3、气压影响液体沸点
(1)液体的沸点跟气压有关,气压增大,沸点升高;气压减小,沸点降低.但液体沸腾时温度保持不变。
(2)理由:液体在挥发的时候产生蒸气压,当蒸气压(饱和蒸气压)等于外界的压力时,液体就会沸腾,此时的温度就是液体的沸点。
(3)当外界的压力增大时,必须升高温度才能使蒸气压增大以等于外界压力,达到沸腾.当外界压力降低时,温度比较低的时候就能够使蒸气压等于外界压力,达到沸腾。
4、沸腾特点:沸腾前温度升高,继续加热,达到一定温度沸腾,且温度保持不变。停止加热,不再沸腾。沸腾时,剧烈的汽化现象,大量的气泡上升、变大,到水面破裂,里面的水蒸气散发到空气中。虽继续加热,它的温度不变。
5、探究水的沸腾实验
(1)实验目的:通过实验探究,知道水在沸腾过程中温度和状态变化的变化有什么特点。
(2)实验器材:铁架台、酒精灯、火柴、石棉网、烧杯、中心有孔的纸板、温度计、水、停表(秒表)。
(3)实验步骤
步骤①安装实验仪器。
步骤②用酒精灯给水加热并观察。
步骤③当水温接近90℃时每隔1min 记录一次温度,并观察水的沸腾现象。
步骤④完成水沸腾时温度和时间关系的曲线。
(4)实验现象:水沸腾时的现象:剧烈的汽化现象,大量的气泡上升、变大,到水面破裂,里面的水蒸气散发到空气中。虽继续加热,它的温度不变。
(5)实验结论:水在沸腾过程中,继续加热,温度保持不变。
6、常见的汽化现象
(1)湿衣服晾干:衣服上的液态水在表面缓慢蒸发(汽化的一种),变成水蒸气扩散到空气中,展开晾晒或放在通风处能加快这一过程。
(2)水壶里的水烧开:水加热到 100℃(标准大气压下沸点)后,表面和内部同时剧烈沸腾(汽化的一种),产生大量气泡,液态水变成水蒸气。
(3)湿手自然变干:手上的水分通过表面蒸发(汽化)消失,用风扇吹时,空气流动加快,蒸发更快,手还会因蒸发吸热感觉凉爽。
(4)熬汤时汤沸腾冒泡:汤加热到沸点后持续吸热,表面和内部剧烈沸腾(汽化),产生气泡,汤中的液态水逐渐汽化为水蒸气,导致汤量慢慢减少。
【题型1 】
【例1】夏天人们常用喷雾杀虫剂灭蚊。杀虫剂在金属罐中是液态,在工厂进行灌装时是通过压缩体积的方法使气体液化储存在金属罐中的。使用时按下按钮喷嘴喷出一定的药剂后,会感觉到金属罐变凉,这是由于喷洒时罐内部分液体迅速________(填物态变化),这个过程需要________(选填“吸收”“放出”)热量。
【变式1-1】戴着老花镜的爷爷进出空调屋时,发现眼镜片变湿润且模糊了,如图所示。发生该现象的条件及对应的物态变化是( )
A.冬天从空调屋到室外,汽化 B.夏天从空调屋到室外,汽化
C.冬天从室外到空调屋,液化 D.夏天从室外到空调屋,液化
【变式1-2】物理项目小组设计了海水淡化装置,如图所示。将直角玻璃罩倒扣在收集盘上,在阳光照射下可将放在中央小盘子里的海水淡化,利用所学知识判断下列说法中正确的是( )
A.若阳光垂直于玻璃罩表面照射,光线穿过玻璃罩时会发生偏折
B.海水变为水蒸气的过程需要放热
C.水蒸气遇玻璃罩内壁液化成淡水水滴
D.光在空气和玻璃中的传播速度是相同的
【变式1-3】如图所示是保证冻土区路基稳定性的热棒,其中填充低沸点的液态氨作为“制冷剂”。热棒下端插在冻土中,下端的液态氨从冻土中______________(选填“吸收”或“放出”)大量的热变成气态氨,从而有效地给路基降温保持冻土的坚硬;上升到热棒上端的气态氨由于外界气温较低,会______________(填物态变化名称)成液态氨并沉入棒底。
