3.3 汽化和液化 讲义-2026-2027学年人教版物理八年级上学期
2026-09-24
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内容正文:
初中物理讲义:汽化和液化
进门小测
1、 下列关于物态变化的实例中属于熔化的是( )
A.初春,河面上冰化成水
B.夏末,草叶上形成“露珠”
C.深秋,枫叶上形成“霜”
D.严冬,树枝上形成“雾淞”
【答案】 A
【解析】 A、初春,湖面上冰化成水,是固态变为液态,是熔化现象,符合题意;
B、夏末,草叶上形成“露珠”是水蒸气液化形成的,不合题意;
C、深秋,树叶上形成“霜”是水蒸气直接凝华形成的,不合题意;
D、严冬,树枝上形成“雾凇”是水蒸气直接凝华形成的,不合题意.
2、 用如图所示装置探究某固体熔化时温度的变化规律.请回答下列问题:
(1)将装有某固体的试管放入水中加热,而不是用酒精灯直接对试管加热,这样做不但能使试管受热均匀,而且固体的温度上升速度较______(选填“快”或“慢”),便于及时记录各个时刻的温度.
(2)除图中所示实验器材外,还需要的实验器材有火柴和______.
(3)根据所绘制的熔化图象,可以判断该物质是______;(选填“晶体”或“非晶体”)
(4)该物质从开始熔化到熔化结束持续时间大约______min.
(5)该物质的温度达到70℃时,其状态是______.(选填“固态”、“液态”或“固液共存态”)
【答案】 (1)慢(2)秒表(3)晶体(4)15(5)固态
【解析】 (1)将装有固体的试管放入水中加热,这是水浴法,采用水浴法,固体的温度变化比较均匀,并且变化比较慢,便于记录实验温度;
(2)从图象知,记录的数据有温度和时间,测量温度需要温度计,测量时间需要秒表,所以实验器材还缺少秒表;
(3)由图象知,该物质在熔化过程中温度保持80℃不变,该物质为晶体,其熔点为80℃;
(4)(5)该物质温度为70℃时处于固态;物质从第10min开始熔化,到第25min完全熔化完,持续时间为15min.
课程目标
1.了解汽化和液化现象及其吸放热特点
2.掌握影响蒸发快慢的因素
3.掌握沸腾实验和规律
知识图谱
课堂引入
冬天嘴里呼出“白气”,晾晒的衣服会变干,这些常见的生活现象蕴藏着怎样的科学知识呢?
汽化
知识精讲
一.汽化
物质从液态变成气态的过程叫做汽化,汽化过程需要吸热。
汽化现象有两种:沸腾、蒸发,两种形式都要吸热。
1.沸腾: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。沸腾时液体的温度保持不变。
2.蒸发:任何温度下,只在液体表面发生的缓慢的汽化现象,蒸发时液体温度下降。
二.沸腾和沸点
1.沸腾现象:例如水沸腾,有大量的气泡上升、气泡变大,到水面破裂,释放出水蒸气,如图甲所示。
2.沸腾规律:液体在沸腾时,要不断地吸热,但温度保持在沸点不变。
3.液体沸腾必要条件:温度达到沸点、不断吸热。
图甲 图乙 图丙
4.有关沸点知识:
(1)液态氧的沸点是-183°C,固态氧的熔点是-218°C。-182°C时,氧为气态。-184°C时,氧为液态。-219°C时,氧为固态。-183°C氧是液态、气态或气液共存都可以。
固态
0°C
100°C
液态
气态
(以水为例,找寻温度段)段
(2)可用纸锅将水烧至沸腾(水沸腾时,保持在100°C不变,低于纸的着火点)。
(3)装有酒精的塑料袋挤瘪(排尽空气)后,放入80°C以上的水中,塑料袋变鼓了(酒精汽化成了蒸气。酒精沸点为78°C,高于78°C时为气态)。
三.蒸发
1.蒸发现象:
(1)湿衣服放在户外,很快就会干;
(2)教室洒过水后,水很快就干了;
2.蒸发吸热,有致冷作用:
(1)刚从水中出来,感觉特别冷(风加快了身上水的蒸发,蒸发吸热);
(2)一杯40°C的酒精,敞口不断蒸发,留在杯中的酒精温度低于40°C(蒸发要向周围环境和液体自身吸热);
(3)在室内,将一支温度计从酒精中抽出,示数会先下降再升高(酒精蒸发吸热,使温度计中液体温度下降,蒸发结束后温度回升到室温)。
3.影响蒸发快慢的三个因素:
(1)液体自身的温度高低;
(2)液体蒸发的表面积大小;
(3)液体表面附近的空气流动速度。
汽化现象及吸放热特点
例题1、 加油站都有这样的提示:请“熄火加油”、“禁止抽烟”、“不要使用手机”等。这是为了防止火花点燃汽油引起火灾,因为常温下液态的汽油容易发生什么物态变化( )
A.汽化
B.液化
C.熔化
D.凝固
【答案】 A
【解析】 加油站储存了大量汽油、柴油,这些汽油和柴油在常温下汽化,产生大量燃油蒸汽,这些蒸汽遇火很容易燃烧而发生危险,因此加油站附近禁止吸烟、打手机等。
例题2、 夏天,盛一盆水,在盆里放两块高出水面的砖头,砖头上搁一只比盆小一点的篮子。篮子里有剩饭、剩菜,再把一个纱布袋罩在篮子上,并使袋口的边缘浸入水里(如图所示),就做成了一个“简易冰箱“.即使经过一天时间里面的饭菜也不会变质。与“简易冰箱”的工作原理相同的是( )
A.吃冰棒解热
B.在中暑病人额头上擦酒精
C.烧开水时冒“白气”
D.衣箱中的樟脑丸逐渐变小
【答案】 B
【解析】 由整个装置的结构特点可知,它是借助了蒸发致冷来使给食物降温的。装置放在通风处,这样即增大了液体的表面积,也增大了水的表面空气流动速度,加快水的蒸发,使饭菜温度降低,防止饭菜变质。
A、吃冰棒解热,是利用熔化吸热知识,故A不合题意;
B、在中暑病人额头上擦酒精,是利用汽化吸热,降低病人体温,故B符合题意;
C、烧开水时冒出的“白气”是水蒸气遇冷液化形成的小水滴,故C不符合题意;
D、樟脑丸逐渐变小是由固态直接变为气态蒸汽的升华现象,故D不符合题意。
随练1、 安装在汽车上的后视镜,内部有电热丝加热,当镜面上起雾时启用电加热装置,镜面上的雾气就会消退,使司机看清周围的情况.雾气消退的过程属于( )
A.汽化
B.液化
C.熔化
D.凝固
【答案】 A
【解析】 当镜面上起雾时启用电加热装置,镜面上的雾气就会消退,镜面上的雾气消失的过程是从液态变为气态,属于物态变化中的汽化.
