内容正文:
第04讲 物态变化
内 容 导 航
知识点1 温度
知识点2 熔化和凝固
知识点3 汽化和液化
知识点4 升华和凝华
知识点5 物态变化重点实验
知识点6 跨学科实践:探索厨房中的物态变化问题
知识点7 物态变化及吸放热判断
题型1 体温计未甩对读数的影响
题型2 探究固体熔化时温度的变化规律
题型3 晶体熔化和液体凝固的条件
题型4 晶体与非晶体熔化和凝固的温
度曲线的区别
题型5 不同熔点和凝固点的实际应用
题型6 汽化的概念及现象
题型7 液化的概念及现象
题型8 升华的概念及现象
题型9 升华的吸热特点
题型10 凝华的概念及现象
题型11 凝华的放热特点
知 识 点 通 关
知识点1 温度
1.温度和温度计
(1)温度:在物理学中通常用温度表示物体的冷热程度。热的物体温度高,冷的物体温度低。
(2)温度计--用来测量温度的工具。
①原理:常用的液体温度计是根据液体热胀冷缩的规律制成的。
②基本构造:玻璃外壳、玻璃泡、直玻璃管等。
③几种温度计:甲为实验室用温度计,乙为寒暑表,丙为电子数显温度表。
2.摄氏温度
(1)常用单位:摄氏度,符号是℃。温度计上的符号℃表示该温度计采用的是摄氏温度。
(2)摄氏温度的规定:我们把在一个标准大气压下,冰水混合物的温度定为0摄氏度,沸水的温度定为100摄氏度,分别用0℃和100℃表示;0℃和100℃之间分成100等份,每个等份代表1℃。
(3)摄氏温度的表示方法:在书写摄氏温度时,0摄氏度以下的温度,在数字的前面加“-”号,如“-10℃”,读作“负10摄氏度”或“零下10摄氏度”
(4)常见温度的估测:人体的正常体温约为 37℃,人体感觉舒适的环境温度约为23℃,洗澡水的温度约为 40℃,冰箱冷藏室的温度约为5℃,氢弹爆炸中心的温度超过107℃;太阳表面约6000℃;用作深度制冷剂的液氮温度可低于-196℃。
3.温度计的使用
(1)会认:使用前,应认清温度计的测量范围和分度值。
(2)会选:测量前先估测被测物体的温度,不能让被测物体的温度,超过温度计的测量范围。
(3)会放:用温度计测量液体温度时,温度计的玻璃泡应该全部浸入被测液体中,且不要碰到容器底或侧壁。
(4)会读:温度计的玻璃泡完全浸入液体中后要稍微等一会,待温度计的示数稳定后再读数,读数时,温度计的玻璃泡要继续留在液体中,视线要与温度计中液柱的液面相平。
(5)会记:记录温度值时,不用进行估读,但不要漏写或错写单位,零摄氏度以下的温度不要忘记负号。
4.各种各样的温度计
(1)玻璃体温计(接触式)
①特殊结构:温度计的玻璃泡和直玻璃管之间制造一处具有特殊结构的狭道。
②测量范围与分度值:如图所示,温度计的测量范围是35~42℃。分度值是0.1℃。
③使用方法:测体温时,玻璃泡内的水银随着温度升高,发生膨胀,通过狭道挤到直玻璃管。当读数时将体温计拿离人体,水银变冷收缩,狭道内的水银断开,直玻璃管内的水银不能退回玻璃泡内,所以此时的示数表示的是人体的温度。要使已经升上去的水银再回到玻璃泡里,可以拿着体温计用力向下甩,把水银甩下去(其他温度计不允许甩)。
(2)电子体温计:通过液晶屏可以直接显示体温。
(3)新式红外体温计(测温枪):把“枪口”对准被测对象,打开开关,“枪尾”的显示屏上就能直接显示温度。因此,这种非接触式测温方式应用更为广泛。
知识点2 熔化和凝固
1.物态变化
(1)物质的三态:自然界中物质通常有三种状态:固态、液态、气态。
(2)物态变化的概念:随着温度的变化,物质会在固、液、气三种状态之间变化。物质各种状态间的变化叫作物态变化。
2.熔化和凝固
(1)熔化和凝固
方式
物态变化
吸、放热情况
生活中常见的现象
熔化
固态→液态
吸热
冰雪融化、糖变成糖水等
凝固
液态→固态
放热
河水结冰、糖水变成糖画等
(2)海波和石蜡熔化时温度的变化规律
随着酒精灯的不断加热,海波在熔化前温度不断升高,但熔化时温度保持不变,熔化后温度继续升高;石蜡在熔化过程中温度不断升高。
3.熔点与凝固点
(1)晶体和非晶体
①有些固体在熔化时尽管被不断加热,温度却保持不变,有固定的熔化温度,这类固体叫作晶体。例如冰、海波、各种金属。
②有些固体在熔化时,只要不断地吸热,温度就不断地上升,没有固定的熔化温度,这类固体叫作非晶体。例如石蜡、松香、玻璃。
(2)熔点和凝固点
①熔点:晶体熔化时的温度叫熔点。晶体不同,熔点一般不同;非晶体没有确定的熔点。
②凝固点:液体凝固形成晶体时有确定的温度,这个温度叫凝固点。同一物质的凝固点和熔点相同。非晶体没有确定的凝固点。
③晶体熔化(凝固)条件:温度达到熔点;继续吸(放)热。
(3)熔化和凝固图像
①熔化图像
晶体熔化图像中,AB段所对应的时间内物质是固态,吸热升温;在B点时,物质开始熔化,到C点熔化结束;BC段表示熔化过程,物质处于固液共存态,温度保持不变;CD段所对应的时间内物质是液态,吸热升温。
②凝固图像
晶体的凝固图像中,EF段所对应的时间内物质是液态,放热降温;在F点物质开始凝固,到G点凝固结束;FG段表示凝固过程,物质处于固液共存态,温度保持不变;GH段所对应的时间内物质是固态,放热降温。
3.熔化吸热 凝固放热
(1)熔化吸热应用
①要喝冰凉的饮料,往往会在饮料中加上一些冰块,并不是直接加冷水。这是因为冰块的温度更低,冰块熔化成水的过程中要吸收热量,从而使饮料的温度下降的更多。
②夏天,在饭菜的上面放冰块可防止饭菜变馊,因为冰熔化吸热。
③鲜鱼保鲜,用0℃的冰比0℃的水效果好(冰熔化吸热)。
(2)凝固放热应用:北方在冬天时在菜窖里放几桶水,利用水结冰凝固时放出的热量来使窖内温度不至于降太低,以免菜被冻坏。
知识点3 汽化和液化
1.汽化和液化
方式
物态变化
吸、放热情况
生活中常见的现象
汽化
液态→气态
吸热
夏天湿衣服变干、撒在地上的水变干
液化
气态→液态
放热
冒“白气”、冷饮瓶外的水滴、眼镜起雾、露水等
2.沸腾
(1)沸腾:液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象。
(2)水沸腾前后温度变化特点:水在沸腾前,温度不断升高;水在沸腾后,温度保持不变。
(3)水沸腾前后气泡现象
沸腾前,烧杯底部有气泡产生,且温度越高,气泡越多,气泡在上升过程中体积逐渐减小,直至消失。水沸腾时,有大量的气泡产生,气泡在上升过程中体积变大,到达水面时破裂,并发出里面的水蒸气。
(4)沸点
①沸点的概念:各种液体沸腾时都有确定的温度,这个温度叫作沸点。不同液体的沸点不同。
②沸点与气压的关系:气压增大,沸点升高;气压减小,沸点降低。高压锅就是利用增大气压的方式来增大液体的沸点的。
③沸腾的条件:液体的温度达到沸点;液体能持续吸热。
3.蒸发
(1)蒸发的概念:在任何温度下都能发生的汽化现象叫做蒸发。蒸发是汽化另一种形式。
(2)蒸发的特点:在任何温度下都可以发生;只发生在液体表面;蒸发是缓慢地汽化现象。
(3)影响蒸发快慢的因素
①液体的温度。液体温度越高,蒸发得越快;
②液体的表面积。液体的表面积越大,蒸发得越快;
③液体表面上方空气的流速。液体表面上方空气流动速度越大,蒸发得越快。
(4)蒸发制冷:液体在蒸发过程中要从周围物体(或自身)吸收热量,使周围的物体(或自身)温度降低,所以蒸发具有制冷作用。蒸发越快,制冷作用越明显。例如,人们将中暑的患者,扶到通风条件好的地方,并在患者皮肤上擦拭温水(酒精),这样水蒸发吸热能使患者的体温快速下降,缓解中暑症状。
(5)蒸发与沸腾的异同点
蒸发
沸腾
不同点
发生部位
只在液体表面发生
在液体内部和表面同时发生
温度条件
任何温度
达到沸点
剧烈程度
缓慢
剧烈
影响因素
液体的温度、表面积、上方空气流速
供热快慢、液面上方气压
温度变化
液体自身温度和它周围的温度下降
吸热但温度保持不变
相同点
都属于汽化现象,都要吸热
4.液化
(1)液化的两种方式
①降低温度:如北方的冬天,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凝结成的小水滴。
②压缩体积:如日常见到的打火机中的液体就是在常温下采取压缩气体体积的方法使其液化的。将气体液化,使其体积变小,便于储存和运输。例如液化石油气。
(2)液化放热
液化是汽化的逆过程。汽化需要吸热,液化需要放热。生活中水蒸气引起的烫伤要比开水烫伤更严重,这是因为水蒸气和开水的温度虽然差不多,但是水蒸气液化的时候还会发出大量的热,因而加重烫伤。
知识点4 升华和凝华
1.升华和凝华
方式
物态变化
吸、放热情况
共同点
生活中常见的现象
升华
固态→气态
吸热
没有液态物质出现
樟脑丸变小,东北冬天冰雕变小等
凝华
气态→固态
放热
雾凇、霜、玻璃上的冰花等
2.干冰升华的应用
干冰是固态的二氧化碳,极易从周围环境中吸收大量的热而升华为二氧化碳气体,在日常生产、生活中有广泛的应用。
(1)人工降雨:干冰进人冷空气层后,会很快升华,在升华过程中将吸收大量的热,使冷空气层的气温急剧下降,这时高空中的水蒸气便会液化成小水珠或凝华成小冰晶,小水珠相互聚集成大水滴下降成为雨,小冰晶逐渐变大后下落,在下落过程中遇到暖气流熔化而形成雨。
(2)贮藏食物:固态的干冰升华为二氧化碳气体,会吸收大量的热,且没有残留,干冰的这一特点可以用作制冷剂,用于贮藏食物。
(3)舞台云雾效果:舞台上有时要用弥漫的白雾给人以若隐若现的感觉,方法就是向空气中喷撒干冰(固态二氧化碳),由于干冰升华时吸热,使周围气温迅速下降,于是空气中的水蒸气液化成小水滴,形成白雾。
3.自然界水循环
(1)水的三态相互转化图
(2)云、雨、雾、露、霜、雪、冰雹的成因和涉及的物态变化
①云与雨的形成
阳光晒暖的海洋,海水吸热蒸发成为水蒸气上升到空中;当水蒸气上升到高空以后,与冷空气接触,水蒸气便液化成为小水滴,大量的小水滴悬浮在高空中,就形成了云;小水滴相互聚集,就会凝结成大水滴下降成雨。
②冰雹与雪花的形成
如果在高空遇到更加更加寒冷的气流,小水滴就会凝固成小冰珠,最后有可能形成冰雹降落到地面;冬天,水蒸气在寒冷的高空急剧降温,从而凝华成微小的冰晶,这些冰晶聚集起来就变成雪花飘落大地。
③雾的形成
水蒸气在空气中遇冷液化成小水滴,这些小水滴附着在悬浮于空气中的灰尘上,形成了雾。
④露的形成
空气中水蒸气遇到温度较低的树叶、花草等,液化成小水滴附着在它们的表面,形成了露。
⑤霜的形成
霜是地表水蒸气在温度迅速降低时凝华成的小冰晶。