【题型2 沸腾的现象及特征】
【例2】如图所示,在探究“水的沸腾规律”时,发现“水中产生大量气泡,气泡在上升的过程中越来越大”就说明水沸腾了,此时气泡内的气体主要是______(选填“空气”或“水蒸气”)。停止加热水就停止沸腾,说明水的沸腾过程需要持续______。
【变式2-1】蒸发和沸腾是汽化的两种方式。下列有关如图所示的情境说法正确的是( )
A.甲:烧杯口的“白气”是水蒸气
B.甲:水沸腾过程中,持续吸热,温度持续升高
C.乙:烧杯中的水蒸发同时发生在液体表面和内部
D.丙:晒衣服时,把衣服摊开,可以增大水的表面积,加快水分的蒸发
【变式2-2】关于蒸发和沸腾,下列说法正确的是( )
A.蒸发只发生在液体表面,但必须达到一定的温度才能发生
B.沸腾可发生在液体的表面或内部,对温度没有限制
C.液体蒸发时温度保持不变
D.蒸发与沸腾都是汽化现象,都需要吸热
【变式2-3】如图所示,这是小明探究水沸腾时的装置以及实验时观察到水中气泡上升的两种情形,实验中应选用___________(选填“酒精”或“水银”)温度计;图___________所示的是水正在沸腾时水中气泡上升的情形,气泡上升时气泡内水蒸气的质量___________(选填“变多”、“变少”或“不变”)(实验时的大气压为标准大气压,酒精的熔点为-117℃、沸点为78℃,水银的熔点为-39℃、沸点为357℃)。
【题型3 】
【例3】生活中常把碗放在锅里的水中蒸食物。如图所示。当锅里的水沸腾以后,碗中的水( )
A.同时沸腾 B.温度达到沸点,不会沸腾
C.稍后也沸腾了 D.温度低于沸点,不会沸腾
【变式3-1】如图所示,小试管甲内装的水、小试管乙内装的酒精。用酒精灯给大烧杯加热,使大烧杯内的水不断沸腾,则关于小试管甲、乙说法正确的是( )
A.甲、乙两试管内的液体都不会沸腾 B.试管乙内的酒精不能达到沸点
C.试管甲内的水能达到沸点,且沸腾 D.试管乙内的酒精能达到沸点,且沸腾
【变式3-2】一个标准大气压下,小明用相同的烧杯盛等量的水,并用相同热源同时加热。如下图所示,甲烧杯为隔水加热,乙烧杯为隔油加热,丙烧杯为隔砂加热,加热足够长时间后,测得大烧杯内物质的温度分别为水温100℃、油温300℃、砂温600℃,且观察到有两个小烧杯中的水呈现沸腾状态,此时三个小烧杯中水的温度大小关系为___________(用、、表示)。
【变式3-3】“冬至到,家家户户吃水饺”,吃饺子是我们过冬至的传统习俗.如图所示,在煮饺子时,看到锅上方会冒“白气”,这属于__________现象(选填物态变化名称).煮饺子是需要一定时间的,所以加大火力__________(选填“可以”或“不可以”)更快煮熟饺子。
【题型4 】
【例4】小红在做“探究水的沸腾”实验中:
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
温度/℃
91
93
95
97
99
99
99
99
99
(1)实验装置如图甲所示,在组装过程中需要先调整的是支架______(选填“A”或“B”);
(2)某实验小组观察到沸腾前和沸腾时水中气泡上升过程中的两种情况如图乙中的a、b所示,则图______是水沸腾时的情况;
(3)如表所示是实验获得的数据,从实验数据可以看出,水的沸点是______℃;