随练2、 如图,火箭在大气中飞行时,它的头部摩擦发热,温度可达几千摄氏度。在火箭上涂一层特殊材料,这种材料在高温下熔化并汽化,能起到保护火箭头部的作用,这是因为( )
A.熔化和汽化都放热
B.熔化吸热,汽化放热
C.熔化和汽化都吸热
D.熔化放热,汽化吸热
【答案】 C
【解析】 在火箭上涂一层特殊材料,这种材料在高温下熔化并且汽化,熔化和汽化都需要吸热,使火箭的温度不会很高,能起到保护火箭头部的作用。
沸腾的条件及特点
例题1、 如图,在盛水的烧杯里放有一盛水的试管,加热烧杯,使杯内水沸腾,在继续加热过程中,试管中的水( )
A.不能达到沸点,因此不能沸腾
B.能达到沸点,也能够沸腾
C.能够达到沸点,但不能沸腾
D.以上几种说法都不对
【答案】 C
【解析】 在烧杯底部加热使烧杯内的水沸腾,继续加热,根据沸腾的特点可知烧杯内的水温度将不再变化,所以试管内的水温度能达到100℃但不能继续吸热,所以试管内的水不能沸腾。
例题2、 某兴趣小组以相同的小烧杯盛一样多的水,以相同的热源同时加热.如图所示,甲杯为隔水加热,乙杯为隔油加热,丙杯为隔砂加热,加热一段时间后,测得小烧杯外物质的温度分别为水温100℃、油温300℃、砂温600℃,且观察到乙、丙两烧杯中的水呈沸腾状态,则三杯水的温度高低顺序为( )
A.甲>乙>丙
B.甲<乙<丙
C.甲<乙=丙
D.甲=乙=丙
【答案】 D
【解析】 解:甲杯中的水温等于100℃,但由于不能继续从外面烧杯中吸收热量,所以不会沸腾;
乙和丙烧杯的水沸腾,说明此时水的温度已经达到沸点100℃,但温度不再升高;
故选:D。
随练1、 如图所示,甲水壶直接放在火焰上加热,乙水壶置于厚金属板上后,放在火焰上加热。当两壶水沸腾发出哨音时,同时关闭炉火,则( )
A.甲水壶停止发声后,乙水壶还能继续发声
B.乙水壶停止发声后,甲水壶还能继续发声
C.一段较长时间后,两水壶都还能继续发声
D.两水壶同时停止发出声音
【答案】 A
【解析】 两壶水都沸腾后关闭炉火,甲水壶直接放在火焰上加热,关闭炉火甲水壶不能继续吸热,故不能沸腾。乙水壶置于厚金属板上后,放在火焰上加热。虽然关闭炉火,但厚金属板的温度还是高于水的温度,水还能从金属板上吸热。故还能沸腾。所以乙水壶还能继续发声。
随练2、 晓月同学看到在沸腾油锅中取铁球的表演后,得知锅中的“油”是由油和醋组成的混合液体,油的沸点为287℃,醋的沸点只有60℃,当温度达到 ℃时液体就沸腾了,继续加热液体的温度 升高,表演时铁球的温度不可能超过 ℃.
【答案】 60;不会;60.
【解析】 由于锅中的“油”是由油和醋组成的混合液体,醋的沸点是60℃,所以锅中的液体温度达到60℃时液体就沸腾了;液体沸腾的特点是吸收热量,但温度不变,所以继续加热液体的温度不会升高,表演时铁球的温度不可能超过60℃.
故答案为:60;不会;60.
