第四章 物质的形态及其变化(复习讲义)物理新教材沪粤版八年级上册
2026-10-22
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内容正文:
第四章 物质的形态及其变化
复习要点
1.理解温度的概念,知道摄氏温标的规定,记住常见的温度值。
2.了解液体温度计的工作原理,掌握温度计的正确使用方法,能正确读数。
3.了解体温计的结构特点与使用方法,知道体温计与普通温度计的区别。
4.知道汽化的两种方式,理解蒸发和沸腾的特点,掌握影响蒸发快慢的因素。
5.理解沸点的概念,知道液体沸腾的特点,了解沸点与气压的关系。
6.知道液化的概念和液化的两种方法,理解液化放热及其应用。
7.理解熔化和凝固的概念,知道晶体与非晶体的区别,掌握晶体熔化和凝固的特点。
8.知道熔点和凝固点,了解常见晶体的熔点,理解熔化吸热、凝固放热。
9.理解升华和凝华的概念,能识别生活中的升华、凝华现象,知道升华吸热、凝华放热。
10.能区分六种物态变化,结合生活实例判断物态变化类型并判断吸放热。
11.了解自然界中的水循环过程,能识别水循环中的物态变化,知道水资源的保护措施。
复习重难点
重点:温度计的正确使用与读数;六种物态变化的辨析及吸放热判断;晶体熔化与凝固的特点;影响蒸发快慢的因素;沸腾的特点。
难点:物态变化的现象辨析;晶体与非晶体的熔化/凝固图像分析;"白气"类现象的本质理解;水循环中各自然现象的物态变化判断。
要点 温度和温度计
一、温度
1.温度
(1)物理学中把物体的____________叫作温度。
(2)摄氏温度
①单位:______(℃)。温度计上的符号℃表示的是摄氏温度。
②规定:把在标准大气压下____________的温度定为0℃;______的温度定为100℃。将0℃和100℃之间分成100个等份,每个等份代表1℃。
2.热力学温度
用热力学温标表示的温度叫热力学温度。热力学温度是国际单位制中七个基本物理量之一,用符号T表示,它的单位是开尔文,简称开,符号为K。热力学温度(T)与摄氏温度(t)之间的换算关系为T=t+273.15 K。
例如,人体正常体温为37℃,若用热力学温标表示,则人体正常体温为T=____________K。
二、温度计
1.用途:用来测量物体的温度。
2.液体温度计的工作原理:根据液体____________的规律制成的。
3.常见的温度计:实验室用温度计、寒暑表、体温计、测温枪等。
4.实验室用温度计的构造特点
(1)玻璃泡的玻璃壁很薄是为了使玻璃泡内液体的温度能很快与被测物体的温度相同;
(2)玻璃管的内径很细是为了使玻璃管中液柱的变化更加明显;
(3)玻璃泡的容积较大,泡内液体的体积较多,热膨胀更加明显,在玻璃管内液柱长度的变化大,测量结果越准确。
5.液体温度计的使用
(1)使用前“一估二看”
①估计____________的温度,以便选择合适的温度计。
②观察温度计____________,即它所能测量的最高温度和最低温度,所测温度不能超出此范围。
③观察温度计的______,也就是一个小格代表的值,以保证读数正确。
(2)使用时注意
①温度计的玻璃泡应该全部浸入被测液体中,不要碰到容器______或容器______;
②温度计的玻璃泡浸入被测液体后要稍微等一会儿,待温度计的示数______后再读数;
③读数时温度计的玻璃泡要继续留在液体中,视线要与温度计中的液面______。
三、体温计
1.玻璃体温计(接触式)
(1)量程与分度值:量程为______~______℃;分度值为______℃。
(2)特殊构造:体温计玻璃泡内使用的测温液体是水银;玻璃泡和直玻璃管之间制造一处具有特殊结构的狭道,也叫“缩口”,如图所示。测量体温时,水银热膨胀可以通过细管,体温计离开人体时,水银要收缩,会从细管处断开,玻璃直管中的水银不能退回玻璃泡,所以离开人体也能显示人体的温度。
(3)使用方法:
使用前,应用力甩几下,使玻璃直管中的水银退回______。在给体温计消毒时,不可以用火焰、开水等高温物体消毒,需要使用酒精棉擦拭。
2.电子体温计:现在的电子体温计通过液晶屏可以直接显示______。
3.测温枪(新式红外体温计):比玻璃体温计的使用更加卫生、便捷。只要把“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。
4.热电偶温度计:它能直接放入高温炉里测温。原理是:两根不同的金属线组成的闭合环路中,如果只有一个接头被加热,环路里就会产生电流。两个接头的______越大,电流越大。
温度计使用注意点:
1.通用使用:选合适量程和分度值,玻璃泡完全浸没被测液体,不碰容器底/壁,等示数稳定再读数,视线与液面相平。
2.体温计特殊点:量程35℃~42℃,分度值0.1℃,使用前必须甩动让水银回落,没甩的体温计只能测出比之前更高的温度。
要点速测
1.(多选)每个实验器材的操作都有它的规范性要求。要用温度计测量烧杯中热水的温度,下列说法正确的是( )
A.温度计的玻璃泡不可以碰到容器壁 B.此温度计是利用液体的热胀冷缩性质工作的
C.读数时可以将温度计从热水中取出读数 D.如图中角度读数,会使测得的温度值偏小
2.某校学生进行了“自制温度计”的项目化学习,请完成下列问题:
(1)如甲图A所示是项目小组同学在使用实验室温度计读数时情景,读数过程中存在的问题:①_________;②_________;
(2)若此时温度计如甲图B所示,则所测温度为_________℃;
利用生活中物品自制温度计:
【支架搭建】实验室里常用的水银温度计是利用了水银热胀冷缩的性质制作的。考虑到环保与安全,同学们决定把水银改成红墨水或空气。
【产品制作】小兰准备的材料如图乙所示:120mL带塞子的玻璃瓶、不同颜色及粗细不同的吸管,以及打孔器等工具制作了简易液体温度计。
(3)自制温度计时,先将玻璃瓶内装满红墨水,再用插有吸管的瓶塞塞住瓶口。然后需要在标准大气压的环境中,将玻璃瓶分别放入标准大气压下的_________和沸水中,并标记好液面所在位置,最后将两个标记之间的长度均匀50等分,得到最小刻度为_________;
【产品改进】
(4)小兰选择C吸管和其他材料制作如图丙所示的温度计,发现吸管上的刻度太过密集,且观察困难。若让你进行改进,你会选择内径为_________(选填“较大”或“较小”)的透明吸管,其理由是_________;
【产品交流和评价】
(5)如图丁,是小兰仿制的一款伽利略温度计。它是利用气体的热胀冷缩制作的。一个充满气体的细口瓶用细玻璃管连接后插在装有红色液体的容器中,细管中的红色液面清晰可见。当发现其液面由A上升到B时,则表明气温在_________(选填“升高”、“降低”或“不变”);请评价一下丁产品的优点是_________。
3.自2026年1月1日起,我国将全面禁止生产含汞体温计。如图所示,为新型镓铟锡合金无汞体温计,其用法及原理与水银温度计一样。下列关于这种体温计及其中的镓铟锡合金的说法正确的是( )
A.镓铟锡合金在37℃时为固态
B.镓铟锡合金沸点不可能是40℃
C.镓铟锡合金在35℃~42℃具有“热缩冷胀”特性
D.镓铟锡合金体温计不能离开人体读数
要点汽化和液化
一、沸腾
1.概念:沸腾是液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象。
2.水沸腾前后的现象:
(1)水沸腾前后的声音:水沸腾前声音大;水沸腾时声音小。
(2)水沸腾前后的气泡的变化:沸腾前气泡越往上越______;沸腾时气泡越往上越______。
3.水沸腾的特点:水沸腾时不断吸收热量,但温度______。
4.沸点:各种液体沸腾时都有确定的温度,这个温度叫作沸点。
(1)不同液体的沸点不同;
(2)同种液体的沸点与______有关:气压增大,沸点升高;气压减小,沸点降低。
(3)标准大气压下,水的沸点为______℃。
5.沸腾的条件:(1)温度达到______;(2)继续______。
二、蒸发
1.概念:在任何温度下都能发生的汽化现象叫作蒸发。
2.影响蒸发快慢的因素:液体的______、______和液体表面上的空气流动。液体的温度越高、表面积越大、液体表面上方的空气流速越快,蒸发越快,反之,蒸发越慢。
3.蒸发吸热致冷:蒸发过程要吸热,可使周围的物体或环境的温度降低,有吸热致冷的作用。
三、液化
1.概念:物质从气态变为液态的过程叫作液化。
2.液化有两种方法
(1)____________。所有气体在温度降到足够低时都可以液化。
(2)____________。在一定的温度下,压缩气体的体积也可以使气体液化。
3.液化的优点:使体积缩小,便于储存和运输。
4.液化放热:液体汽化时要吸热,与此相反,气体液化时要______热。
四、电冰箱的工作原理
1.电冰箱的工作原理
电冰箱利用制冷剂作为热的“搬运工”,把冰箱里的“热”“搬运”到冰箱的外面。制冷剂采用既容易汽化又容易液化的物质,汽化时它吸热,液化时它放热。
液态制冷剂经过很细的毛细管进入冰箱内冷冻室的管子,在这里______、吸热,使冰箱内温度降低。之后生成的蒸气又被压缩机压入冷凝器,在这里______并把从冰箱内带来的热通过冰箱壁上的管子放出。氟利昂这样循环流动,冰箱冷冻室里就可以保持相当低的温度。(均选填物态变化名称)