(4)如果将一定质量的水加热至沸腾,其温度与时间的关系图像如图丙中图线a所示。若重新进行一次实验,实验中仅增加了水的质量,则得到的温度与时间的关系图线应为______(选填“a”“b”“c”或“d”);
【变式4-1】如图所示是某小组“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验装置及根据实验数据绘制的图像,下列分析正确的是( )
A.水不断冒出“白气”是汽化现象 B.水沸腾时,水中上升的气泡由大变小
C.水沸腾时温度不变,需要吸热 D.该实验地点的气压高于1标准大气压
【变式4-2】在“观察水的沸腾”的实验中,某实验小组观察到水沸腾前和沸腾时水中气泡的上升情况不同,如图a、b所示,图_________是水在沸腾时的情况,如图甲、乙是描述水在汽化时的分子运动模型示意图,其中图_________是水在沸腾时的情况。
【变式4-3】小致和小知同学做“探究水沸腾时温度变化的特点”实验。
(1)实验中某时刻温度计的示数如图甲所示,此时水的温度为_____________℃。
(2)图乙中a、b所示是水中气泡上升情况,则图_____________(选填“a”或“b”)是水沸腾时的情况。
(3)水沸腾时继续加热,水的温度_____________(选填“升高”、“降低”或“不变”)。两名同学用相同的酒精灯完成实验,分别绘制了水的温度随时间变化的图像(如图丙所示),则绘制图像d的同学所用水的质量_____________(选填“较大”或“较小”)。
(4)老师将装有酒精的试管放入装有亚麻仁油的烧杯中(如图丁所示),用酒精灯给烧杯加热,发现当试管内的酒精沸腾时,烧杯中的亚麻仁油却没有沸腾,由此可知酒精的沸点比亚麻仁油的沸点_____________(选填“高”或“低”)。
考点2
蒸发及其影响因素
1、蒸发的概念:蒸发是指在液体表面发生的缓慢的汽化现象,蒸发在任何温度下都可以发生。
2、影响蒸发快慢的因素
(1)液体温度(温度越高蒸发越快-夏天洒在房间的水比冬天干的快;在太阳下晾晒衣服干的快等)。
(2)液体表面积的大小(表面积越大,蒸发越快-凉衣服时把衣服撑开、把地下积水扫开等)。
(3)液体表面空气流动的快慢(空气流动越快,蒸发越快,如凉衣服要凉在通风处)有关。
(4)液体的蒸发的快慢还与自身的性质有关,有的液体容易蒸发,有的液体不容易蒸发,比如:相同条件下,酒精比水蒸发的更快。
3、蒸发可致冷:夏天在房间洒水降温,人出汗降温,发烧时在皮肤上涂酒精降温。不同物体蒸发快慢不同。
4、沸腾和蒸发的区别与联系
(1)它们都是汽化现象,都吸收热量。
(2)沸腾只在沸点时才进行,蒸发在任何温度下都能进行。
(3)沸腾在液体内、外同时发生,蒸发只在液体表面进行;第四、沸腾比蒸发剧烈。
5、生活中常见蒸发现象
(1)洗过的湿毛巾、湿衣服晾干了:水分蒸发掉了,
(2)出汗后感觉皮肤凉爽:汗液蒸发时带走了热量,
(3)面包放久了就硬了:水分蒸发,脱水变硬。
(4)新鲜蔬菜叶子放段时间就萎缩了:叶子的水分蒸发,叶子结构失去支撑。
(5)夏天给地面洒水,很快就干了:水分蒸发掉了。
【题型5 】
【例5】如图所示为蒸馏法淡化海水的装置示意图,该装置利用太阳能加热海水从而获得淡水。下列说法正确的是( )
A.水蒸气在膜上发生的物态变化是汽化
B.水蒸气在膜上形成小液滴的过程需要放热
C.海水变成水蒸气的过程需要放出热量
D.降低装置内的温度有助于加快海水的蒸发