沸腾的实验
例题1、 小明“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验装置如图甲所示。
(1)当水温上升到90℃后,小明每隔0.5min记录一次温度,然后绘制了温度随时间变化的图象,如图乙所示。从图象中可知水的沸点是________℃.停止加热,小明发现水不能继续沸腾,说明水在沸腾过程中不断________。
(2)结合甲、乙两图,请你对本实验提出一条改进建议:________,改进后的好处是:________。(写出一条即可)
【答案】 (1)96;吸热
(2)减小水的质量;缩短加热时间
【解析】 (1)由图可知,当水的温度到了96℃后就不再升高,说明此时水是沸腾的;停止加热,小明发现水不能继续沸腾,说明水在沸腾过程中不断吸热;
(2)由图象中可知,水从90℃升高到96℃的时间有点长,实验中可以通过减小水的质量、给烧杯加盖来缩短加热时间。
例题2、 小明利用如图甲所示的实验装置观察水的沸腾
(1)组装器材时,应先固定图甲中的________(选填“A”或“B”):
(2)安装好实验器材后,为缩短实验时间,小明在烧杯中倒入热水,温度计示数如图乙所示,此时温度计的示数为________℃;
(3)在水温升高到90℃后,小明每隔1min观察1次温度计的示数,记录在表中,直至水沸腾,如此持续3min后停止读数;
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
温度/℃
90
92
94
96
98
99
99
99
①在第7min小明忘记记录数据,此时的水温应为________℃;
②小明观察到:沸腾时水中气泡的情形为图丙中________图(选填“C”或“D”);
③请你根据表格中的数据,在图丁所示的坐标系中画出水沸腾前后温度随时间变化的图象。
【答案】 (1)B
(2)68
(3)①99;②C;③
【解析】 (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)温度计的分度值是1℃,所以其温度为68℃。
(3)①水在第5min开始沸腾,不断吸收热量,温度应该保持不变,所以第7min的温度也是99℃;
②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,图D符合水沸腾前的现象;
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,气泡变大,图C符合水沸腾时的现象。
③根据表格中的数据,描点并用平滑的曲线连接起来。图象如下:
随练1、 在探究“水的沸腾”的实验中,当水温升到90℃时,每隔1min记录一次温度计的示数,直到水沸腾5min后停止读数,部分数据记录如下表:
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
水的温度/℃
90
92
94
98
98
98
98
98
(1)实验中所用液体温度计是利用________的性质制成的。
(2)某次数据没有记录,当时温度计示数如图所示,漏填的数据________℃。
(3)根据表中实验数据,可知水的沸点是________;由水的沸点,可判断出当时的气压________(选填“是”或“不是”)标准大气压
(4)根据实验记录的表格判断水沸腾时的特点是________。
(5)实验时安全很重要。若不小心被①沸水烫伤;②水蒸气烫伤,________(选填“①”或“②”)情况更严重,其原理是________。
【答案】 (1)液体热胀冷缩
(2)96
(3)98℃;不是
(4)吸收热量,但温度不变
(5)②;水蒸气液化放热
【解析】 (1)实验时所用的液体温度计是利用液体热胀冷缩的性质制成的;
(2)由图知,温度计的分度值为1℃,示数为96℃;
(3)由记录的数据可见,水的温度升高到98℃后,就不再变化了,因此此时水的沸点是98℃,并且在沸腾过程中,保持这个温度不变;因为实验中水的沸点是98℃,小于100℃,根据沸点和气压的关系,实验时的大气压是低于标准大气压的;
(4)水沸腾的特点是温度达到沸点,吸收热量,但温度不变;
(5)当100℃的水蒸气遇到温度较低的人体时,要液化,而液化要放热。故在同种情况下,它与100℃的水相比,多了一个液化放热的过程。所以,其烫伤的后果更严重。
随练2、 在做“探究水的沸腾”的实验中,对水进行加热,直到沸腾。
(1)水沸腾后的温度特点是________,同时可以观察到气泡离开容器底部上升的过程中体积逐渐________,一直上升到液面破裂。
(2)有三个同学使用的实验装置分别如图a、b、c所示,酒精灯和烧杯均为同一规格。如图甲、乙、丙是使用这三套实验装置实验后作出的温度随时间变化的图象。那么,他们用a、b、c三个装置做实验所作出的对应图象的顺序应该是________。
(3)为了能很好的观察到水在常温常压下的沸腾且能节省实验时间,那么选择装置________做实验会更好些。
【答案】 (1)大小不变;变大
(2)丙、甲、乙
(3)b
【解析】 (1)沸腾后,水的温度特点是大小不变,同时脱离器壁的气泡在上升过程中体积逐渐变大,一直上升到液面而破裂;
(2)由实验装置abc图可知,a装置烧杯上面加了一个盖,受气压变化影响,水的沸点高于100℃,所以用a装置做实验作出的图象是丙图;
由甲、乙两图象可知,水的初温相同,乙图加热较长时间水才能沸腾,原因可能是水过多,然后比较b、c装置可知,c装置总烧杯内的水的质量较多,所以用c装置做实验作出的图象是乙图;则用b装置做实验作出的图象是甲图,用a、b、c三个装置做实验所作出的对应图象的顺序应该是丙、甲、乙;
(3)了能很好的观察到水在常温常压下的沸腾且能节省实验时间,水在常温常压下的沸点是100℃,且能节省实验时间应减小水的质量,由图甲乙丙即(2)的分析,可选装置b。
影响蒸发快慢的因素
例题1、 在一些洗手间装有热风手器,洗手后用它可以很快把手烘干,如图所示。关于图中利用了哪几种方法加快水的蒸发,以下选项中正确、全面的是( )
①提高液体的温度 ②增大液体的表面积 ③加快液体表面空气流动速度
A.①②
B.①③
C.②③
D.①②③
【答案】 D
【解析】 热风干手器吹出的空气温度高,提高了水分的温度,可使手上水分蒸发加快;
把手伸开,增大液体的表面积,可使手上水分蒸发加快;
吹出的风使手表面空气流动速度加快,可使手上水分蒸发加快。
例题2、 小王同学在4块相同的玻璃板上各滴一滴体积相同的水,进行如下图所示的实验探究,得出水蒸发快慢与水的温度、水的表面积和水面上方空气流动快慢有关.
(1)通过A、B两图的对比,可以得出水蒸发快慢与水的________有关.
(2)通过________两图的对比,可以得出水蒸发快慢与水的温度有关.
(3)小王同学猜想水蒸发快慢还可能与水的体积有关,于是继续进行了如下探究:在相同环境下的两块相同玻璃板上分别滴上一滴和两滴水(如图).结果发现甲图中水先蒸发完,于是他得出结论:水蒸发快慢与水的体积有关,水的体积越小蒸发越快.从实验设计环节看,他没有控制水的________(选填“体积”或“表面积”)相同;从得出结论环节看,“根据谁先蒸发完,判断谁蒸发快”是否正确?________(选填“正确”或“不正确”),理由是________.