电冰箱的工作原理图 热棒示意图
2.利用“热管技术”获得低温
在青藏铁路工程中,为了保证多年冻土区路基的稳定性,铁路两侧竖立了许多热管(热棒)。热棒是封闭的中空长棒,里面一般填充低沸点的液态氨作为“制冷剂”。
如图所示,热棒的下端插在冻土中,液态氨从冻土中吸热______成气态氨。在寒冷的季节,气态氨上升到热棒的上端,通过散热片向空气中放热,变回______态氨,又沉入棒底。如此循环,冻土中的热不断被散发出去,热棒就可以像“冰箱”一样使地下冻土层温度降低、厚度增加。
1.首先要明确概念区分:汽化是液态变气态,需持续吸热,包含蒸发和沸腾两种形式;液化是气态变液态,会向外放热。
2.蒸发可在任意温度下发生,只在液体表面进行,其快慢受液体温度、表面积、表面空气流速共同影响。沸腾是液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象,要达到沸点且持续吸热才能维持,沸腾过程中温度保持不变。
3.生活中肉眼可见的“白气”不是水蒸气,而是水蒸气液化形成的小水滴。液化的两种方式是降低温度和压缩体积,气压会直接影响液体沸点,气压越高沸点也越高。
要点速测
4.某同学将热水、冰水和室温水(水温与室温相同)分别装入杯中,一段时间后,发现其中两只杯子的杯壁上出现了小水珠,如图所示,下列选项与图中三杯水排序相符的是( )
A.热水、冰水、室温水 B.室温水、冰水、热水
C.冰水、室温水、热水 D.室温水、热水、冰水
5.家用液化石油气的装瓶是采用___________的方法使其在常温下液化,这一过程需要___________热量(选填“吸收”或“放出”)。寒冷的冬天,房间窗子___________(选填“内”或“外”)侧会起一层“白雾”。
要点熔化和凝固
一、熔化和凝固
1.熔化和凝固的概念
物质从______态变成______态的过程叫作熔化;从______态变成______态的过程叫作凝固。
2.固体熔化时温度的变化规律
(1)物质在熔化过程中都要______热量(选填“吸收”或“放出”)。
(2)不同的物质在熔化过程中温度的变化规律不同。晶体在熔化过程中继续吸热,温度____________,如甲图所示。非晶体在熔化过程中先变软,后变稀,最后熔化为液体,且随着加热时间的延续温度____________,如乙图所示。(均选填“保持不变”或“逐渐升高”)
物质熔化图像 物质凝固图像
3.液体凝固时温度的变化规律
(1)有的物质,如海波,在凝固过程中,持续对外放热,但温度____________,直至凝固完毕,温度才会继续下降,如甲图所示。
(2)有的物质,如石蜡,在凝固过程中,由稀变软,再变硬,不断向外放热,温度____________,如乙图所示。
二、熔点和凝固点
1.晶体和非晶体:固体可分为晶体和非晶体两类。
(1)晶体:有固定的____________的固体叫作晶体。如冰、萘、石英、海波、食盐、各种金属等。
(2)非晶体:没有固定的熔化温度的固体叫作非晶体。如松香、玻璃、沥青、塑料、石蜡等。
2.熔点和凝固点
(1)熔点:晶体______时的温度叫作熔点,非晶体没有确定的熔点。
(2)凝固点:液体______形成晶体时也有固定的凝固温度,叫作凝固点。非晶体没有固定的凝固点。
(3)同一种物质的熔点和凝固点______。
三、熔化吸热 凝固放热
1.熔化吸热
(1)熔化吸热:晶体在熔化时虽然温度不变,但是必须对它继续加热,熔化过程才能完成,这表明晶体在熔化时______热。非晶体熔化也需要______,但温度一直上升。所以,熔化吸热。
(2)熔化吸热的应用
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______,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,因为冰块熔化吸热,使冷空气下沉。
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
(1)凝固放热:因为凝固是熔化的逆过程,所以无论晶体还是非晶体,在凝固时都要放热。液体凝固形成晶体时放出热量,但温度______;液体凝固形成非晶体时放出热量,温度______。(均选填“不变”或“降低”)
(2)凝固放热的应用
①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______来使窖内温度不至于降太低,以免菜被冻坏。