【变式5-1】小明在预习物理新课时,发现家里的养生壶正在煮水,下列小明对实验现象的分析正确的是( )
A.当壶里有气泡产生,说明水沸腾了
B.当有大量气泡不断上升、变大时,说明水沸腾了
C.当壶里还没有气泡前,说明水没有发生蒸发现象
D.水的沸腾现象比较剧烈,说明水沸腾时不会伴有蒸发现象
【变式5-2】小军同学在劳动实践活动中采取的系列措施:①培育禾苗时盖上地膜;②植树时剪掉多余的枝叶;③把洗过的衣服晾晒在通风处;④将收割的稻谷摊开晾晒。其中是为了减缓水蒸发而采取的措施有________(选填序号)。
【变式5-3】“生活中处处有物理”。当你游泳出水后,由于水分______的缘故导致身体会感到冷,刮来一阵风,你会感觉更冷,此时你会不由自主地蜷缩起来,自己可感觉到不那么冷了,想想你的这个动作是通过哪个方面即______来减慢水分蒸发的过程。
【题型6 】
【例6】李华同学探究水蒸发快慢与哪些因素有关,他在块相同的玻璃板上各滴一滴质量相同的水,进行如图所示的实验。
(1)通过、两图,可以探究水蒸发快慢与液体表面的______的关系;通过、两图,可以探究水蒸发快慢与______的关系。
(2)除了课本中学到的影响蒸发的因素外,李华还觉得蒸发快慢可能与物质的种类有关,于是他做了以下实验:在同一个房间里,在两块相同的玻璃板上分别滴上质量相等的水和酒精如图2,并控制它们的______相同,结果发现图中酒精先蒸发完,于是可以得出结论:液体的蒸发快慢还与______有关。
【变式6-1】在两块相同的玻璃片上,小明同学分别滴一滴相同质量的水和酒精,如图所示。观察图中情景可知,他主要研究液体蒸发的快慢是否与( )
A.液体的表面积有关 B.液体的温度有关
C.液体的种类有关 D.液体表面空气流动速度有关
【变式6-2】教室地面上有一些水,打开电风扇吹一会儿地面就干了,这是通过________来加快水的蒸发,(选填“增大表面积”、“提高温度”或者“加快空气流动”),壶中的水烧开后,壶嘴冒出的“白气”是________。(选填“小冰晶”、“小水滴”或者“水蒸气”)
【变式6-3】小明在物理课上学习了液体蒸发快慢与液体温度、液体表面积、液体表面上方气流速度三个因素有关。他做了一次家庭实验进行进一步验证:在四块相同的玻璃板上各滴一滴质量相同的水,然后进行如图所示的实验探究:(其中A、C、D的表面积相同)
(1)通过对比A、B,可以探究水蒸发的快慢与液体________是否有关;
(2)通过对比________,可以探究水蒸发快慢与水面上方空气流动速度是否有关。在上述探究过程中,总要控制某些因素使它们相同,进而寻找出另外一些因素对实验结果的影响,这种物理研究方法叫做________;
(3)若室内温度为20℃,此时用蘸有少量酒精的棉花涂抹一下温度计的玻璃泡,随着酒精的迅速蒸发,下列各图能比较正确反映温度计示数随时间变化的是________。(填正确选项前的字母)
A. B.
C. D.
【题型7 】
【例7】为适应环境,南方生长大量的阔叶林,阔叶林的叶子宽大,可以______________________(选填“加快”或“减慢”)水分蒸发,蒸发时会___________热量以适应高温环境。小王透过装有水的矿泉水瓶观察很近的树叶发现叶脉会变粗,而且很清晰,这是因为此时水瓶相当于___________透镜。
【变式7-1】室内温度为,此时用浸有少量酒精的棉花裹在温度计的玻璃泡上,随着酒精的迅速蒸发,下列关于温度计示数随时间变化的图像正确的是( )