(4)通过A、D两图的对比,可以得出水蒸发快慢与水表面的空气流速有关,如果实验工具中利用了电吹风(有“快档或慢档、冷风或热风档”),操作时要注意些什么?________
【答案】 (1)表面积
(2)A、C
(3)表面积;不正确;本来水的多少(质量或体积)就不同,不能以谁先蒸发完来判断蒸发快慢(只有在水的质量相同时,先蒸发完的蒸发的才快);
(4)用电吹风的快档或慢档且都用冷风来吹(将电吹风控制为快档冷风或慢档冷风)
【解析】 解:(1)比较A、B两图看出是水的温度和水上方空气流动速度相同,不同的是水的表面积,所以可以得出水蒸发快慢与水的表面积有关;
(2)要研究水蒸发的快慢与水的温度的关系,应控制水的表面积和水上方空气流动速度,故选A、C两次实验过程;
(3)小王同学的验证过程是错误的,从得出结论的环节来看,他没控制水的表面积相同。因为只有在水的表面积相同时,先蒸发完的蒸发的才快。
(4)通过A、D两图的对比,可以得出水蒸发快慢与水表面的空气流速有关,如果实验工具中利用了电吹风,那么需控制液体的温度及表面积的大小相同,液体表面空气流动快慢不同,即用电吹风不同的档位(快档或慢档),而且都用冷风来吹。
随练1、 下列措施中,能使蒸发减慢的是( )
A.给湿头发吹热风
B.把湿衣服晾在通风向阳处
C.把盛有酒精的瓶口盖严
D.将玻璃板上的水滴向周围摊开
【答案】 C
【解析】 A、给湿头发吹热风是从提高液体温度和加快空气流动两个方面,加快了头发上水分的蒸发,故A不合题意;
B、湿衣服晾到向阳、通风的地方,从提高液体温度和加快空气流动两个方面,加快了衣服上水分的蒸发,故B不合题意;
C、把盛有酒精的瓶口盖严减慢了酒精周围的空气流动,从而减慢了酒精的蒸发。故C符合题意;
D、将玻璃板上的水滴向周围摊开,增大了水的表面积,加快了水分的蒸发,故D不合题意。
随练2、 吐鲁番是全国有名的“火炉”,常年高温少雨,水贵如油。当地流行使用坎儿井,大大减少了输水过程中的蒸发和渗漏。坎儿井由明渠、暗渠、竖井组成,如图所示,井内的水温在夏季约比外界低5~10℃.下列关于坎儿井能够减少水的蒸发的说法中正确的是( )
A.降低了水的温度
B.减慢了水的表面空气流速
C.增大了水的表面积
D.增加了水的质量
【答案】 A B
【解析】 坎儿井是新疆吐鲁番地区庞大的地下灌溉工程,坎儿井在地下,井内的水温比外界低,可以减小水的温度、减少水暴露在空气中的面积、减慢水面空气的流速,从而减小水的蒸发。综上所述,选项AB正确。
液化
知识精讲
一.液化:物质从气态变成液态的过程叫做液化,液化过程需要放热。
1.液化现象:
(1)水开后,壶嘴看见“白气”(壶中汽化出水蒸气,遇到冷空气液化成雾状小水珠);
(2)夏天自来水管和水缸上会“出汗”。(空气中的水蒸气遇冷液化成水珠);
(3)雾与露的形成(空气中水蒸气遇冷液化成雾状小水珠;附在尘埃浮在空中,形成“雾”;附在草木,聚成“露”);
(4)冬天,嘴里呼出“白气”。夏天,冰棍周围冒“白气”(水蒸气遇冷液化成雾状小水珠);
(5)冬天,窗户内侧常看见模糊的“水气”(屋内水蒸气遇到冷玻璃液化成小水珠);
(6)牙医在为病人检查牙齿时,将检查用的小镜子在酒精灯上稍微烤一下,然后放入口腔中(防止口腔内的水蒸气遇冷液化成小水珠附在镜面上)。
2.液化放热:
(1)北方的冬天,在室内暖气管道中通以灼热的水蒸气来取暖,最后在管道另一头回收到的是水(水蒸气液化成水放出大量热);
(2)100°C的水蒸气比100°C的水更容易烫伤人体(100°C的水蒸气液化成100°C的水要放热)。
3.液化的方法分为:降低温度、压缩体积两种方法。
常见的液化现象都为降低温度(遇冷、放热)的方法;压缩体积液化包括:
(1)在常温下,将石油气压缩放入钢瓶中,以液态石油气的形式保存;
(2)“长征”火箭的燃料和助燃剂分别是:压缩成的“液态氢”和“液态氧”;
(3)打火机中,常用压缩后的液态“丁烷”作为燃料。
液化现象及吸放热特点
例题1、 小明同学学习了“降水的形成”知识后,为家人做了“下雨”的实验。他把盘子擦干放进冰箱里冷却,水壶装满水并烧开,这时水汽不断上升,壶嘴上方就出现一团“白气”,这就是“云”。从冰箱里取出盘子放在壶嘴上方约15cm的地方,盘子碰到这团“云”,一会儿盘的下表面就会布满水滴,水滴越积越多,越积越大,等到挂不住时就纷纷落下,这就是“雨”。关于实验现象的解释,正确的是( )
A.壶嘴上方出现的一团“白气”是液态水
B.壶嘴上方出现的一团“白气”是壶中水汽化形成的水蒸气
C.水汽化时放出热量
D.盘子碰到这团“云”,一会儿盘的下表面就会布满水滴。这水滴是熔化形成的
【答案】 A
【解析】 A、壶嘴上方“白气”是水蒸气遇冷发生液化现象变成的液态水,该选项说法正确;
B、壶嘴上方出现的一团“白气”是壶中冒出来的温度较高的水蒸气液化成的小水滴,该选项说法不正确;
C、水汽化过程需要吸收热量,该选项说法不正确;
D、盘子碰到这团“云”,一会儿盘的下表面就会布满水滴,这些水滴是水蒸气遇到温度较低的盘子液化而成的,该选项说法不正确。
例题2、 夏天我们吃冰棍时,撕开冰棍包装纸,会发现冰棍冒“白气”,如图所示.这是由于冰棍周围空气中水蒸气遇冷发生________现象而形成的.根据你的观察,冰棍冒出的“白气”是向________的(选填“上”或“下”).