4.物态变化的总结
三种状态之间又存在着六种物态变化:熔化、凝固、汽化、液化、升华、凝华。吸收热量的有:熔化、汽化、升华;放出热量的有:凝固、液化和凝华。
知识点5 物态变化重点实验
1.研究固体熔化时温度的变化规律
【重点实验器材及作用】
①石棉网:使烧杯底部受热均匀。
②搅拌器:使物体受热均匀,加快熔化。
③温度计:测量物体温度。
④停表:测量加热时间。
【实验过程】
选择一些不同的物质进行实验研究,例如海波(硫代硫酸钠)和石蜡。将海波放入内有温度计的试管中,再把试管放入盛水的烧杯中。点燃酒精灯,经过一段时间后海波就会慢慢熔化。当温度计的温度升至40°C左右时开始计时,每隔1min记录一次数据,填入下表。分析温度的变化,就可以找出海波熔化时温度的变化规律。
将海波换为石蜡,找出石蜡熔化时温度的变化规律。
【实验图像】
【实验结论】
实验表明:随着酒精灯的不断加热,海波在熔化前温度不断升高,但熔化时温度保持不变,熔化后温度继续升高;石蜡在熔化过程中温度不断升高。
【交流与反思】
(1)安装实验器材要按照自下而上的顺序进行,目的使用酒精灯外焰加热。
(2)让海波、石蜡均匀受热的三种措施:①采用水浴法加热;②在加热过程中用搅拌器不断搅拌;③将物质研碎。
(3)选用小颗粒固体的目的:可以使固体受热均匀,便于与温度计的玻璃泡充分接触。
(4)烧杯中的水要适量,原因是:①水太多会延长实验时间;②水太少不能使固体浸没,会造成固体受热不均匀。
(5)撤掉酒精灯后,固体停止熔化;继续加热又开始熔化,这样操作说明:固体熔化需要吸热。
(6)记录时间间隔不能过长:否则可能记录不到温度不变的过程。
(7)熔化前后曲线的倾斜程度不一样的原因:同种物质,在不同状态下的比热容不同,吸热能力不同。
2.探究水沸腾前后温度变化的特点
【实验思路】
我们可以通过将水加热至沸腾,测量水的温度,根据记录的数据绘制图像,得出水在沸腾前后温度变化的特点。
【实验过程】
用酒精灯(或家庭常用的电磁炉、电热水壶等)将水加热,使其沸腾。用实验室用温度计测量水温,当水温接近90℃时开始计时,每隔0.5min读数一次并将温度填入下表中直到水沸腾4~5min后为止。
【实验图像】
【实验结论】
实验表明,水在沸腾前,温度不断升高;水在沸腾后,温度保持不变。从实验中还可以看到,水的沸腾是一种剧烈的汽化现象。这时形成的大量气泡不断上升,变大,到水面破裂开来,里面的水蒸气散发到空气中。在沸腾的过程中,虽然水的温度保持不变,但要用酒精灯持续加热,所以说水在沸腾的过程中不断吸热。
【交流与反思】
(1)安装实验装置时,应按照自下而上的顺序进行,目的使用酒精灯外焰加热。
(2)实验时,烧杯内的水要适量。水太多,加热时间会太长;水太少,温度计的玻璃泡会露出水面或在很短时间内水杯烧开,导致实验观察时间太短。
(3)缩短加热时间的方法:①用温水进行实验;②用适量的水进行实验;③调大酒精灯的火焰,并用外焰加热;④在烧杯上加带小孔的盖子,以减少热量损失。
(4)撤掉酒精灯后,水不会立即停止沸腾的原因:烧杯底或石棉网还有余热。
(5)实验时,由于大气压的影响,测出水的沸点可能不是100℃。
(6)水沸腾时烧杯口处产生的“白气”,是水蒸气遇冷液化形成的小水滴。
(7)酒精灯给水加热是通过热传递的方式改变水的内能。
3.影响液体蒸发快慢的因素
【实验器材】
四块相同的玻璃片、酒精灯、水、酒精、胶头滴管、扇子。
【实验方法】控制变量法
【实验过程】
(1)在4块相同的玻璃板上各滴一滴质量相同的酒精,如图A、B、C、D所示。其中,B被摊开表面积变大;C与A的表面积相同,但用灯加热;D与A的表面积相同,用扇子使表面上方空气的流动加快。
(2)并测出它们变干所用的时间。
【实验结论】
(1)液体的温度。液体温度越高,蒸发得越快;
(2)液体的表面积。液体的表面积越大,蒸发得越快;
(3)液体表面上方空气的流速。液体表面上方空气流动速度越大,蒸发得越快。
知识点6 跨学科实践:探索厨房中的物态变化问题
1.项目提出
烹饪过程涉及各种物态变化,例如,水的沸腾、食用油从液态到气态的蒸发、冰冻水饺中的冰在热水中的熔化等。这些变化不仅是烹饪过程中的自然现象,也是我们掌握烹饪技巧、提高烹饪效率、提升食物品质的关键。我们可以从物理学的视角观察、分析这些现象,了解食材烹饪中的问题,并提出改进的建议。
2.项目分析
我们可以先观察厨房中都有哪些现象与物态变化有关,再分析这些现象中的物理问题。具体任务如下。
(1)观察厨房中的物态变化,分析这些物态变化对烹饪的影响。
(2)从物理学的视角,对烹饪过程中发现的一些问题提出改进建议或总结认识体会
(3)实施改进建议,描述实施后的情况,并评估其效果。
3.项目实施
(1)煮饺子
①为了煮熟饺子,需要持续烧水一段时间。在烧水的过程中,需要不断加热,水沸腾后温度稳定在100℃,一些水会从液态变为气态的水蒸气。
②烧水期间会盖上锅盖,锅盖上会有水。水蒸气接触低温锅盖,会液化成小水滴。
③水沸腾后打开锅盖,会出现大量“白雾”。水蒸气接触周围的冷空气或低温物品,会液化成小水滴。
(2)蒸馒头
馒头放在蒸笼最上层更容易熟,因为水蒸气液化放热。
(3)煎荷包蛋
由于油的沸点高于水的沸点,鸡蛋中的水分汽化,因此煎鸡蛋时会变的金黄。若煎的时间过长,鸡蛋容易煎焦,是因为过多的水分汽化。
4.展示交流
整理汇总自己的发现、所学到的知识以及提出的改进建议,用幻灯片、海报或视频记录等形式汇报。也可以通过辩论、角色扮演、烹饪比赛等形式进行交流,并互相评价,共同提高。
知识点7 物态变化及吸放热判断
(1)物质的三种状态转化图。
判断物态变化,首先判断变化前后物质的状态,在根据各种物态变化的概念作出正确判断。
(2)特别注意“白气”是液态的水,形成的物态变化是液化。
(3)判断水或冰花在玻璃哪一侧时,因为涉及的过程为水蒸气遇冷液化变成水和水蒸气遇冷凝华变成冰花,所以只需要判断玻璃哪一侧的气温高,水或冰花就在哪一侧。
考 点 演 练
题型1 体温计未甩对读数的影响
【典例1】用体温计测得甲的体温是38℃,若没有甩过,又用它去依次测量乙和丙的体温,已知他们的实际体温是37.5℃和38.5℃,那么两次测完后记下的数据是( )
A.37.5℃和38.5℃ B.37℃和38.5℃
C.38℃和38.5℃ D.38℃和38℃
【答案】C
【分析】要解答本题需掌握体温计的特殊的构造,以及使用时应注意哪些事项。
由于体温计的特殊构造,即液泡上方有一很细的缩口,在离开人体读数时,液柱不下降,故使用前应用力甩一下。
用没甩的体温计测体温时,如果被测的温度比原先高,则读数准确,如果被测的体温比原先低,则仍然是原先的读数。
【解答】解:体温计液泡上方有一缩口,在离开人体后,液柱不下降,使体温计能离开人体读数。
但是体温计在使用前必须用力甩,如果用没甩的体温计测病人的体温,若被测病人的体温比原来病人的体温高,则准确,如果低,则显示原来的示数。
故本题中:乙和丙的实际体温是37.5℃和38.5℃,那么两次测温后,他的记录数据是38℃和38.5℃
故选:C。
【变式1】一支液体体温计示数是36.5℃,小明没有向下甩就直接用它测量自己的体温,读数仍为36.5℃,则小明的体温( )
A.可能等于36.5℃ B.一定等于36.5℃
C.一定低于36.5℃ D.一定高于36.5℃
【答案】A
【分析】体温计在使用时有一个非常突出的特点,那就是:体温计的示数如果不甩的话,继续进行温度测量,它的示数只会上升,是不会下降的。
【解答】解:由于体温计有一个缩口,所以体温计内的液体不能自动退回玻璃泡,体温计的示数在不甩的情况下是不会下降的,但是遇到更高的温度会上升,也就是说体温计显示的是它所接触到的最高温度,以此判断小明的体温可能等于36.5℃,也可能低于36.5℃。
故选:A。
题型2 探究固体熔化时温度的变化规律
【典例1】小华想探究固体熔化时温度的变化规律,他在实验室找来一个恒温箱,将恒温箱内温度设置为40℃,再将装有碎冰的试管放入恒温箱中来加热,并用温度传感器记录了冰熔化时温度随时间的变化图像如图所示:
(1)根据图像可以发现,试管内的冰在熔化的过程中温度 不变 ,其内能 增大 。(两空均选填“增大”、“减小”或“不变”)
(2)AB段和CD段温度都升高了10℃,分析图像可以判断CD段吸收的热量 大于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)AB段吸收的热量,这主要是因为 水的比热容大于冰的比热容 。
(3)小丽在做相同的实验时发现,还没有将试管放入恒温箱加热就明显观察到有一部分冰熔化了,因此她认为:冰的熔化不需要吸收热量。她的观点对不对,你对此有何评价: 不对,冰从周围环境吸热 。
【答案】(1)不变;增大;
(2)大于;水的比热容大于冰的比热容;
(3)不对,冰从周围环境吸热。
【分析】(1)晶体熔化过程中持续吸热,内能增大但温度保持不变。
(2)相同加热条件下,相同时间内物质吸收的热量相同,比较AB段与CD段升高相同的温度用时;冰熔化为水后质量不变,水的比热容大于冰,根据Q=cmΔt,质量和升高温度相同时,比热容越大,吸收热量越多。
(3)冰熔化需要满足两个条件,达到熔点、持续吸热。
【解答】解:(1)冰是晶体,熔化过程中持续吸热,但温度保持不变;因为冰持续吸热,所以内能增大。
(2)相同加热条件下,相同时间内物质吸收的热量相同,由图像可得,AB段升高10℃用时5min,CD段升高10℃用时10min,CD段加热时间更长,因此吸收热量更大;冰熔化为水后质量不变,水的比热容大于冰,根据Q=cmΔt,质量和升高温度相同时,比热容越大,吸收热量越多,因此CD段吸热更多。
(3)冰熔化需要满足两个条件,达到熔点、持续吸热,环境温度高于冰的熔点,冰已经从周围空气中吸收热量,并不是熔化不需要吸热,因此小丽的观点错误。
故答案为:(1)不变;增大;
(2)大于;水的比热容大于冰的比热容;
(3)不对,冰从周围环境吸热。
【变式1】小西发现严冬季节水缸里的水结冰了,但腌菜缸里的盐水却没有。小西猜想,水中加入别的物质后,一定会对水的凝固点产生影响。为了验证这一猜想,他将一些盐放入水中,并把盐水用容器盛好放入冰箱,研究盐水的凝固过程。每隔一定时间,小西就观察盐水状态、测出温度,并将凝固过程记录的温度数据画成了凝固图像如图甲所示。
(1)从图像中可以看出盐水的凝固过程用了 10 分钟。