A. B. C. D.
【变式7-2】天热时,狗常把舌头伸出来并大口喘气。这主要是为了( )
A.增大水的表面积并加快水面空气流动,加快蒸发
B.提高了水的温度并增大了水的表面积,加快蒸发
C.加快水面空气的流动并提高水的温度,加快蒸发
D.干手器吹出的风力很大,把手上的水吹落到地上
【变式7-3】如图,非洲沙漠中的居民用来保鲜食物的“罐中罐冰箱”。内外罐之间注满沙子,一天加两次水保持沙子湿润。利用外罐内沙子里的水____________吸热,使内罐温度降低,存储食物保鲜时间更长。
考点3
液化的概念及方式
1、液化:物质从气态变为液态的过程叫液化。
注意:在做题中要注意,白气和雾都是可以看见的,所以是液态。
(1)汽化和液化是互为可逆的过程。
(2)液化时能量的传递:物质液化时要放热。
2、液化的方法
(1)降低温度:只要科学条件允许,任何气体温度降到足够低的时候,都可以液化。
(2)压缩体积:有的气体在常温下压缩体积就能液化,如一次性打火机中的丁烷。
3、液化放热在生活中的应用:冬天手感到冷时,可向手哈气,是因为呼出的水蒸气液化放热;被锅内喷出的水蒸气烫伤比开水还厉害,是因为水蒸气液化过程要放热.浴室通常用管道把高温水蒸气送入浴池,使池中的水温升高是利用液化放热来完成的。
【题型8 】
【例8】如图所示,往玻璃杯中倒入热水,杯壁上出现“水珠”:
(1)水珠是由水蒸气发生____________(填物态变化名称)形成的,此过程____________(选填“水蒸气”或“玻璃杯”)需要吸收热量。
(2)水珠形成的位置为图中的____________(选填“A”“B”或“C”)位置。
(3)小明在喝水时发现在玻璃杯后面的手指变“胖”了,这是因为装水的玻璃杯相当于一个____________透镜。给玻璃杯加盖,是为了____________水的蒸发。
【变式8-1】下列物态变化属于凝固的是( )
A.露珠的形成 B.饮料中的冰块体积变小
C.铁水浇铸成工件 D.空气中的干冰迅速消失
【变式8-2】在“探索厨房中的物态变化问题”实践活动中,下列说法正确的是( )
A.电水壶里的水烧开后,壶嘴会冒“白气”,这种“白气”是水蒸气
B.炒菜时,水溅到热锅上会瞬间消失,这是水发生了凝华现象
C.厨房里使用的瓶装液化气,是用压缩体积的方法使气体液化的
D.煮饺子时,当水沸腾后应继续用大火加热,这样可以使水的温度升高
【变式8-3】如图所示,电冰箱的制冷过程涉及两种物态变化:
(1)液态制冷剂在冷冻室的管子里____________(填写物态变化名称)吸热,使冰箱内温度降低;
(2)生成的蒸气又在冷凝器中发生液化____________(“吸”或“放”)热、我们知道,使气体液化的方法有两种:①降低温度;②压缩体积。在冷凝器里发生的液化是采用第____________种方法而实现的。
【题型9 】
【例9】2023年10月26日11时14分,搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,如图所示。我国长征系列运载火箭是以氢作为燃料的,为了减小火箭的体积,采用________和________的方法使气态氢液化后储存在燃料室中。为了保护发射塔,工作人员在塔底建了一个大水池,让高温火焰喷到水中,利用水的________(填物态变化的名称)来吸收巨大的热量。
【变式9-1】下列几个验证性小实验,其中错误的是( )
A.蘸有酒精的药棉包在温度计的玻璃泡上,发现温度计示数减小,说明蒸发吸热
B.把耳朵贴在桌子上,可以清楚地听到同学轻划桌面的声音,说明固体可以传播声音
C.冬天将玻璃片从室外拿到室内,发现它上面有一层雾,说明升高温度可以使气体液化
D.将扬声器对准烛焰,播放音乐,发现烛焰随音乐不断歪斜,说明声可以传递能量
【变式9-2】小清吃雪糕时,看到雪糕周围冒“冷气”,由此她联想到了泡方便面时碗里冒“热气”的情景。以下是她对“冷气”和“热气”的思考,其中正确的是( )