【答案】 液化;下
【解析】 “白气”是液态的,由空气中的水蒸气形成的,气态变为液态的现象叫液化;
“白气”是悬浮在空气中的小水滴,密度大于空气的密度,所以“白气”向下飘.
随练1、 许多房间都有如图所示的玻璃窗。在闷热的夏天开着空调的甲房间和寒冷的冬天开着暖气的乙房间,玻璃窗上都会出现“水雾”。下列关于“水雾”是在玻璃窗的哪一面的说法中,正确的是( )
A.甲、乙两房间的“水雾”都在内表面
B.甲、乙两房间的“水雾”都在外表面
C.甲房间的“水雾”在外表面,乙房间的“水雾”在内表面
D.甲房间的“水雾”在内表面,乙房间的“水雾”在外表面
【答案】 C
【解析】 “水雾”是水蒸气遇冷液化的小水珠附着在玻璃上形成的。夏天开着空调的甲房间温度低,屋外的水蒸气遇冷的玻璃液化而形成,所以在玻璃外面;寒冷的冬天开着暖气的乙房间温度高,是屋内的水蒸气遇冷的玻璃液化而形成,所以在玻璃内表面,故C正确;
随练2、 夏天,小明买了一支冰棒,他有以下发现:(1)从冰柜里拿出的冰棒上粘着许多“白花花的粉”;(2)剥去包装纸,冰棒周围会冒出“白气”;(3)把冰棒放进玻璃杯.不一会儿.玻璃杯的外壁就出了“汗”;(4)再过一会儿,冰棒变成了“水”.以上发现中,物态变化名称相同的有____(填序号),这种物态变化名称叫做____.小明还发现虽然冰棒很凉,但拿冰棒棍的手没有这样的感觉,原来冰棒棍是用木材制成的,这表明木材具有较差的____性.
【答案】 (2)(3);液化;导热
【解析】 (1)空气中的水蒸气遇到温度很低的冰棒,直接凝华形成了固态小冰晶,看起来像“白花花的粉”.
(2)剥去包装纸,冰棒冒出的“白气”是空气中的水蒸气遇到温度低的冰棒液化形成的小水滴.
(3)把冰棒放进玻璃杯后,由于热传递,所以茶杯的温度降低,空气中的水蒸气遇到温度较低的茶杯,对它放热液化形成了液态小水滴,看起来像“汗”.
(4)再过一会儿,冰棒变成了“水”,冰棒由固态变为液态,属于熔化现象.
以上发现中,物态变化名称相同的有(2)(3),这种物态变化名称叫做液化.
(5)冰棒棍用木材制成的,这是因为木材具有较差的导热性.
液化的两种方式
例题1、 某品牌空调器使用的新型制冷剂R600a是一种对臭氧层破坏较小、极容易汽化又容易液化的物质。它在室内汽化时吸热,在室外液化时________。压缩机通过使制冷剂不断发生液化和汽化,将室内的“热”搬至室外。制冷剂在室外液化的方式是________(选填“降低温度”或“压缩体积”)。
【答案】 放热;压缩体积
【解析】 空调器制冷时,液态的制冷剂R600a经毛细管进入蒸发器(室内机)汽化成气体,吸热;在压缩机中将气态的R600a压缩体积而液化为的液态R600a,并经冷凝器毛细管放热,将室内的热搬到室外。
例题2、 小明同学几乎每天都要乘公交车上学。
(1)善于观察的他发现,无论盛夏还是严冬,在装有空调的公交车玻璃窗上,都会有小水滴附着在上面,这都属于________现象(填物态变化名称)。那么,夏天,小水珠附着在玻璃的________,冬天,小水珠附着在玻璃的________.(均选填“内表面”或“外表面”)。
(2)他还发现车上备有二氧化碳灭火器,这种灭火器是在常温下利用________的方法使二氧化碳气体液化装入钢瓶里的。使用时需要手先握住钢瓶的木柄,然后再打开螺帽,否则会因液态二氧化碳在________(填物态变化名称)时,要________大量的热而对使用者造成伤害。
【答案】 (1)液化;外表面;内表面
(2)压缩体积;汽化;吸收
【解析】 装有空调的公交车玻璃窗上,都会有小水滴附着在上面,这些水珠是空气中的水蒸气遇冷形成的,物质由气态变为液态的现象属于液化现象。空气中的水蒸气遇冷液化,故只有温度相对较高的空气中的水蒸气才能遇冷液化,即水珠只能出现在相对温度较高的一侧,故夏天,小水珠附着在玻璃的外表面,冬天,小水珠附着在玻璃的内表面。使气体液化的方法有降低温度、压缩体积两种方法,二氧化碳灭火器是在常温下利用压缩体积的方法使二氧化碳气体液化装入钢瓶里的。使用时需要手先握住钢瓶的木柄,然后再打开螺帽,液态二氧化碳由液态变为气态,故该过程属于汽化,汽化是吸热过程,要吸收大量的热而对使用者造成伤害。
随练1、 取一支注射器.吸入一些乙醚,用橡皮帽套紧针头处,如图所示.再向外拉活塞,到一定程度时,注射器里的液态乙醚消失,这是一个________现象(填物态变化名称),然后往里推活塞,到一定程度时,可以观察到会有________出现,表明用________方法可以使气体液化.