(2)从图像中得到晶体的液态物质在凝固时的温度将 不变 。(填“变大”、“变小”或“不变”)
(3)实验验证了小西的猜想,因为与水相比,凝固点变 低 了(填“高”或“低”)。
(4)如果将一个装有冰水混合物的试管放入正在熔化的盐冰水混合物中,如图乙所示,试管中冰水混合物中的冰会 变多 (填“变多”、“变少”或“不变”)。
【答案】(1)10;(2)不变;(3)低;(4)变多。
【分析】(1)根据图象可知:凝固过程是温度保持不变的那一段,即可确定正确答案;
(2)凝固过程是温度保持不变的那一段,即可确定正确答案;
(3)与水凝固的图象对比即可求解;
(4)根据晶体凝固的条件可知:冰水混合物会向盐冰水混合物放热,由此确定冰水混合物中的水会有部分结冰,则可判断冰的变化。
【解答】解:(1)从图象中可以看出盐水从第10分钟开始凝固,到第20分钟凝固完成,凝固过程用了10分钟;
(2)晶体凝固的过程中温度是保持不变的,
(3)从图象可知:温度保持不变的温度是﹣2℃,故该盐水的凝固点是﹣2℃;
又知:水的凝固点是0℃,与水相比,盐水的凝固点变低;
(4)冰水混合物的温度是0℃,而盐冰水混合物的温度是﹣2℃;冰水混合物会向盐冰水混合物放热;冰水混合物中的水会达到凝固结冰的条件,
冰水混合物中的冰会变多。
故答案为:(1)10;(2)不变;(3)低;(4)变多。
题型3 晶体熔化和液体凝固的条件
【典例1】根据表中的数据,下列说法正确的是( )
熔点/℃(标准大气压)
固态酒精
﹣117
铅
328
固态水银
﹣39
铜
1083
冰
0
铁
1535
A.﹣110℃的酒精是固态
B.可以将铁块放到铜制容器中熔化
C.放在0℃的房间中的水一定会凝固结冰
D.在﹣20℃的地区,能用水银温度计测气温
【答案】D
【分析】(1)晶体高于熔点是液态,低于熔点是固态,等于熔点可能是固态、可能是液态、可能是固液共存;
(2)同种晶体物质,熔点和凝固点相同;晶体凝固的条件:达到凝固点,不断放出热量;
(3)水银温度计可测量零下20℃的气温,因为在零下39℃时,水银才开始凝固。
【解答】解:A.酒精的熔点是﹣114℃,﹣110℃的酒精高于熔点,是液态,故A错误;
B.铁的熔点大于铜的熔点,不能将铁块放到铜制容器中熔化,故B错误;
C.同种晶体的熔点和凝固点相等,水的凝固点是0℃,放在0℃房间中的水能达到水的凝固点,但是水不能继续放出热量,不能凝固,故C错误;
D.水银的熔点是﹣39℃,凝固点是﹣39℃,在﹣20℃的地区,水银是液态,所以能使用水银温度计,故D正确。
故选:D。
【变式1】如图甲,用金属镓制成的“小人”在室温为20℃时是固态,当其达到某一温度时,就会熔化。图乙是其放在人手中熔化时的情景,由此可判断( )
A.镓的熔点与手的温度相同
B.金属镓可以用来制作戒指
C.镓熔化过程中,吸收热量
D.镓的熔点有可能是48℃
【答案】C
【分析】凝固(熔化)需要的条件:达到凝固点(熔点),持续放热(吸热)。
【解答】解:A.镓的熔点低于手的温度才能熔化,故A不符合题意;
BD.金属镓不可以用来制作戒指,因为由题意可知它的熔点低于手的温度,故BD不符合题意;
C.镓熔化过程中,吸收热量,故C符合题意;
故选:C。
【变式2】中国铸币发展史源远流长,如图所示,“钱范”是古代铸造钱币所用的模具,由正、背两块组成,内部均刻有图文。铸币时,合上正、背两块,将液态金属灌入其内,待液态金属凝固后取出,即可得到金属钱币。下表提供两种材料在1个标准大气压下的熔点,请回答:
材料
熔点t/℃
铝
660
铁
1525
(1)已知铜的熔点为1083℃,若想复刻铸造纯铜钱币,应选择表中哪种材料制作“钱范”?
(2)根据所选“钱范”的材料,写出所灌注铜液的温度不能超过多少摄氏度?为什么?
【答案】(1)已知铜的熔点为1083℃,若想复刻铸造纯铜钱币,模具的熔点必须高于铜的熔点,否则模具会熔化,因而必须选择熔点较高的铁材料制作“钱范”;
(2)根据所选“钱范”的材料,写出所灌注铜液的温度不能超过1525℃,因为超过这个温度,模具会熔化。
【分析】(1)根据晶体熔化时,温度必须达到熔点分析;
(2)模具不能熔化,据此分析。
【解答】答:(1)已知铜的熔点为1083℃,若想复刻铸造纯铜钱币,模具的熔点必须高于铜的熔点,否则模具会熔化,因而必须选择熔点较高的铁材料制作“钱范”;
(2)根据所选“钱范”的材料,写出所灌注铜液的温度不能超过1525℃,因为超过这个温度,模具会熔化。
题型4 晶体与非晶体熔化和凝固的温度曲线的区别
【典例1】如图为小海探究盐水凝固过程的温度与时间关系图像,根据图像可知( )
A.固态的盐水属于非晶体
B.盐水的凝固点为0℃
C.盐水凝固持续了30min
D.第25min时物质处于固态
【答案】D
【分析】晶体有一定的凝固点,在凝固过程中,温度不变,根据图象分析温度随时间的变化情况,从而得出结论。
【解答】解:AB、由图像可以看出,该物质不断放出热量,在第10min至20min温度保持﹣2℃不变,是晶体的凝固图像,即盐水的凝固点为﹣2℃,故AB错误;
CD.从第10分钟开始凝固,20min后是固态,25min时处于固态,凝固过程持续20min﹣10min=10min;故C错误、D正确。
故选:D。
【变式1】如图所示是甲、乙两种固体熔化时温度随时间变化的图像,以下说法正确的是( )
A.甲的熔点和凝固点都是48℃
B.c点处甲、乙两物质的状态一定相同
C.甲属于非晶体,乙属于晶体
D.甲在ab段温度不变是因为没有吸热
【答案】A
【分析】(1)晶体熔化前吸收热量,温度升高,熔化时吸收热量,温度不变,熔化后吸收热量,温度升高;非晶体无论熔化前、后还是熔化时吸收热量,温度均升高;
(2)晶体熔化前为固态,熔化时处于固液共存态,熔化后为液态;
(3)晶体熔化时的温度为晶体的熔点,熔点和凝固点相等。
【解答】解:A、甲在熔化时的温度为48℃,故甲的熔点为48℃,甲是晶体,熔点和凝固点相等,故A正确;
B、c点处甲全部熔化是液态,乙不确定是什么状态,故B错误;
C、晶体熔化前吸收热量,温度升高,熔化时吸收热量,温度不变,熔化后吸收热量,温度升高;非晶体无论熔化前、后还是熔化时吸收热量,温度均升高,由图知甲是晶体,乙是非晶体,故C错误;
D、在ab段内,甲继续吸热,其中甲温度不变,说明此阶段甲处于熔化过程,甲物质处于固液共存状态,故D错误。
故选:A。
【变式2】如图,下列描述晶体凝固的温度随时间变化曲线符合实际的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】晶体凝固过程中,不断放热,温度保持不变。在温度﹣时间图像中,凝固前温度随时间下降,凝固过程中温度不变,表现为一段水平线段,凝固结束后,温度继续随时间下降。
【解答】解:晶体凝固过程中,不断放热,温度保持不变。在温度﹣时间图像中,凝固前温度随时间下降,凝固过程中温度不变,表现为一段水平线段,凝固结束后,温度继续随时间下降。A、图像中温度随时间上升,这是吸热升温过程,不符合晶体凝固特点,故A错误。
B、图像中温度一直下降,没有温度不变的阶段,是非晶体凝固图像特点,不符合晶体凝固特点,故B错误。
C、图像开始温度下降,然后有一段水平线段表示温度不变(凝固过程),最后温度继续下降,符合晶体凝固温度随时间变化特点,故C正确。
D、图像中温度先上升,然后有水平线段,最后又上升,这是晶体熔化的温度﹣时间图像特点,不符合晶体凝固特点,故D错误。
故选:C。
题型5 不同熔点和凝固点的实际应用
【典例1】《天工开物》记载的“沉铅结银图”如图所示,将银铅矿加热,使银铅矿中的银变成液体,从而提取出银,剩下的作为“炉底”,再把“炉底”炼成铅。从银铅矿中提取银是利用银和铅具有不同的( )
A.比热容 B.热值 C.沸点 D.熔点
【答案】D
【分析】晶体中掺入其他物质,其熔点和凝固点一般会发生变化。
【解答】解:题干中“将银铅矿加热,使银变成液体,提取出银,剩余炉底再炼成铅”,说明:加热时银先熔化(变为液体),而铅仍为固态,从而实现银和铅的分离。
这一过程的本质是利用银和铅的熔点不同——银的熔点低于铅,加热温度达到银的熔点时,银先熔化,而铅因未达到自身熔点仍保持固态,最终实现分离。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选:D。
【变式1】如图所示是《天工开物》中描绘的治炼情景,把含铜、铅的矿石洗净后放入炉中冶炼,铅先从孔中流出,是因为铅和铜具有不同的( )
A.熔点 B.沸点 C.密度 D.比热容
【答案】A
【分析】在相同的加热条件下,铅会先达到其熔点并熔化成液态,而铜此时仍保持固态。
【解答】解:在《天工开物》描绘的冶炼情景中,含铜、铅的矿石被放入炉中加热。由于铅的熔点远低于铜的熔点,在相同的加热条件下,铅会先达到其熔点并熔化成液态,而铜此时仍保持固态。因此,液态的铅能够先从炉底的孔中流出,从而实现铅与铜的初步分离。所以,铅先从孔中流出是因为铅和铜具有不同的熔点,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选:A。
题型6 汽化的概念及现象
【典例1】小麦在进仓前需要烘干,烘干过程使小麦中的水( )
A.熔化 B.汽化 C.液化 D.升华
【答案】B
【分析】汽化指物质由液态转变成气态,汽化要吸热。
【解答】解:小麦烘干的过程,是小麦中原本以液态存在的水分,在加热条件下变成气态的水蒸气散发到空气中,这个过程属于汽化,故ACD不正确,B正确。
故选:B。
【变式1】天气较冷时,从室外进入温暖的房间后,眼镜镜片会变模糊,过一会儿,镜片又会变清晰。下列与“变清晰”原理相同的是( )
A.壶嘴吐“白气” B.樟脑丸“变小”
C.河水结为冰面 D.汗水被风吹干
【答案】D
【分析】物质由气态直接变为固态叫凝华,物质由固态直接变为气态叫升华;由气态变为液态叫液化,由液态变为气态叫汽化;由固态变为液态叫熔化,由液态变为固态叫凝固。
【解答】解:当他进入温暖的房间后,镜片又变清晰,是水的汽化现象;
A、壶嘴吐“白气”,是水蒸气的液化现象,故A不符合题意;
B、衣柜樟脑丸“变小”,是升华现象,故B不符合题意;
C、河水结为冰面,是水的凝固现象,故C不符合题意;
D、汗水被风吹干,是水的汽化现象,故D符合题意。
故选:D。