A.都是水蒸气液化形成的小水珠 B.都是空气液化形成的小水珠
C.它们都是汽化成的水蒸气 D.前者是液化形成的,后者是汽化形成的
【变式9-3】秋天的早晨,窗户玻璃上出现“雾气”,这是空气中的水蒸气发生___________(填物态变化名称)形成的,此过程需要___________(选填“吸”或“放”)热。
【题型10 】
【例10】如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。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;使用时,对准人的伤口处喷射,液态的氯乙烷在皮肤表面迅速__________(填物态变化名称),同时___________(吸收/放出)大量的热,使人体受伤部位的温度降低,皮肤血管收缩,神经纤维传导速度变慢,起到镇痛的作用。
【变式10-1】体育比赛中,运动员突然受伤,医护人员会对受伤部位喷氯乙烷。它的沸点只有12.5℃,在喷出来的一刹那,氯乙烷接触皮肤立刻变成气体,使受伤的部位温度降低,神经被麻痹,疼痛得到缓解,下列说法正确的是( )
A.氯乙烷在常温常压下的存在形式是液态
B.氯乙烷喷到运动员受伤的部位后从皮肤上吸收大量热量
C.储存在金属罐中的氯乙烷是气态
D.氯乙烷喷到运动员受伤的部位后发生的物态变化是液化
【变式10-2】如图所示的一次性打火机,如果意外摔破外壳,打火机内液态燃料会迅速消失得无影无踪,此时用手触摸外壳,会感觉很凉。下列说法正确的是( )
A.只能通过降低温度的方法将气态燃料液化 B.液体消失,发生了升华现象
C.外壳变凉是因为液体消失过程中吸收热量 D.液体迅速消失是因为该液体的沸点很高
【变式10-3】如图所示,足球比赛中运动员突然受伤,医护人员在急救时,常常会对着受伤部位喷一种雾状的药剂,这是一种叫作氯乙烷(C2H6Cl)的有机物,它的沸点只有12.5℃,通常它以液态形式被储存在金属罐中,则常温下的氯乙烷是采用 ___________(选填“压缩体积”或“降低温度”)的方法液化后储存的。在喷出来的一刹那,氯乙烷立刻汽化变成气体,同时从运动员受伤部位的皮肤上 ___________ (选填“吸收”或“放出”)了大量热量,使受伤的部位温度迅速降低,神经被麻痹,疼痛缓解,比赛结束以后,运动员还要接受正式的治疗。
随堂巩固
【随堂巩固】
1.在“观察水的沸腾”实验中,下列说法正确的是( )
A.水沸腾时的温度一定是100℃
B.水沸腾时,继续对水加热,水不再吸收热量
C.水沸腾时,继续对水加热,水的温度会再升高
D.水沸腾时,继续对水加热,水的温度保持不变
2.坎儿井是荒漠地区的一种特殊灌溉系统,其结构示意图如图所示。坎儿井输水部分采用暗渠,以减少水的蒸发,下列措施与此方法相同的是( )
A.将收割的小麦摊开晾晒 B.使用吹风机热风挡吹头发
C.培育玉米苗时盖上地膜 D.把洗过的衣服晾晒在向阳处
3.“海丰有引海水直接入池晒成者,凝结之时,扫聚不加人力。与解盐同。但成盐时日,与不借南风则大异。”下列关于海水晒盐的说法正确的是()
A.海水晒盐借助风能加快水分蒸发 B.海水晒盐的过程中不断放出热量
C.海水晒盐的过程中发生了凝固 D.温度越低,水分蒸发越快,越利于晒盐
4.某地源热泵能在冬季吸收土壤的热量为建筑供暖,其工作原理的简图如图所示。液态换温介质在换热器1中吸收土壤的热量,发生物态变化变为高温介质;高温介质经压缩机处理后,通过换热器2向建筑内放热实现供暖,并重新凝结为液态。换温介质在上述过程中发生的物态变化是( )
A.先液化后汽化 B.先汽化后液化 C.先熔化后凝固 D.先凝固后熔化
5.某同学将热水、冰水和室温水(水温与室温相同)分别装入纸杯中,一段时间后,有两只纸杯的杯壁上出现小水珠。下列图形正确的是( )(图中用“O”表示小水珠)