【答案】 汽化;液态乙醚;压缩体积
【解析】 取一支大的注射器,吸入适量乙醚,用橡皮帽堵住注射器小孔,向外拉活塞,到一定程度时液态乙醚消失,这是一个汽化现象,然后推动活塞,又会观察到液态乙醚出现,这是用压缩体积的方法使气态乙醚液化.
随练2、 气体液化的难易
所有的气体都可以被液化,但每一种气体都有一特定的温度,在这个温度以上,无论怎样压缩,气体都不会液化,这个温度叫临界温度.临界温度是物质以液态形式出现的最高温度,各种物质的临界温度不同,有的高于常温,如水蒸气的温度是374℃,远比常温要高,因此平常的水蒸气极易冷却成水,其他如乙醚、氨、二氧化碳等,它们的临界温度略高于或接近室温,这样的物质在常温下很容易被压缩成液体,但也有一些临界温度很低的物质,如氧是-119℃,氢是-240℃,所以我们时常认为它们是气态的.要使这些气体液化,必须具备一定的低温技术和设备,使它们达到各自的临界温度以下,而后用压缩体积的方法使其液化,由以上知识可知:
(1)对于某些气体,只使用压缩体积的方法是不行的,首先要________________________.
(2)氧气和氢气的混合物,采用降温液化的方法分离,首先液化的是________.
(3)氧气的沸点是-183℃,氮气的沸点是-196℃,氦气的沸点是-269℃,采用液化空气提取这些气体.当温度升高时,液化空气汽化,首先分离出来的是________.
【答案】 (1)使它们达到各自临界温度以下
(2)氧气
(3)氦气
【解析】 (1)根据“要使这些气体液化,必须具备一定的低温技术和设备,使它们达到各自的临界温度以下,而后用压缩体积的方法使其液化”可知:要使气体液化,首先要使它们达到各自临界温度以下,再用压缩体积的方法使气体液化.
(2)降低温度使气体液化,当然是临界温度高的物体先达到临界点,先液化,氧气的临界温度高,氧气先液化.
(3)液态空气温度升高时,沸点低的液体先达到沸点,先汽化.氦气的沸点低,先汽化.
汽化和液化的应用
例题1、 如图所示为某种电冰箱的工作原理,压缩机工作时,强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环。那么,下列说法中正确的是( )
A.在冰箱内的管道中,制冷剂迅速膨胀汽化并放出热量
B.在冰箱内的管道中,制冷剂迅速膨胀汽化并吸收热量
C.在冰箱外的管道中,制冷剂被剧烈压缩液化并吸收热量
D.在冰箱外的管道中,制冷剂被剧烈压缩汽化并吸收热量
【答案】 B
【解析】 氟利昂(制冷剂)是一种既容易汽化又容易液化的物质;由图知,液态氟利昂经过一段很细的毛细管进入冰箱内的管道中,在这里迅速膨胀汽化,从冰箱的内部吸收热量,使冰箱内部的温度降低;氟利昂蒸汽经过电动压缩机时被剧烈压缩而液化,压入冰箱外的冷凝器管中,由于氟利昂液化,将热量放出。
综上分析,ACD不正确,B正确。
例题2、 如图所示,常温下的两个烧杯分别盛有冰块和热水,杯口分别盖有玻璃片a、b.一段时间后,观察到玻璃片表面出现小水珠,下列说法中正确的是( )
A.小水珠都在a、b的上表面
B.小水珠都在a、b的下表面
C.小水珠在a的下表面、b的上表面
D.小水珠在a的上表面、b的下表面
【答案】 D
【解析】 a杯中放的是冰块,杯外的水蒸气遇冷液化成小水珠附着在玻璃的外表面;
b杯中装的是热水,杯内温度高,杯内的水蒸气遇冷液化成小水珠附着在玻璃的内表面。
随练1、 冬季,在家里洗澡时会发现浴室墙壁上的镜子很快模糊起来,洗澡结束一段时间后,镜子又变得清晰。这个过程发生的物态变化是( )
A.热水的蒸发,水蒸气在镜面上的液化,镜面上水滴的汽化
B.热水的蒸发,水蒸气在附近空气中的凝华,冰晶的熔化和水滴的汽化
C.热水的蒸发,水蒸气在镜面上的凝华,镜面上冰晶的升华
D.热水的蒸发,水蒸气在镜面上的凝华,镜面上冰晶的熔化和水滴的汽化
【答案】 A
【解析】 洗澡的时候,水大量蒸发,有许多水蒸气遇到冷的镜子液化形成小水滴,镜子变得模糊不清;过一段时间,镜面上的小水滴又汽化成水蒸气,镜子又变得清晰了;此过程经过了先液化后汽化的过程,故A正确。
随练2、 用蒸笼蒸馒头,是上层还是下层蒸格中的馒头先熟呢?小明仔细观察后发现:高温的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________现象,________很多热量,使________层蒸格中的馒头先熟。有经验的师傅拿刚出笼的馒头前,先将手沾点水,这样做主要是利用________现象________热量,使手不会被烫伤。
【答案】 液化;放出;上;汽化;吸收
【解析】 高温的水蒸气遇到冷的蒸笼盖,会变成水滴,由气态变成液态,是液化现象。气体液化时,要放热。从而造成上面的馒头先熟。
手沾水后,在遇到高温的馒头时,手上的水要汽化,水汽化时要吸热,这样可以避免手的烫伤。
课堂小结
1.蒸发与沸腾的异同
蒸发
沸腾
不同点
只在液体表面发生的汽化现象
在液体表面和内部同时发生的汽化现象
在任何温度下进行
在一定温度下进行