【变式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,篮子里有饭菜,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,里面的饭菜也不会变质。下列事例中,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.冬天,冰冻的衣服变干
D.衣箱中的樟脑丸逐渐变小
【答案】B
【分析】蒸发吸热,具有致冷的作用。蒸发快慢的影响因素:液体的表面积、液体的温度、液体表面上空气流动速度。
【解答】解: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、冬天,冰冻的衣服变干是由固态直接变为气态蒸汽的升华现象,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。
故选:B。
题型7 液化的概念及现象
【典例1】下列现象中与“雾”形成的物态变化相同的是( )
A.云开雾散 B.流水成冰 C.霜降枝头 D.叶上露珠
【答案】D
【分析】液化指物质由气态转变成液态,液化要放热。
【解答】解:雾是水蒸气遇冷变成小水滴,属于液化现象。
A.雾消散是液态水变为水蒸气,属于汽化,故A不符合题意。
B.水由液态变为固态,属于凝固,故B不符合题意。
C.水蒸气直接变为固态小冰晶,属于凝华,故C不符合题意。
D.水蒸气遇冷变成液态小水珠,属于液化,故D符合题意。
故选:D。
【变式1】东莞的春季气候湿润,容易出现“回南天”,墙壁、楼道会有返潮现象,该现象主要涉及的物态变化是( )
A.凝华 B.升华 C.熔化 D.液化
【答案】D
【分析】液化指物质由气态转变成液态,液化要放热。
【解答】解:墙壁、楼道会有返潮现象,这是水蒸气遇冷液化形成的小水珠。
故选:D。
【变式2】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(图中用“〇”表示)。下列图形符合实际的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】当杯内温度低,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;当杯内温度高,杯外温度低,杯内空气中的水蒸气遇冷会液化成小水珠,附在玻璃内表面。
【解答】解:热水温度高于室温,蒸发产生的水蒸气遇到温度较低的空气,会液化成小水珠附着在杯壁内侧。
冰水温度低于室温,周围空气中的水蒸气遇到温度较低的杯壁,会液化成小水珠附着在杯壁外侧。
室温水温度与室温相同,杯壁温度等于室温,周围空气水蒸气不会因温度差液化,杯壁无小水珠故A正确,BCD错误。
故选:A。
题型8 升华的概念及现象
【典例1】下列物态变化属于升华的是( )
A.甲图:初春,冰雪消融 B.乙图:盛夏,薄雾消散
C.丙图:金秋,朝露晶莹 D.丁图:寒冬,雪人变小
【答案】D
【分析】物质由固态直接变成气态的过程叫升华。
【解答】解:A、冰雪消融,是冰雪由固态变成液态的过程,属于熔化现象,故A错误;
B、薄雾消散,是物质由液态变成气态的过程,属于汽化现象,故B错误;
C、朝露晶莹,是空气中水蒸气遇冷液化形成的,属于液化现象,故C错误;
D、雪人变小,是雪由固态直接变成气态,属于升华现象,故D正确。
故选:D。
【变式1】生活处处有物理,留心观察皆学问。对以下现象解释正确的是( )
A.初冬季节,在家里洗澡时发现房间里充满“白气”,这些“白气”是水蒸气
B.在夏季的早晨看到足球场里的草叶上挂满了露珠,这是熔化现象
C.把冰箱里的冻豆腐取出,冰化后,豆腐里有许多小孔,因为豆腐里的水先遇冷结冰,后又熔化成水形成的
D.放在衣橱里的樟脑丸,时间久了会明显变小,是因为樟脑丸蒸发为气体跑掉了
【答案】C
【分析】(1)液化指物质由气态转变成液态,液化要放热;
(2)熔化指物质由固态转变成液态,熔化要吸热;
(3)凝固指物质由液态转变成固态,凝固要放热;
(4)升华指物质由固态直接转变成气态,升华要吸热。
【解答】解:A、“白气”是水蒸气液化形成的小水滴,故A错误;
B、露珠是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,故B错误;
C、豆腐中的水分,放入冰箱后遇冷凝固成冰,将豆腐取出后,冰吸收热量,熔化成水,导致豆腐里出现很多的小孔,故C正确;
D、樟脑丸变小了,是发生了升华现象,故D错误。
故选:C。
题型9 升华的吸热特点
【典例1】“冰火花”是一种新型的液体降温材料,把它喷在人的皮肤上,会迅速形成9℃的固态凝胶,几秒钟后固态凝胶又直接消失不见了,人感到很凉爽,但皮肤上却一直没有湿黏的感觉。下列关于“冰火花”的说法正确的是( )
A.形成固态凝胶的过程属于凝华现象,需要放热
B.固态凝胶消失的过程属于升华现象,需要吸热
C.凝胶消失是因为固态凝胶在皮肤上吸热熔化后又汽化了
D.人感到很凉爽是因为固态凝胶的形成和消失都需要吸热
【答案】B
【分析】(1)物质由固态变为液态叫熔化,由液态变为固态叫凝固,由液态变为气态叫汽化,由气态变为液态叫液化,由固态直接变为气态叫升华,由气态直接变为固态叫凝华;
(2)六种物态变化过程中,都伴随着吸热或放热;其中放出热量的物态变化有:凝固、液化、凝华;吸热的有:熔化、汽化、升华。
【解答】解:A、形成固态凝胶的过程属于凝固现象,凝固放热,故A错误;
BC、固态凝胶消失的过程属于升华现象,升华吸热,故B正确,C错误;
D、固态凝胶的形成属于凝固现象,凝固放热;固态凝胶的消失属于升华现象,升华吸热,故D错误。
故选:B。
【变式1】如图所示是某餐厅制作的特色水果,在盛装它的器皿的底部加入干冰(固态二氧化碳),其周围会形成白雾,营造云雾缭绕的景象。关于白雾的形成,下列说法正确的是( )
A.白雾是干冰升华形成的二氧化碳气体
B.白雾是空气中的水蒸气液化形成的小水珠
C.干冰升华放热,使周围环境温度升高形成白雾
D.水蒸气液化吸热,使周围环境温度降低形成白雾
【答案】B
【分析】物质由固态直接变成气态的过程叫做升华,升华吸收热量。
物质由气态变为液态的过程叫做液化,液化放热。
【解答】解:干冰是固态二氧化碳,常温下会迅速升华。升华过程中干冰吸收大量的热,使周围空气温度急剧降低。空气中的水蒸气遇冷会液化成小水滴,这些小水滴悬浮在空气中,就形成了“白雾”。所以白雾是空气中的水蒸气液化形成的,故B正确,ACD错误。
故选:B。
题型10 凝华的概念及现象
【典例1】关于厨房中的物态变化,下列说法正确的是( )
A.图甲中,自制简易冰箱可以延长食物保存时间,是利用水汽化放热,使食物温度降低
B.图乙中,搅拌冰和盐水的混合物时,易拉罐底部出现的白霜是空气遇冷凝华形成的C.图丙中,有些家庭做饭时使用的液化石油气,是通过压缩体积的方法使气体液化
D.图丁中,煮饺子时,水沸腾后仍然用大火加热,这样饺子不仅熟得快且节省水和燃料
【答案】C
【分析】物质由固态变为液态叫熔化,由液态变为固态叫凝固,由液态变为气态叫汽化,由气态变为液态叫液化,由固态直接变为气态叫升华,由气态直接变为固态叫凝华。
【解答】解:A.图甲中,自制简易冰箱可以延长食物保存时间,是利用水汽化吸热,使食物温度降低,故A错误;
B.图乙中,搅拌冰和盐水的混合物时,易拉罐底部出现的白霜是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的,故B错误;
C.图丙中,有些家庭做饭时使用的液化石油气,是通过压缩体积的方法使气体液化的,故C正确;
D.图丁中,煮饺子时,水沸腾后仍然用大火加热,这样煮饺子浪费水和燃料,因为液体在沸腾过程中不断吸热,温度不变,故D错误;
故选:C。
【变式1】“钻石尘”现象是指气温极低时,低空大气中的水蒸气凝结成微小的冰晶悬浮在空中,在阳光照射下闪烁如钻石的景象。“钻石尘”的形成对应的物态变化是( )
A.液化 B.凝固 C.凝华 D.蒸发
【答案】C
【分析】物质由气态直接变成固态的过程叫凝华。
【解答】解:钻石尘是指低空大气中的水蒸气在气温极低时直接变成微小冰晶悬浮在空中,钻石尘的形成是由水蒸气遇冷凝华形成的小冰晶,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选:C。
题型11 凝华的放热特点
【典例1】如图所示的吉林雾凇以其“冬天里的春天”般诗情画意的美,同桂林山水、云南石林、长江三峡一起被誉为我国四大自然奇观。下列对雾凇形成过程的说法正确的是( )
A.凝固、放热 B.凝华、放热 C.升华、吸热 D.凝华、吸热
【答案】B
【分析】物质由气态直接变为固态的过程叫凝华,凝华过程要放热。凝固是液态变为固态;升华是固态直接变为气态。
【解答】解:雾凇是空气中的水蒸气直接变成固态小冰晶附着在树枝等物体上形成的。所以雾凇形成过程是凝华,凝华放热,故ACD错误,B正确。
故选:B。
【变式1】低温雨雪冰冻天气属于极端气象灾害,是由降雪或降雨后遇低温形成的积雪、结冰现象,严重影响人们的生活和出行。下列说法正确的是( )
A.雪的形成需要吸收热量
B.冰的形成属于凝华现象
C.冰是晶体,雪是非晶体
D.撒融雪剂是利用降低熔点的方法来除雪的
【答案】D
【分析】(1)物质从气态直接变成固态的过程叫凝华,凝华放热。
(2)物质从液态变成固态的变化过程叫作凝固。
(3)常见的晶体有各种金属,海波、冰、食盐、水晶、固态的酒精等;常见的非晶体有石蜡、玻璃、沥青、松香。
(4)晶体中掺入其他物质,其熔点和凝固点一般会发生变化。比如:冬天道路结冰,往路上撒盐可使冰的熔点降低,更易熔化。
【解答】解:A、雪是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的固态小冰晶,凝华过程需要放出热量,而非吸收热量,故A错误。
B、冰是液态的水遇冷凝固形成的固态物质,属于凝固现象;凝华是气态直接变为固态(如霜、雪),因此冰的形成不属于凝华,故B错误。
C、晶体有固定的熔点,冰是晶体(熔点为 0℃);雪是由小冰晶组成的,冰晶属于晶体,因此雪也是晶体,故C错误。
D、融雪剂(如盐类)撒在雪上后,会与雪混合形成溶液,使雪的熔点降低,即使环境温度低于 0℃,雪也能融化,这是利用降低熔点的方法除雪,故D正确。
故选:D。
过 关 验 收