A. B. C. D.
6.对于冷热的研究,我国东汉王充在《论衡·寒温篇》中记载“夫近水则寒,近火则温,远之渐微,何则?气之所加,远近有差也”。下图关于冷热现象的描述中正确的是( )
A.体温计在使用前要在酒精灯外焰上烤一烤消毒
B.图乙把质量相等的水、加热至沸腾,其中水面上方的气压更大
C.将温度计玻璃泡沾上酒精,放在恒温房间内,图丙表示温度计示数随时间变化的情况
D.图丁中丙为气态,③是液化过程
7.实验小组用如图甲所示的装置探究“水沸腾时温度变化的特点”,正确实验并采集数据后,绘制出的温度随时间变化的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.安装装置时,应该先确定铁夹B的位置 B.观察到“白气”冒出,说明水已经沸腾
C.烧杯里的水在沸腾前后都发生了汽化现象 D.8~10 min,水的温度不变,不吸收热量
8.如图所示,将a、b两种液体装在试管中,两试管均放在装有a液体的烧杯中,用酒精灯给烧杯持续加热,已知a、b两液体的沸点不同,下列说法正确的是( )
A.试管中的a、b均能沸腾
B.试管中的a能沸腾,试管中的b不能沸腾
C.若b的沸点比a低,则试管中的a不能沸腾,试管中的b能沸腾
D.若a的沸点比b低,则试管中的a能沸腾,试管中的b不能沸腾
9.体温计是根据液体____________的性质制成的,如图所示体温计的示数是____________℃。打火机内的液体主要是丁烷,丁烷常温下是气态,是通过____________的方法使丁烷液化装入打火机内。
10.如图所示,小芳在爸爸的帮助下做了“纸锅烧水”实验,她将适当的水装入纸锅后,放到火上加热(不让火苗烧到水面以上的纸),一会儿水沸腾了,但纸锅并没有燃烧,这是因为水沸腾时仍要继续吸收热量,温度_________,并且水的沸点_________(选填“低于”或“高于”)纸的着火点,所以纸锅没有燃烧。(已知纸的着火点为180℃)
11.有一种家用香熏加湿器,通电后雾化片以的频率振动,将植物精油和水珠打散使加湿器周围的空气湿润且芳香。这种加湿器是利用_________(超/次)声波工作的,小华认为加湿器产生的水雾是水蒸气液化导致的,这个观点是_________(正确/错误)的。
12.如图所示,若茶壶内装有10cm深的茶水,则茶壶底部受到茶水的压强为______Pa。若想在梵净山顶上烧开这壶水,水需要达到的温度应______,(选填“高于”、“低于”或“等于”)。(茶水密度,g取)
13.在青藏铁路的建设中,我国科技工作者将“热棒”插入冻土,成功解决了“冻土工程”这一世界性难题。如图所示,热棒是碗口粗细的铁棒,整个棒体是中空的,里面封装有适量液氨。热棒的工作原理是:当路基温度上升时,液态氨_______热量,会变成气态氨上升到热棒的上端,通过散热片散热,气态氨_______成液态氨,又流入了棒底。这样不断循环,避免冻土融化造成路基崩塌。
14.一同学在实验室探究“水在沸腾前后温度变化的特点”的实验,自下而上安装了如图甲所示的装置。由图甲可知,水的初始温度为______℃。水的温度随时间变化的图像如图乙所示,则实验室的气压______1个标准大气压(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
15.小明和小华将传感器与计算机相连,在沸水冷却过程中采集部分温度随时间变化的数据。描点作出温度—时间图像,则正确的图像是______(选填“小明”或“小华”),另一个图像错误的原因是______,如果要证明你的判断,可行的做法是______。