缓慢汽化
剧烈汽化
温度降低
温度保持不变
相同点
都是汽化现象(吸热,从液态到气态的过程)
影响因素
1、液体温度的高低
2、液体表面积的大小
3、液体表面气流的快慢
液体表面处气压的大小
2.液化放热。
3.“白气”
(1)壶嘴看见“白气”犹如“雾”一样,是小水珠;而烟是不透明的小尘埃颗粒。要注意区分“雾”和“烟”的判断。
(2)“白气”的产生有两种情况:
①置于空气中的低温物体周围出现的“白气”是空气中的水蒸气液化而形成的。
②含水的高温物体冒出的“白气”是高温物体上的水先汽化后液化而形成的。
拓展
1、 我们晾晒的湿衣服变干了,这种现象属于下面哪种物态变化( )
A.液化
B.升华
C.汽化
D.凝固
【答案】 C
【解析】 晾晒的湿衣服变干了,衣服上的水分变成了水蒸气,属于汽化现象。
2、 小明两次煮鸡蛋。第一次在水开后继续用急火煮,直到煮熟;第二次在水开后将火焰调小,但仍保持锅中的水沸腾,直到煮熟。两次比较发现( )
A.第一种方法比第二种方法省燃料又省时间
B.第一种方法费燃料但省时间
C.第二种方法比第一种方法省燃料但费时间
D.第二种方法比第一种方法省燃料,两种方法所用时间相近
【答案】 D
【解析】 水沸腾时虽然继续吸热但保持温度不变,故使用急火、慢火所用时间一样,但甲种方法浪费了燃料。
3、 星期天,小芳在家煮饺子,当水烧开准备下饺子时,她觉得锅里的水放少了点,于是又往锅里加了一大碗水(水量比锅里的少).将水再次烧开。如图中能反映整个烧水过程中温度随时间变化的图像是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】 A
【解析】 由题意可知,原来水吸热升温,水沸腾之后,温度保持不变;
当她向锅里迅速加了一大碗水后,锅内水的温度降低,然后在加热过程中,水吸热温度上升,达到沸点继续沸腾;在此过程中,水面上的气压不变,所以水的沸点与原来相同,据此结合图像可知A正确;
在BCD图像中,第二次水的沸点与原来水的沸点不同,故BCD错误。
4、 小玉做“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验,实验装置如图所示:
(1)实验中小玉发现,水在沸腾的过程中吸收热量,温度保持________(选填“增大”“减小”或“不变”),水沸腾时还会出现________的现象(写出一条即可);
(2)实验结束后,同学们进行了交流。下列说法正确的是________(填字母)。
A.温度计的玻璃泡要全部浸入被测液体中并接触容器底
B.读数时,可以将温度计从液体中取出
C.使用中间有孔的硬纸板可以减少热量的散失,缩短实验时间
D.如果测得水的沸点不是100℃,一定是操作中出现了错误
【答案】 (1)不变;汽化
(2)C
【解析】 (1)水在沸腾时,吸收热量,温度保持在沸点不变;水沸腾时还会出现汽化现象;
(2)A.温度计的玻璃泡要全部浸入被测液体中并且不能接触容器底,故A错误。
B.读数时,不可以将温度计从液体中取出,故B错误。
C.使用中间有孔的硬纸板可以减少热量的散失,缩短实验时间,故C正确。
D.测得水的沸点不是100℃,可能是外界气压低于1个标准大气压,故D错误。
5、 为了探究冰熔化和水沸腾时温度的变化规律,君君同学进行了如下操作:
(1)为完成这个实验,她准备的器材有:烧杯、酒精灯、铁架台、温度计,还需要的测量仪器是________。
(2)用图甲所示装置探究冰熔化时温度变化规律,把装有初温为________℃(如图乙所测)碎冰的烧杯直接放置在空气中,不用酒精灯加热。这样做不但能使烧杯均匀受热,而且冰的温度升高较________(选填“快”或“慢”),便于记录各个时刻的温度。
(3)等冰完全熔化完后,在烧杯下方放入酒精灯,如图丙,加热好长时间后水才沸腾,要想缩短加热时间可以采取的措施是________(写出一条即可)。
(4)君君根据记录的数据绘制了如图丁所示的曲线,由曲线可知:冰是________(选填“晶体”或“非晶体”),此实验测得水沸腾时的温度为________℃。
【答案】 (1)秒表
(2)-4;慢
(3)减小水的质量
(4)晶体;98
【解析】 (1)由于冰熔化和水沸腾这两个实验,都需要对冰和水进行加热,所以,除需要用温度计测量温度的变化外,还需要用秒表计时器来记录时间。
(2)图中温度计的分度值为1℃,且在零的下方,是零下,示数为-4℃;
冰的熔点为0℃,所以装所以装有碎冰的烧杯直接放置在空气中,不但能使烧杯均匀受热,而且冰的温度升高较慢,便于记录各个时刻的温度;
(3)水加热时间过长的原因有很多:可能是水的初温太低;也可能是水量太多;也可能是酒精灯火焰太小,使用可以减少水的质量、提高水的初温、增大火焰等。
(4)由图BC段是冰熔化的过程,此过程中冰吸热温度保持不变,所以冰是晶体;
DE段是水沸腾过程,吸热温度不变,此时温度是98℃,即水的沸点。
6、 随着人们生活质量的提高,部分家庭安装了热风干手器,利用热风干手器可使手上的水很快蒸发掉。使水快速蒸发的原因是( )