1.有一支刻度均匀但读数不准的温度计,用它测量冰水混合物的温度时,读数是4℃;用它测量1标准大气压下沸水的温度时,读数为96℃.用这支温度计去测一杯热水的温度,当它的读数是50℃时,这杯热水的真实温度是( )
A.46℃ B.48℃ C.50℃ D.54℃
【答案】C
【分析】(1)冰水混合物的温度是0℃,标准大气压下沸水的温度是100℃;而温度计测量冰水混合物的温度是4℃,标准大气压沸水的温度是96℃,中间是92个小格,求出一个小格表示的温度;
(2)温度计插入温水中显示温度是50℃,距离4℃有46个小格,求出46个小格表示的温度加上温度计显示为4℃时的实际温度0℃,就是水的实际温度。
【解答】解:温度计上一个小格表示的实际温度;
温度计测量某种液体的温度为50℃时,这种液体的实际温度为50℃。
可见此时所测的温度恰好与热水的实际温度一致,选项C正确。
故选:C。
2.下列有关数据的估测正确的是( )
A.物理课本的一张纸的厚度约为26mm
B.“﹣20℃”正确的读数是“零下摄氏20度”
C.人眨一次眼的时间为1min
D.课桌的高度约为8dm
【答案】D
【分析】解答估测选择题的方法:利用生活中我们熟悉的一些数据作为根据,进行单位换算,有时要利用基本公式求未知物理量。
【解答】解:A.人的头发丝直径接近100μm,初中物理课本一张纸的厚度略小于此数值,在80μm=0.08mm左右,故A错误;
B.“﹣20℃”正确的读数是“零下20摄氏度”,故B错误;
C.人眨一次眼的时间约为0.3s,故C错误;
D.课桌的高度约为8dm=80cm,故D正确。
故选:D。
3.以下是正在考试的小明对考场中部分物理量的估计,其中合理的是( )
A.考场课桌的高度约为80cm
B.考场的室温约为45℃
C.正在考试的小明心脏1min跳动30次
D.小明的身高约170mm
【答案】A
【分析】首先要对相关物理量有个初步的认识,不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要经过简单的计算,有的要进行单位换算,最后判断符合要求的是哪一个。
【解答】解:A.小明的身高约为170cm,考场课桌的高度约为小明身高的一半,约为80cm,故A正确;
B.考场的室温约为25℃,故B不正确;
C.小明心脏1min跳动约70次,故C不正确;
D.小明的身高约170cm,故D不正确。
故选:A。
4.科学家发明了一种世界上最小的温度计“碳纳米管温度计”。研究人员在长约10﹣6米,直径10﹣7米的碳纳米管中充入液态的金属镓,当温度升高时,管中的金属镓会膨胀,通过电子显微镜就可读出温度值。其测量范围为18℃﹣490℃,且精确度高,可用于检查电子线路是否异常、测定毛细血管的温度等许多方面。根据以上信息,你认为下列推测错误的是( )
A.碳纳米管的体积在 18℃﹣490℃之间随温度变化很小,可忽略不计
B.金属镓的熔点很低,沸点很高
C.金属镓的体积在18℃﹣490℃之间随温度变化很小,可忽略不计
D.金属镓的体积18℃﹣490℃之间随温度变化比较均匀
【答案】C
【分析】可以根据物质的性质和用途等方面进行分析、判断,从而得出正确的结论。
【解答】解:
A、要用“碳纳米管温度计”在测温范围内准确测量温度,需要碳纳米管的热胀冷缩要很小(体积变化很小),碳纳米管的体积变化可忽略不计;故A正确;
B、“碳纳米管温度计”是根据液体热胀冷缩的性质制成的,在测量范围内要保证金属镓处于液态,不能凝固和汽化,所以金属镓的熔点(凝固点)较低,沸点很高;故B正确;
C、金属镓的体积在此温度测定范围内变化很小,但由于其用于温度计测定温度变化情况,并且通过电子显微镜观察变化读取数值,所以金属镓的体积变化不能忽略不计;故C错误;
D、金属镓在纳米碳管制成的温度计内受热膨胀,所以金属镓在18℃~490℃变化明显、均匀,故D正确。
故选:C。
5.如表列出了几种物质在一个标准大气压下的熔点和沸点,若要测量液态萘的温度,温度计的玻璃泡里应选 水银 做测温物质。
物质
水银
酒精
甲苯
萘
熔点/℃
﹣39
﹣117
﹣95
80.5
沸点/℃
357
78
111
218
【答案】水银
【分析】温度计测量的最高温度必须小于温度计液泡中物质的沸点,最低温度必须大于温度计液泡中物质的凝固点。
【解答】解:根据表格信息可知,液态萘的温度应大于萘的熔点80.5℃,测温物质的沸点需大于萘的沸点,由于水银的沸点大于萘的沸点,因此温度计的玻璃泡里应选水银做测温物质。
故答案为:水银。
6.如图所示温度计,关于它的说法错误的是( )
A.该温度计是根据液体热胀冷缩的原理制成的
B.在使用该温度计测量物体温度时,可以离开被测物体读数
C.该温度计的量程是﹣20℃~100℃
D.该温度计此时的示数为32℃
【答案】B
【分析】温度计的使用:热胀冷缩测温度,量程分度看仔细,玻璃泡浸液体中,不碰杯底与杯壁,液柱稳定再读数,视线刻度相平齐。
【解答】解:A.温度计是根据液体热胀冷缩的原理制成的,故A正确,不符合题意;
B.使用温度计测量物体的温度,读数时玻璃泡不能离开被测物体,故B错误,符合题意;
C.由图可知:该温度计的量程是﹣20℃~100℃,故C正确,不符合题意;
D.由图可知:该温度计的分度值是1℃,温度计的液柱在0℃以上,示数为32℃,故D正确,不符合题意。
故选:B。
7.某水银温度计的玻璃管上刻有110格均匀刻度线,当温度计玻璃泡浸没在冰水混合物中时,温度计内水银柱液面在10格处;当玻璃泡放入1标准大气压下的沸水中时,水银柱液面在60格处,通过计算可知,温度计上每一格表示的温度值和这支温度计的测量范围分别是( )
A.0.5℃;﹣50℃~20℃ B.0.5℃;0℃~100℃
C.2℃;﹣20℃~200℃ D.条件不足,无法判定
【答案】C
【分析】首先明确摄氏温度的规定:把冰水混合物的温度规定为0℃,1标准大气压下沸水的温度规定为100℃,0℃~100℃之间分成100等份,每一等份就是1℃.然后结合题中自制温度计沸水和冰水混合物对应的格数,就可求出每小格表示的温度值;再根据总格数求出自制温度计的测量范围。
【解答】解:(1)因为1标准大气压下沸水温度为100℃,冰水混合物温度为0℃,
则每一格表示的温度值:;
(2)刻度范围:上限:(110﹣10)格200℃;
下限:(0﹣10)格20℃;
所以该温度计上每一格表示的温度值是2℃,测量范围是:﹣20~200℃。
故选:C。
8.在实践活动中,同学们自制温度计,他们用玻璃小瓶装满带颜色的水,在瓶口的橡皮塞上插进一根透明吸管,如图所示。在其他条件一定时,该温度计对温度的反应,下列说法正确的是( )
A.吸管越长越灵敏 B.吸管内径越大越灵敏
C.瓶子壁越厚越灵敏 D.瓶子容积越大越灵敏
【答案】D
【分析】自制温度计的实验原理基于液体的热胀冷缩特性。通过不同的材料和方法,可以制作出简易的温度计,用于测量温度。
【解答】解:A、吸管的长度对温度计的灵敏度没有直接影响。温度计的灵敏度主要取决于液体热胀冷缩时在吸管中引起的液面高度变化,而不是吸管的长度,故A错误。
B、根据液体热胀冷缩的原理,在液体体积变化相同的情况下,吸管内径越小,液柱上升或下降的高度越大,温度计越灵敏;反之,吸管内径越大,液柱高度变化越不明显,灵敏度越低,故B错误。
C、瓶子壁的厚度对瓶内液体的热传递有一定影响,但不是影响温度计灵敏度的主要因素。如果瓶子壁过厚,会使热量传递变慢,反而可能使温度计的反应更迟钝,故C错误。
D、瓶子容积越大,装的液体越多,在温度变化相同时,液体热胀冷缩的体积变化量就越大。由于吸管内径一定,液体体积变化越大,在吸管中引起的液柱高度变化就越明显,温度计也就越灵敏,故D正确。
故选:D。
9.如图所示为常见的体温计,此时示数为 38.3 ℃。若该体温计没有甩过就用来给一个体温(37℃)正常的同学量体温,则体温计的示数将 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】38.3;不变。
【分析】(1)使用体温计测量人体温度时,首先要明确体温计的量程和分度值,读数时视线与液柱最末端所对刻线相垂直;
(2)体温计玻璃泡的上方有一段非常细的缩口,它可以使体温计玻璃泡上方的水银不能很快的流回玻璃泡中,所以体温计可以离开人体读数,同时体温计在使用前要用力甩一下,将水银甩回玻璃泡中。
【解答】解:图中体温计的分度值为0.1℃,温度计细管内测温液体的液面正好在超过38℃的3个小格的刻度线处,故图中体温计的读数是38.3℃。
根据体温计的特点,使用前用力甩一下玻璃泡上方的水银才能回到玻璃泡中,没有甩的体温计的读数是38.3℃,没有甩直接用来测量人的体温,若体温高于38.3℃,体温计中的水银会上升,测量是比较准确的;若体温低于38.3℃,体温计中的水银不会下降,依然显示的是38.3℃,所以该体温计没有甩过就用来给一个体温(37℃)正常的同学量体温,体温计的示数将不变。
故答案为:38.3;不变。
10.如图所示的冰鉴是我国的“原始冰箱”,它是一件双层器皿,外为一方鉴,鉴内有一缶,鉴缶之间装冰块,缶内装食物。冰鉴保存食物主要利用了( )
A.水蒸发放热 B.水凝固吸热
C.冰升华放热 D.冰熔化吸热
【答案】D
【分析】熔化是指物质从固态转变为液态的过程,这一过程需要吸收热量。
【解答】解:冰鉴是一件双层器皿,鉴内有一缶,鉴缶之间装冰块,缶内装食物,冰鉴是利用中间夹层的冰熔化吸收缶内食物的热量,使食物达到保鲜效果。
故选:D。
11.如图是我国古代劳动人民利用陶范法铸造金属铸件的情景。将液态金属倒入陶质模具中,定型后敲碎模具取出金属铸件,这一过程金属发生的物态变化和吸放热情况是( )
A.凝华放热 B.凝华吸热 C.凝固放热 D.凝固吸热
【答案】C
【分析】物质是由液态变为固态的过程叫凝固,凝固放热。
【解答】解:金属液凝固成金属铸件,是凝固现象,凝固放热,故C正确。
故选:C。
12.如图甲所示是“探究某固体的熔化”实验装置,根据记录的实验数据绘制的温度与时间的关系图象如图乙所示,(不计热量和质量损失)下列说法中正确的是( )
A.组装器材时,先固定温度计的高度
B.温度为48℃时物质处于固液共存状态
C.该物质固、液态的比热容之比是1:2
D.B、C两点温度相同,内能也相同
【答案】C
【分析】A.实验器材组装顺序为自下而上(酒精灯→石棉网→烧杯→试管→温度计)。