16.在探究“水的沸腾”的实验中,甲、乙两组同学分别使用A、B两套装置(如图甲)来完成实验。
(1)图甲中:分析评估A、B两套装置:___________装置热量损失少,实验耗时少。
(2)图乙中:a、b所示的是观察水沸腾实验中出现的两种情景,其中水沸腾时的情景为___________。
(3)观察水沸腾时温度计的示数如图丙所示,水的沸点是___________℃。
(4)小明同学发现使用B装置进行实验时,加热到沸腾所用时间比使用A装置长,请写出一个可能原因:_________________________________。
(5)为探究水沸腾的过程中是否需要吸热,应在水沸腾后_____________________,观察水是否继续沸腾。
17.如图甲所示为小明和小丽“探究水沸腾前后温度变化的特点”的实验装置。
(1)实验器材安装过程中,应先调整固定______(选填“”或“”)的位置。
(2)小明在烧杯中加入的热水,是为了______;实验开始后每隔记录一次水的温度,并将实验数据绘制成了如图丙所示的图像,由图像可知,本次实验水沸腾时的温度为______,当地的气压可能______(选填“大于”“等于”或“小于”)标准大气压。
(3)小明认真观察并记录了水沸腾前和沸腾时的气泡变化情况,如图乙所示,其中______(选填“”或“”)是水沸腾前气泡变化的情况。
(4)拿掉酒精灯后,细心的小明发现水未立即停止沸腾,试分析其原因______。
(5)实验完成后,小丽又利用实验装置进行了如图丁所示的实验,用D容器中的水对试管C中的液体进行加热,发现D容器中的水沸腾时,试管C中的液体没有沸腾,如果C、D容器中水和液体的沸点分别为、,则和的大小关系不可能的是______。(填选项前的字母)
A. B. C.
18.小明用图甲所示的装置做“观察水的沸腾”实验。
(1)图甲装置中,存在的错误是___________;
(2)在加热过程中,水中的气泡如图乙所示,此时水___________(选填“已沸腾”或“未沸腾”);
(3)其他同学分别采用如图丙的三个实验装置进行实验,根据实验数据分别画出水温随时间变化的图像如图丁中a、b、c所示,则用装置③做实验画出的图像是___________。
(4)撤去酒精灯,小明观察到水没有立即停止沸腾,原因是___________,此时水的温度___________(选填“高于”、“等于”或“低于”)沸点;
(5)小明又将纸做的小锅放在酒精灯上烧水,结果水开了,锅没有被烧坏(纸的着火点约为190℃,酒精灯外焰的温度约为800℃),其中的道理是___________;
(6)小华同学在做完“观察水的沸腾”实验后又进一步探究了沸水自然冷却过程中温度随时间的变化情况,他将实验数据记录在表中。
时间/min
0
5
10
15
25
35
45
55
65
70
温度/℃
98
70
55
45
35
28
24
22
22
22
①请在坐标图戊中通过描点画出上述温度随时间变化的曲线。___________
②根据表中的数据可推知,小华做上述实验时的环境温度(即室温)应在___________℃左右。
③根据描画出的水温随时间变化的曲线。可知沸水在自然冷却过程中温度变化的规律是___________。
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