A.提高了水的温度,加快了水表面附近空气的流动
B.提高了水的温度,增大了水的表面积
C.加快了水表面附近空气的流动,减小了水的表面积
D.提高了水的温度,增大了水的表面积,加快了水表面附近空气的流动
【答案】 A
【解析】 热风干手机可以加快水面空气的流动,提高水的温度,故可以加快水的蒸发。
7、 冬天,女同学洗过头发后用电吹风来吹,边吹热风边用梳子把头发挑起,这个过程中加快蒸发的原因是( )
A.加快液体表面的空气流动速度,加快蒸发
B.提高液体温度,加快蒸发
C.增大液体的表面积,加快蒸发
D.以上三种方法都应用到了
【答案】 D
【解析】 用吹风机吹头发,提高了头发中水分的温度,加快了空气的流动,不停地上下掀动头发又增大了表面积,从而加快了水分的蒸发。故D正确。
8、 如图所示,甲乙两杯温度不同的水放在桌面上,一会发现杯子壁上出现了小水珠,水珠出现的位置分别是,甲________,乙________。(选填“内壁”或“外壁”)
【答案】 外壁;内壁
【解析】 当杯内放冷水时,杯子内温度低,杯外温度高,杯外空气中的水蒸气遇到冷的玻璃表面液化成小水珠,沾在外表面;
当杯内放热水时,杯内温度高,杯外温度低,杯内空气中的水蒸遇冷会液化成小水珠,附在玻璃内表面。
9、 小轿车驾驶室内装有冷暖空调可使小轿车内冬暖夏凉但是在使用空调过程中常易造成前方玻璃模糊影响视线,对此物态变化有以下叙述,下列选项正确的是( )
①夏天,玻璃模糊属于汽化现象
②冬天玻璃模糊属于液化现象
③这一物态变化过程中要吸热
④夏天,要使玻璃清晰,应该用抹布在驾驶室外擦拭
A.只有②正确
B.只有①③正确
C.只有②④正确
D.①②③④都正确
【答案】 C
【解析】 ①②玻璃模糊都是由水蒸气液化形成汽车内部温度高,车外温度低,车内空气中的水蒸气遇冷在玻璃的内表面液化形成水雾,同时放出热量。故①错误、②正确;
③液化过程中要放出热量,故③错误;
④夏天,汽车内部温度较低时,车外温度很高的空气中的水蒸气在车外侧玻璃上发生液化,形成白雾,应该用抹布在驾驶室外擦拭,故④正确。
10、 如图所示,用水壶烧水,水烧开后能看到壶嘴周围有“白气”产生,其中a、b两位置有一处“白气”较浓.以下关于“白气”的描述正确的是( )
A.它是水蒸气,a处较浓
B.它是水蒸气,b处较浓
C.它是小水滴,a处较浓
D.它是小水滴,b处较浓
【答案】 C
【解析】 水蒸气是看不到的,我们看到的“白气”已不是水蒸气,是水蒸气液化形成的小水珠.液化是温度较高的水蒸气遇冷形成的,壶嘴处温度较高,因此不会发生液化现象,也就不会出现“白气”,所以a处较浓.
11、 气体液化有两种方法:石油液化气是通过________的方法使气体液化装入钢瓶中的;冬天戴眼镜的人从寒冷的室外走进温暖的室内时,镜片上会出现一层水雾而变模糊,这是通过________的方法使水蒸气液化形成的.
【答案】 压缩体积;降低温度
【解析】 使气体液化的方法有降低温度和压缩体积两种;液化石油气就是利用压缩体积的办法使气体液化的,液化可以大大的减少体积,可以节省空间.
冬天戴眼镜的人从寒冷的室外走进温暖的室内时,镜片上会出现一层水雾而变模糊,这是通过降低温度的方法使水蒸气液化形成的.
12、 下列说法正确的是( )
A.气体打火机内的气体是用降低温度的办法使之液化后贮存在打火机中的
B.液化石油气的钢瓶内的液化气是用压缩体积的办法使之液化的
C.被100℃的水蒸气烫伤与100℃的水烫伤是一样严重的
D.被100℃的水蒸气烫伤比100℃的水烫伤要严重,是因为水变成水蒸气要放热
【答案】 B
【解析】 AB、使气体液化的方法有降低温度和压缩体积两种,气体打火机里面的丁烷、液化石油气都是在常温下使用,即采用常温下压缩体积的方法液化,故A错误,B正确;
CD、被100℃的水蒸气烫伤比100℃的水烫伤要严重,是因为水蒸气变成水要放热,而不是水变成水蒸气要放热,故C、D错误.
13、 随着人口和经济的快速增长,水污染日益加剧,因此污水净化具有重要的意义。如图所示为小明设计的太阳能净水器,在污水净化过程中发生的物态变化是( )
A.先熔化,后凝固
B.先汽化,后液化
C.先升华,后凝华
D.先汽化,后凝固
【答案】 B
【解析】 净水器中的水首先从液态变成气态的水蒸气,发生汽化现象。然后水蒸气遇到塑料瓶做的温室罩,液化成液态的小水珠,发生液化现象,小水珠越积越多,最后落下来,被收集到洁净水收集杯中。
14、 把烧红的铁块放入水中,会听到吱吱的响声并看到有大量“白气”冒出,这种现象属于( )
A.液化
B.汽化
C.先液化后汽化
D.先汽化后液化
【答案】 D
【解析】 把烧红的铁块放入水中,会听到吱吱的响声并看到有大量“白气”冒出;此过程中,首先是水遇到温度特别高的铁块后,发生汽化现象;再有汽化后的水蒸气升到空中后又液化为小水滴,即“白气”;故是先汽化后液化;故ABC错误;D正确;
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