B.晶体只有在熔化过程中才是固液共存态。
C.不计热量损失,相同时间吸收热量Q相同、质量m相同。然后根据公式 Q=cmΔt进行分析比较。
D.BC段为熔化过程,持续吸热、内能增加。
【解答】解:A.实验器材组装顺序为自下而上(酒精灯→石棉网→烧杯→试管→温度计)。应先根据酒精灯外焰高度确定下方铁圈位置,最后固定温度计,故A错误。
B.48℃是该晶体(海波)的熔点。温度刚达到48℃时(B点)为固态,熔化过程中(BC段)是固液共存态,熔化完毕时(C点)是液态,只有熔化过程中才是固液共存态,故B错误。
C.不计热量损失,相同时间吸收热量Q相同、质量m相同。根据公式 Q=cmΔt→c与Δt成反比,从海波图像可知:固态在0~3min内升温为48℃﹣30℃=18℃,液态在9~12min内升温57℃﹣48℃=9℃,即Δt固:Δt液 = 2:1,因此c固:c液 = Δt液:Δt固 = 1:2,故C正确。
D.BC段为熔化过程,持续吸热、内能增加。虽然B、C温度相同,但C点内能>B点内能,故D错误。
故选:C。
13.下面物质中,具有熔点的是( )
A.石蜡 B.玻璃 C.钨丝 D.沥青
【答案】C
【分析】晶体有一定的熔化温度,非晶体没有一定的熔化温度。
【解答】解:钨丝是晶体,有一定的熔化温度;石蜡、玻璃和沥青都是非晶体,没有一定的熔化温度。
故选:C。
14.小智同学发明了一种“神奇恒温杯”,他在双层玻璃杯的夹层中封入适量的某种晶体,开水倒入杯中后,水温会迅速降至48℃左右,并能较长时间保持水温不变。该晶体可能为( )
A.冰 B.海波 C.玻璃 D.蜡
【答案】B
【分析】常见的晶体有各种金属,海波、冰、食盐、水晶、固态的酒精等;常见的非晶体有石蜡、玻璃、沥青、松香。
【解答】解:晶体拥有固定的熔点,在熔化过程中,温度始终保持不变;
A、冰是晶体,其熔点为0℃,无法使水温维持在48℃,故A错误;
B、海波的熔点约为48℃,开水倒入杯中后,此时海波晶体被熔化,此过程海波会吸收热量,当水的温度下降到48℃以下时,此时海波会凝固,会放出热量,在此过程中水能较长时间保持水温不变,故B正确;
C、玻璃是非晶体,没有固定熔点,无法维持恒温,故C错误;
D、蜡是非晶体,同样没有固定熔点,无法维持恒温,故D错误。
故选:B。
15.一种合金魔术道具,久握在34℃的手中不熔化,放在60℃的水中会熔化,则该合金的熔点可能是( )
A.16℃ B.30℃ C.47℃ D.70℃
【答案】C
【分析】熔化是物质由固态变为液态的过程,晶体熔化是固定的温度叫熔点,不同的晶体熔点一般不同。
【解答】解:将合金魔术道具,久握在34℃的手中不熔化,放在60℃的水中会熔化,说明该合金的熔点满足大于34℃,且小于60℃,故ABD选项错误,C选项正确。
故选:C。
16.小美同学对冰加热,她将冰熔化成水直到沸腾的过程,绘制成如图所示的温度随时间变化的图像。下列分析正确的是( )
A.图像中的DE段是冰的熔化过程
B.BC段物质处于液态
C.水的凝固点是0℃
D.AB、CD段物质在吸热,BC、DE段物质没有吸热
【答案】C
【分析】(1)由图象可知:AB段表示冰吸热升温;BC段是冰水混合物,是冰的熔化过程;CD段是水吸热升温;DE段是水的沸腾过程,温度不变。
(2)熔化和沸腾都需要吸收热量。
(3)晶体有一定的熔点,非晶体没有熔点,同一物质的熔点和凝固点相同。
(4)物体处于熔点时,可能存在三种状态,即固态、液态或固液共存态;液体在沸腾时,其所处的状态一定是液态。
【解答】解:A.图象中AB段表示冰吸热升温,而BC段才是冰的熔化过程;DE段是水的沸腾过程,故A错误;
B.BC段是冰水混合物,是冰的熔化过程,BC段物质处于固液共存态,故B错误;
C.冰熔化时温度一直保持在0℃,说明冰是晶体,其液态是水,水的凝固点是0℃;故C正确;
D.AB、CD段物质在吸热,温度升高,BC是冰的熔化过程、DE段是水的沸腾过程,都要吸热,故D错误。
故选:C。
17.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.温度低于沸点,不会沸腾
B.同时沸腾
C.温度达到沸点,不会沸腾
D.稍后也沸腾了
【答案】C
【分析】水的沸腾条件:一是达到沸点,二是需要继续吸热。水沸腾时温度保持不变,据此进行解答。
【解答】解:锅里的水达到沸点后继续吸热会沸腾,温度保持不变,所以碗内水的温度可以达到水的沸点,当碗内水的温度与锅内水的温度相等时,没有温度差,碗内水不能再继续吸热,故不会沸腾,故ABD错误、C正确。
故选:C。
18.动力电池组冷却液在新能源汽车中至关重要,它要流经电池和电机,吸收电池工作时产生的热量,还能在高温或者低温状态下保持流动性。因此,动力电池组冷却液应具备的性质是( )
A.比热容小 B.沸点低 C.凝固点低 D.导电
【答案】C
【分析】动力电池组冷却液的核心功能是吸收并带走电池和电机工作时产生的热量,同时需在宽温域内保持液态流动,以确保冷却系统稳定运行。其关键性质需满足以下要求:冷却液应具备较大的比热容,以便吸收更多热量而自身温升较小,从而高效带走热量,然后冷却液需具备高沸点,防止在高温工况下沸腾汽化(即“开锅”),导致冷却效率下降甚至系统失效。同时冷却液必须在低温环境下不凝固,保持流动性,确保冬季或寒冷地区仍能正常循环散热。
【解答】解:结合分析可知,凝固点低是必备特性,最后动力电池冷却液必须绝缘,避免流经电池模组时造成短路,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选:C。
19.在火山口周围流淌的岩浆温度逐渐降低,按下列顺序依次结晶形成矿物:橄榄石一辉石一角闪石一黑云母一正长石一白云母一石英。这一现象说明( )
A.橄榄石的沸点比角闪石高
B.辉石是由凝华而来
C.白云母的熔点比黑云母低
D.石英是一种非晶体
【答案】C
【分析】物质由液态变为固态的过程叫凝固;晶体凝固时的温度叫凝固点;同种晶体的熔点和凝固点相同。
【解答】解:A、岩浆温度降低时,矿物按橄榄石→辉石→角闪石的顺序结晶,说明橄榄石的熔点最高,在高温下最先结晶。而沸点是指液体沸腾时的温度,这里讨论的是结晶(熔化的逆过程),和沸点无关,故A选项错误。
B、岩浆是熔融状态的岩石,辉石是岩浆冷却凝固形成的,属于凝固过程,而凝华是气态直接变为固态的过程,故B选项错误。
C、岩浆温度逐渐降低,先结晶的矿物熔点高,后结晶的熔点低。黑云母先于白云母结晶,说明白云母的熔点比黑云母低,故C选项正确。
D、石英有固定的熔点,结晶顺序在最后,说明它的熔点最低,但属于晶体,而非晶体没有固定的熔点,故D选项错误。
故选:C。
20.莱顿弗罗斯特效应是指把液体滴落在远高于自身沸点的高温物体表面时,在液滴和高温物体表面之间会瞬间形成一个不超过2mm的蒸气薄膜(图甲),将液滴与高温表面隔开,像气垫一样将液滴托起,使之存留一段时间而不会迅速消失。关于这种效应及其应用,下列说法正确的是( )
A.蒸气薄膜是升华形成的
B.蒸气薄膜具有良好的导热性
C.将手伸入沸点为﹣196℃的液氮中(图乙)停留数秒一定会冻伤
D.用铁锅不放油煎鸡蛋,若要鸡蛋不粘锅,应先烧热铁锅再打入鸡蛋
【答案】D
【分析】物质从液态变为汽态的过程是汽化,汽化吸热;
蒸气具有良好的隔热效果;
液态氮的沸点低于手的温度,汽化形成的“气垫”保护了手;
根据“液体滴落在远高于自身沸点的高温物体表面时,一部分液体会发生剧烈沸腾”可作出选择。
【解答】解:
A、由题意可知,把液体滴落在远高于自身沸点的高温物体表面时,一部分液体会发生剧烈沸腾,液体沸腾时,会有气体不断产生,在液体和高温物体表面之间会瞬间形成一个蒸汽薄膜,因此蒸汽薄膜的形成是液体汽化现象,汽化吸热,故A错误;
B、蒸气具有良好的隔热效果,故B错误;
C、将手伸入﹣196℃的液氮中停留数秒不会冻伤,是因为液态氮的沸点低于手的温度,因此汽化形成的气垫层保护了手,故C错误;
D、由题意可知,把液体滴落在远高于自身沸点的高温物体表面时,一部分液体会发生剧烈沸腾,因此应当先烧热铁锅再打入鸡蛋,下方沸腾形成的气垫使得鸡蛋悬浮,使鸡蛋不粘锅,故D正确。
故选:D。
21.关于“探究水沸腾前后的特点”实验,下列说法正确的是( )
A.用初温较高的水可加快沸腾
B.用不锈钢水壶更便于观察气泡
C.不加盖子可缩短实验的时间
D.将温度计取出来读数更加方便
【答案】A
【分析】AC、实验中为了节约能源、适当缩短实验时间,可以采取的措施有:适当减少烧杯中水的量,用初温较高的水加热,硬纸板应盖严等。
B、用透明的玻璃水壶更便于观察气泡;
D、温度计不是体温计,不能取出来读数。
【解答】解:A、本题考查了水沸腾前后的特点实验探究,用初温较高的水可加快沸腾,A正确,符合题意;
B、用透明的玻璃水壶更便于观察气泡,B错误,不符合题意;
C、加盖子可减少热量散失,缩短实验的时间,C错误,不符合题意;
D、温度计不是体温计,不能取出来读数,D错误,不符合题意。
故选:A。
22.如图是“观察水的沸腾”实验,水正在沸腾,下列说法错误的是( )
A.水要保持沸腾,需要继续加热
B.有大量气泡产生,气泡上升过程中迅速变大
C.实验时周围的大气压小于一标准大气压
D.烧杯中不停地冒出“白气”,这些“白气”是水蒸气
【答案】D
【分析】A.水沸腾的条件是达到沸点后需要持续吸热;
B.水沸腾时会产生大量气泡,气泡在上升过程中,体积迅速变大;
C.液体的沸点随气压的减小而降低;
D.烧杯中冒出的“白气”是热的水蒸气遇冷液化形成的小水珠。
【解答】解:A.水沸腾的条件是达到沸点后需要持续吸热,水要保持沸腾,需要继续加热,故A正确,不符合题意;
B.水沸腾时会产生大量气泡,气泡在上升过程中,体积由小变大,故B正确,不符合题意;
C.由图可知,温度计分度值为1℃,此时水的沸点为98℃,实验时周围的大气压小于1标准大气压,故C正确,不符合题意;
D.烧杯中冒出的“白气”不是气,是热的水蒸气遇冷液化形成的小水珠,故D错误,符合题意。
故选:D。
23.小茜同学在“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验中根据实验数据绘制了如图所示图象,下列分析正确的是( )
A.整个过程中水并没有发生沸腾
B.此实验地点大气压低于标准大气压
C.4﹣10分钟,小庆同学停止了加热
D.沸腾过程中产生的白气是水蒸气
【答案】B
【分析】ABC.水沸腾的特点,达到沸点后继续吸热,温度保持不变,不变的温度叫沸点,液体的沸点随气压的减小而降低。
D.白气不是气,是液态的小水滴。
【解答】解:AB.由图像可知,第4分钟后水的温度保持98℃不变,这是水沸腾的特点,达到沸点后温度不变,水的沸点是98℃,1个标准大气压下水的沸点为100℃,故该实验地点的气压低于1个标准大气压,说明水已经沸腾,故A错误,B正确。
C.水沸腾需要持续吸热,4~10分钟水温度保持不变,处于沸腾过程,说明仍在持续加热,没有停止加热,故C错误;
D.水蒸气是肉眼不可见的,沸腾过程中产生的“白气”是水蒸气遇冷液化形成的小水珠,故D错误。
故选:B。
24.炎热无风的夏天,小宇走在被晒得发烫的柏油路上,看见前面的路面已被一辆洒水车洒水淋湿了,他认为走在淋湿了的路面上一定比走在干燥的路面上感到凉爽,于是赶快走过去,结果在洒过水的路面上,他却感到更加闷热了。你认为产生这种感觉的主要原因是( )
A.洒水车中的水经过曝晒后,温度很高
B.地面上的水使被反射的阳光增多,身体获得更多热量
C.洒水后使附近的空气湿度增加,身上的汗液蒸发变慢
D.地面上的水蒸发时把热量带到了人的身上
【答案】C
【分析】液体的温度、液体的表面积和液体表面上空气流动的速度是影响蒸发快慢的因素。
【解答】解:炎热无风的夏天,被晒得发烫的柏油路温度很高,洒上水后,加快了水的蒸发,使周围空气湿度增加,防止了一部分汗液蒸发,故ABD错误,C正确。
故选:C。
25.3月12日植树节,学校组织学生参加植树活动,移栽树苗时常剪去部分枝叶,以提高树苗存活率,该做法主要是为了减慢水分的( )
A.熔化 B.汽化 C.凝华 D.液化
【答案】B
【分析】A.回顾熔化概念,判断植物体内水分散失是否涉及固态到液态的转变;
B.明确蒸发是汽化的一种方式,利用影响蒸发快慢的因素分析剪枝对液体表面积及汽化快慢的影响;
C.回顾凝华概念,判断植物体内水分散失是否涉及气态直接到固态的转变;
D.回顾液化概念,判断植物体内水分散失是否涉及气态到液态的转变;
【解答】解:树木移栽后根系吸水能力暂时减弱,剪去部分枝叶可减小叶片与空气的接触面积,从而减慢叶片中的水分向空气中散失;叶片中的水分以蒸发形式散失,蒸发属于汽化现象。
A、熔化是物质由固态变为液态的过程,树苗叶片失水并不是固态水变为液态水的过程,故A错误;
B、剪去部分枝叶后,水分与空气的接触面积变小,蒸发减慢,而蒸发属于汽化的一种方式,因此该做法主要是为了减慢水分的汽化,故B正确;
C、凝华是物质由气态直接变为固态的过程,树苗水分减少不是气态直接变为固态,故C错误;
D、液化是物质由气态变为液态的过程,树苗叶片失水是液态水变为水蒸气,与液化方向相反,故D错误。
故选:B。
26.“晒秋”是我国南方山区村民利用房前屋后、窗台屋顶等空间晾晒农作物的传统农俗。下列做法不能加快蒸发的是( )
A.铺在宽大、多孔的竹匾中晾晒
B.选择高处通风的地方晾晒
C.在有阳光直射的地方晾晒
D.堆放在一起晾晒
【答案】D
【分析】影响蒸发快慢的因素为:液体的温度、液体的表面积、液体表面上方空气流速。温度越高、表面积越大、空气流速越快,液体蒸发越快。
【解答】解:A.铺在宽大多孔的竹匾中晾晒,增大了农作物中水分的表面积,可以加快蒸发,故A不符合题意;
B.在高处通风处晾晒,加快了水分表面的空气流速,可以加快蒸发,故B不符合题意;
C.在阳光直射处晾晒,提高了水分的温度,可以加快蒸发,故C不符合题意;
D.堆放在一起晾晒,减小了水分的表面积,也减慢了内部水分表面的空气流动,不能加快蒸发,故D符合题意。
故选:D。
27.农业灌溉中,会用管道代替沟渠输水,可以减少水分蒸发,其主要原因是( )
A.降低了水的温度
B.升高了水的温度
C.减缓了水面附近的空气流动
D.增大了水的表面积
【答案】C
【分析】影响液体蒸发快慢的因素有三个:液体的温度;液体的表面积;液体表面上方空气的流动速度。
【解答】解:影响液体蒸发快慢的因素有三个:液体的温度;液体的表面积;液体表面上方空气的流动速度。据此可知,农业灌溉中,用管道代替沟渠输水,减缓了水面附近的空气流动,从而可减少水分蒸发。故选项ABD错误,C正确。
故选:C。
28.《淮南子》完整记载的“二十四节气”是中华民族智慧的结晶。下列分析正确的是( )
A.惊蛰:“微雨众卉新,一雷惊蛰始”,雨的形成是熔化,需要放热
B.夏至:“荷风送香气,竹露滴清响”,露的形成是液化,需要放热
C.秋分:“风起白苹初日晚,霜雕红叶欲秋分”,霜形成是凝华,需要吸热
D.大寒:“厚冰无裂文,短日有冷光”,水结冰时温度降低,不断吸热
【答案】B
【分析】(1)物质由气态直接变为固态叫凝华,物质由固态直接变为气态叫升华;由气态变为液态叫液化,由液态变为气态叫汽化;由固态变为液态叫熔化,由液态变为固态叫凝固。
(2)六种物态变化过程中,都伴随着吸热或放热;其中放出热量的物态变化有:凝固、液化、凝华;吸热的有:熔化、汽化、升华。
【解答】解:A.雨的形成是空气中的水蒸气遇冷液化形成的,液化放热,故A错误;
B.露的形成是空气中的水蒸气遇冷液化形成的,液化放热,故B正确;
C.霜的形成是空气中的水蒸气遇冷直接由气态变为固态,属于凝华现象,凝华放热,故C错误;
D.冰是晶体,晶体在凝固过程中温度不变,凝固过程不断放出热量,故D错误。
故选:B。
29.在﹣30℃以下的严寒天气下,可以实现“泼水成冰”。如图所示,在空旷的地方,当用力将90℃左右的热水泼向空中,周围的水蒸气或是小液滴迅速降温形成小冰晶,在阳光下形成美丽的景象。此过程中没有发生的物态变化是( )
A.汽化 B.升华 C.凝固 D.凝华
【答案】B
【分析】从六种物态变化定义进行判断:物质从固态变为液态是熔化现象,熔化吸热;物质从液体变为固态是凝固现象,凝固放热;物质从气态变为液态是液化现象,液化放热;物质从液态变为气态是汽化现象,汽化吸热;物质从固态直接变为气态是升华现象,升华吸热;物质从气态直接变为固态是凝华现象,凝华放热。
【解答】解:将90℃左右的热水泼向空中,部分水由液态变为气态,发生汽化;
周围的水蒸气迅速降温形成小冰晶,属于凝华;
周围的小液滴迅速降温形成小冰晶,属于凝固。
综上分析可知,此过程中没有发生的物态变化是升华。
故选:B。
30.保定市某中学八年级学生开展了“探究厨房中的物态变化”的跨学科实践,如图所示,小明同学煮好饭后提起锅盖,发现水从锅盖内侧流下,锅盖内的水经历的物态变化是( )
A.先凝固后熔化 B.先汽化后液化
C.先汽化后凝固 D.先升华后凝华
【答案】B
【分析】(1)物质由气态直接变为固态叫凝华,物质由固态直接变为气态叫升华;由气态变为液态叫液化,由液态变为气态叫汽化;由固态变为液态叫熔化,由液态变为固态叫凝固。
(2)六种物态变化过程中,都伴随着吸热或放热;其中放出热量的物态变化有:凝固、液化、凝华;吸热的有:熔化、汽化、升华。
【解答】解:锅中的水先汽化为水蒸气,遇到冷的锅盖液化成了小水珠。
故选:B。
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$第04讲 物态变化 内 容 导 航 知识点1 温度 知识点2 熔化和凝固 知识点3 汽化和液化 知识点4 升华和凝华 知识点5 物态变化重点实验 知识点6 跨学科实践:探索厨房中的物态变化问题 知识点7 物态变化及吸放热判断 题型1 体温计未甩对读数的影响 题型2 探究固体熔化时温度的变化规律 题型3 晶体熔化和液体凝固的条件 题型4 晶体与非晶体熔化和凝固的温 度曲线的区别 题型5 不同熔点和凝固点的实际应用 题型6 汽化的概念及现象 题型7 液化的概念及现象 题型8 升华的概念及现象 题型9 升华的吸热特点 题型10 凝华的概念及现象 题型11 凝华的放热特点 知 识 点 通 关 知识点1 温度 1.温度和温度计 (1)温度:在物理学中通常用温度表示物体的冷热程度。热的物体温度高,冷的物体温度低。 (2)温度计-用来测量温度的工具。 ①原理:常用的液体温度计是根据液体热胀冷缩的规律制成的。 ②基本构造:玻璃外壳、玻璃泡、直玻璃管等。 ③几种温度计:甲为实验室用温度计,乙为寒暑表,丙为电子数显温度表。 2.摄氏温度 (1)常用单位:摄氏度,符号是 。温度计上的符号 表示该温度计采用的是摄氏温度。 (2)摄氏温度的规定:我们把在一个标准大气压下,冰水混合物的温度定为0摄氏度,沸水的温度定为100摄氏度,分别用0 和100 表示;0 和100 之间分成100等份,每个等份代表1 。 (3)摄氏温度的表示方法:在书写摄氏温度时,0摄氏度以下的温度,在数字的前面加“-”号,如“-10 ”,读作“负10摄氏度”或“零下10摄氏度” (4)常见温度的估测:人体的正常体温约为 37 ,人体感觉舒适的环境温度约为23 ,洗澡水的温度约为 40 ,冰箱冷藏室的温度约为5 ,氢弹爆炸中心的温度超过107 ;太阳表面约6000 ;用作深度制冷剂的液氮温度可低于-196 。 3.温度计的使用 (1)会认:使用前,应认清温度计的测量范围和分度值。 (2)会选:测量前先估测被测物体的温度,不能让被测物体的温度,超过温度计的测量范围。 (3)会放:用温度计测量液体温度时,温度计的玻璃泡应该全部浸入被测液体中,且不要碰到容器底或侧壁。 (4)会读:温度计的玻璃泡完全浸入液体中后要稍微等一会,待温度计的示数稳定后再读数,读数时,温度计的玻璃泡要继续留在液体中,视线要与温度计中液柱的液面相平。 (5)会记:记录温度值时,不用进行估读,但不要漏写或错写单位,零摄氏度以下的温度不要忘记负号。 4.各种各样的温度计 (1)玻璃体温计(接触式) ①特殊结构:温度计的玻璃泡和直玻璃管之间制造一处具有特殊结构的狭道。 ②测量范围与分度值:如图所示,温度计的测量范围是35~42 。分度值是0.1 。 ③使用方法:测体温时,玻璃泡内的水银随着温度升高,发生膨胀,通过狭道挤到直玻璃管。当读数时将体温计拿离人体,水银变冷收缩,狭道内的水银断开,直玻璃管内的水银不能退回玻璃泡内,所以此时的示数表示的是人体的温度。要使已经升上去的水银再回到玻璃泡里,可以拿着体温计用力向下甩,把水银甩下去(其他温度计不允许甩)。 (2)电子体温计:通过液晶屏可以直接显示体温。 (3)新式红外体温计(测温枪):把“枪口”对准被测对象,打开开关,“枪尾”的显示屏上就能直接显示温度。因此,这种非接触式测温方式应用更为广泛。 知识点2 熔化和凝固 1.物态变化 (1)物质的三态:自然界中物质通常有三种状态:固态、液态、气态。 (2)物态变化的概念:随着温度的变化,物质会在固、液、气三种状态之间变化。物质各种状态间的变化叫作物态变化。 2.熔化和凝固 (1)熔化和凝固 方式 物态变化 吸、放热情况 生活中常见的现象 熔化 固态 液态 吸热 冰雪融化、糖变成糖水等 凝固 液态 固态 放热 河水结冰、糖水变成糖画等 (2)海波和石蜡熔化时温度的变化规律 随着酒精灯的不断加热,海波在熔化前温度不断升高,但熔化时温度保持不变,熔化后温度继续升高;石蜡在熔化过程中温度不断升高。 3.熔点与凝固点 (1)晶体和非晶体 ①有些固体在熔化时尽管被不断加热,温度却保持不变,有固定的熔化温度,这类固体叫作晶体。例如冰、海波、各种金属。 ②有些固体在熔化时,只要不断地吸热,温度就不断地上升,没有固定的熔化温度,这类固体叫作非晶体。例如石蜡、松香、玻璃。 (2)熔点和凝固点 ①熔点:晶体熔化时的温度叫熔点。晶体不同,熔点一般不同;非晶体没有确定的熔点。 ②凝固点:液体凝固形成晶体时有确定的温度,这个温度叫凝固点。同一物质的凝固点和熔点相同。非晶体没有确定的凝固点。 ③晶体熔化(凝固)条件:温度达到熔点;继续吸(放)热。 (3)熔化和凝固图像 ①熔化图像 晶体熔化图像中,AB段所对应的时间内物质是固态,吸热升温;在B点时,物质开始熔化,到C点熔化结束;BC段表示熔化过程,物质处于固液共存态,温度保持不变;CD段所对应的时间内物质是液态,吸热升温。 ②凝固图像 晶体的凝固图像中,EF段所对应的时间内物质是液态,放热降温;在F点物质开始凝固,到G点凝固结束;FG段表示凝固过程,物质处于固液共存态,温度保持不变;GH段所对应的时间内物质是固态,放热降温。 3.熔化吸热 凝固放热 (1)熔化吸热应用 ①要喝冰凉的饮料,往往会在饮料中加上一些冰块,并不是直接加冷水。这是因为冰块的温度更低,冰块熔化成水的过程中要吸收热量,从而使饮料的温度下降的更多。 ②夏天,在饭菜的上面放冰块可防止饭菜变馊,因为冰熔化吸热。 ③鲜鱼保鲜,用0 的冰比0 的水效果好(冰熔化吸热)。 (2)凝固放热应用:北方在冬天时在菜窖里放几桶水,利用水结冰凝固时放出的热量来使窖内温度不至于降太低,以免菜被冻坏。 知识点3 汽化和液化 1.汽化和液化 方式 物态变化 吸、放热情况 生活中常见的现象 汽化 液态 气态 吸热 夏天湿衣服变干、撒在地上的水变干 液化 气态 液态 放热 冒“白气”、冷饮瓶外的水滴、眼镜起雾、露水等 2.沸腾 (1)沸腾:液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象。 (2)水沸腾前后温度变化特点:水在沸腾前,温度不断升高;水在沸腾后,温度保持不变。 (3)水沸腾前后气泡现象 沸腾前,烧杯底部有气泡产生,且温度越高,气泡越多,气泡在上升过程中体积逐渐减小,直至消失。水沸腾时,有大量的气泡产生,气泡在上升过程中体积变大,到达水面时破裂,并发出里面的水蒸气。 (4)沸点 ①沸点的概念:各种液体沸腾时都有确定的温度,这个温度叫作沸点。不同液体的沸点不同。 ②沸点与气压的关系:气压增大,沸点升高;气压减小,沸点降低。高压锅就是利用增大气压的方式来增大液体的沸点的。 ③沸腾的条件:液体的温度达到沸点;液体能持续吸热。 3.蒸发 (1)蒸发的概念:在任何温度下都能发生的汽化现象叫做蒸发。蒸发是汽化另一种形式。 (2)蒸发的特点:在任何温度下都可以发生;只发生在液体表面;蒸发是缓慢地汽化现象。 (3)影响蒸发快慢的因素 ①液体的温度。液体温度越高,蒸发得越快; ②液体的表面积。液体的表面积越大,蒸发得越快; ③液体表面上方空气的流速。液体表面上方空气流动速度越大,蒸发得越快。 (4)蒸发制冷:液体在蒸发过程中要从周围物体(或自身)吸收热量,使周围的物体(或自身)温度降低,所以蒸发具有制冷作用。蒸发越快,制冷作用越明显。例如,人们将中暑的患者,扶到通风条件好的地方,并在患者皮肤上擦拭温水(酒精),这样水蒸发吸热能使患者的体温快速下降,缓解中暑症状。 (5)蒸发与沸腾的异同点 蒸发 沸腾 不同点 发生部位 只在液体表面发生 在液体内部和表面同时发生 温度条件 任何温度 达到沸点 剧烈程度 缓慢 剧烈 影响因素 液体的温度、表面积、上方空气流速 供热快慢、液面上方气压 温度变化 液体自身温度和它周围的温度下降 吸热但温度保持不变 相同点 都属于汽化现象,都要吸热 4.液化 (1)液化的两种方式 ①降低温度:如北方的冬天,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凝结成的小水滴。 ②压缩体积:如日常见到的打火机中的液体就是在常温下采取压缩气体体积的方法使其液化的。将气体液化,使其体积变小,便于储存和运输。例如液化石油气。 (2)液化放热 液化是汽化的逆过程。汽化需要吸热,液化需要放热。生活中水蒸气引起的烫伤要比开水烫伤更严重,这是因为水蒸气和开水的温度虽然差不多,但是水蒸气液化的时候还会发出大量的热,因而加重烫伤。 知识点4 升华和凝华 1.升华和凝华 方式 物态变化 吸、放热情况 共同点 生活中常见的现象 升华 固态 气态 吸热 没有液态物质出现 樟脑丸变小,东北冬天冰雕变小等 凝华 气态 固态 放热 雾凇、霜、玻璃上的冰花等 2.干冰升华的应用 干冰是固态的二氧化碳,极易从周围环境中吸收大量的热而升华为二氧化碳气体,在日常生产、生活中有广泛的应用。 (1)人工降雨:干冰进人冷空气层后,会很快升华,在升华过程中将吸收大量的热,使冷空气层的气温急剧下降,这时高空中的水蒸气便会液化成小水珠或凝华成小冰晶,小水珠相互聚集成大水滴下降成为雨,小冰晶逐渐变大后下落,在下落过程中遇到暖气流熔化而形成雨。 (2)贮藏食物:固态的干冰升华为二氧化碳气体,会吸收大量的热,且没有残留,干冰的这一特点可以用作制冷剂,用于贮藏食物。 (3)舞台云雾效果:舞台上有时要用弥漫的白雾给人以若隐若现的感觉,方法就是向空气中喷撒干冰(固态二氧化碳),由于干冰升华时吸热,使周围气温迅速下降,于是空气中的水蒸气液化成小水滴,形成白雾。 3.自然界水循环 (1)水的三态相互转化图 (2)云、雨、雾、露、霜、雪、冰雹的成因和涉及的物态变化 ①云与雨的形成 阳光晒暖的海洋,海水吸热蒸发成为水蒸气上升到空中;当水蒸气上升到高空以后,与冷空气接触,水蒸气便液化成为小水滴,大量的小水滴悬浮在高空中,就形成了云;小水滴相互聚集,就会凝结成大水滴下降成雨。 ②冰雹与雪花的形成 如果在高空遇到更加更加寒冷的气流,小水滴就会凝固成小冰珠,最后有可能形成冰雹降落到地面;冬天,水蒸气在寒冷的高空急剧降温,从而凝华成微小的冰晶,这些冰晶聚集起来就变成雪花飘落大地。 ③雾的形成 水蒸气在空气中遇冷液化成小水滴,这些小水滴附着在悬浮于空气中的灰尘上,形成了雾。 ④露的形成 空气中水蒸气遇到温度较低的树叶、花草等,液化成小水滴附着在它们的表面,形成了露。 ⑤霜的形成 霜是地表水蒸气在温度迅速降低时凝华成的小冰晶。 4.物态变化的总结 三种状态之间又存在着六种物态变化:熔化、凝固、汽化、液化、升华、凝华。吸收热量的有:熔化、汽化、升华;放出热量的有:凝固、液化和凝华。 知识点5 物态变化重点实验 1.研究固体熔化时温度的变化规律 【重点实验器材及作用】 ①石棉网:使烧杯底部受热均匀。 ②搅拌器:使物体受热均匀,加快熔化。 ③温度计:测量物体温度。 ④停表:测量加热时间。 【实验过程】 选择一些不同的物质进行实验研究,例如海波(硫代硫酸钠)和石蜡。将海波放入内有温度计的试管中,再把试管放入盛水的烧杯中。点燃酒精灯,经过一段时间后海波就会慢慢熔化。当温度计的温度升至40 C左右时开始计时,每隔1min记录一次数据,填入下表。分析温度的变化,就可以找出海波熔化时温度的变化规律。 将海波换为石蜡,找出石蜡熔化时温度的变化规律。 【实验图像】 【实验结论】 实验表明:随着酒精灯的不断加热,海波在熔化前温度不断升高,但熔化时温度保持不变,熔化后温度继续升高;石蜡在熔化过程中温度不断升高。 【交流与反思】 (1)安装实验器材要按照自下而上的顺序进行,目的使用酒精灯外焰加热。 (2)让海波、石蜡均匀受热的三种措施:①采用水浴法加热;②在加热过程中用搅拌器不断搅拌;③将物质研碎。 (3)选用小颗粒固体的目的:可以使固体受热均匀,便于与温度计的玻璃泡充分接触。 (4)烧杯中的水要适量,原因是:①水太多会延长实验时间;②水太少不能使固体浸没,会造成固体受热不均匀。 (5)撤掉酒精灯后,固体停止熔化;继续加热又开始熔化,这样操作说明:固体熔化需要吸热。 (6)记录时间间隔不能过长:否则可能记录不到温度不变的过程。 (7)熔化前后曲线的倾斜程度不一样的原因:同种物质,在不同状态下的比热容不同,吸热能力不同。 2.探究水沸腾前后温度变化的特点 【实验思路】 我们可以通过将水加热至沸腾,测量水的温度,根据记录的数据绘制图像,得出水在沸腾前后温度变化的特点。 【实验过程】 用酒精灯(或家庭常用的电磁炉、电热水壶等)将水加热,使其沸腾。用实验室用温度计测量水温,当水温接近90 时开始计时,每隔0.5min读数一次并将温度填入下表中直到水沸腾4~5min后为止。 【实验图像】 【实验结论】 实验表明,水在沸腾前,温度不断升高;水在沸腾后,温度保持不变。从实验中还可以看到,水的沸腾是一种剧烈的汽化现象。这时形成的大量气泡不断上升,变大,到水面破裂开来,里面的水蒸气散发到空气中。在沸腾的过程中,虽然水的温度保持不变,但要用酒精灯持续加热,所以说水在沸腾的过程中不断吸热。 【交流与反思】 (1)安装实验装置时,应按照自下而上的顺序进行,目的使用酒精灯外焰加热。 (2)实验时,烧杯内的水要适量。水太多,加热时间会太长;水太少,温度计的玻璃泡会露出水面或在很短时间内水杯烧开,导致实验观察时间太短。 (3)缩短加热时间的方法:①用温水进行实验;②用适量的水进行实验;③调大酒精灯的火焰,并用外焰加热;④在烧杯上加带小孔的盖子,以减少热量损失。 (4)撤掉酒精灯后,水不会立即停止沸腾的原因:烧杯底或石棉网还有余热。 (5)实验时,由于大气压的影响,测出水的沸点可能不是100 。 (6)水沸腾时烧杯口处产生的“白气”,是水蒸气遇冷液化形成的小水滴。 (7)酒精灯给水加热是通过热