②现在人们研制出一种聚乙烯材料,在15 ℃~40 ℃熔化或凝固,而熔化或凝固时,温度保持不变。把这种材料掺在水泥中制成储热地板或墙壁,天气热时(温度超过40 ℃)颗粒熔化______热,天气冷时(温度低于15 ℃)又凝固______热成颗粒,能有效调节室内的温度。
1.概念区分:熔化是固态变液态,要吸热,别误写为“融化”;凝固是液态变固态,会放热。
2.晶体与非晶体:晶体有固定熔点和凝固点,熔化时温度不变,比如冰、海波;非晶体没有固定熔点,熔化中温度持续上升,比如玻璃、沥青。
3.核心条件:晶体熔化要同时满足“温度达熔点”和“持续吸热”,凝固则要“温度达凝固点”和“持续放热”,两个条件缺一个都不会发生对应变化。
4.实验细节:水浴加热能让被加热物体受热更均匀,安装实验器材要按“自下而上”的顺序操作。。
要点速测
7.一种合金魔术道具,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°C B.30°C C.47°C D.70°C
8.如图甲所示,将1600℃的铁水抛向高空,化为漫天华彩,遍地生金,这是来自中国传统民俗文化表演技艺——“打铁花”的浪漫;小明通过网上查阅了解到铁的熔化过程中温度随时间变化图像如图乙所示。关于“打铁花”的过程,下列说法错误的是( )
A.打铁花时所用到的铁是晶体
B.打铁花的过程中,铁发生的物态变化是先熔化后凝固
C.在图像的BC段,铁水仍然持续吸收热量
D.满天飞舞的铁花还在继续熔化
9.西周晋侯鸟尊是中国青铜器中罕见的珍品,是山西博物院的“镇院之宝”(如图所示)。制作鸟尊等青铜器时,先用泥土制成“内范”,在其外部涂适当厚度的蜡,将蜡雕刻成所需形状,称之为“模”,然后在“模”的外面用泥土制成“外范”。通过加热使蜡液流出形成空腔(模具),在空腔中倒入青铜液,待青铜液冷却后,打碎“外范”和“内范”,就得到与“模”一样的青铜器。下列分析正确的是( )
A.将蜡加热到液态是熔化过程,会放出热量
B.青铜液冷却到固态是凝固过程,会放出热量
C.青铜液冷却到固态是凝华过程,需吸收热量
D.青铜和蜡熔化过程中,温度均保持不变
要点 升华和凝华
一、升华
1.概念:物质从______态直接变成______态的过程叫作升华。
2.常见的升华现象:樟脑丸变小到消失;白炽灯丝变细;固态碘变为碘蒸气;干冰消失等。
3.特点:升华______热,具有致冷作用。
4.应用与现象
(1)冷冻疗法:利用干冰升华吸热,降温冷冻,使组织细胞坏死;
(2)舞台烟雾:利用干冰升华吸热降温,使空气中的水蒸气遇冷液化形成小水珠。
二、凝华
1.概念:物质从______态直接变成______态的过程叫作凝华。
2.常见的凝华现象:________________________________________________都属于凝华现象。
3.特点:凝华要______热。
三、水循环与水资源
1.水循环是通过物态变化实现的:地球上的水在陆地、______、______之间不断地循环,发生物态变化,形成了云、雨、雪、冰雹等,造就了雪山和湖泊。
2.地球上的水资源已经出现了严重的______。
3.合理地节约用水:我们不仅需要改进______技术、优化____________的运行,更需要每个人提高______意识、养成良好的____________,共同保卫我们的蓝色家园。
1.首先要牢牢抓住“直接”这个关键,两个变化都不经过液态阶段,这是和熔化、汽化、液化等其他物态变化最核心的区别,判断时先确认初始和最终状态,排除中间出现液态的可能。
2.其次要记清吸放热规律:升华吸热有制冷效果,凝华是放热过程,干冰人工降雨、霜的形成等生活实例都要对应准确。
3.还要避开常见误区,比如“白气”是液化不是凝华,冰花、霜、雾凇才是凝华现象,碘的水浴加热实验就是为了避免碘熔化,以此证明升华的“直接”特性。
要点速测
10.干冰是固态的二氧化碳,在常温下可以直接变成气态的二氧化碳,这种物态变化叫作___________。如图,将干冰放在试管中,试管周围会出现大量的“白气”,这是因为干冰直接变成气态二氧化碳的过程中,从空气中___________(选填“吸收”或“放出”)大量的热,导致周围空气的温度降低,从而使空气中的水蒸气遇冷___________(填物态变化的名称)形成小水滴,这些小水滴浮在空气中,形成了我们看到的“白气”。
11.(多选)云南是旅游胜地,关于图中的自然景观,下列说法正确的是( )
A.图甲中元阳梯田的雾的形成是汽化现象
B.图乙中梅里雪山的雪的形成是凝华现象
C.图丙中腾冲温泉上方的“白气”的形成是升华现象
D.图丁中西双版纳雨林的露珠的形成是液化现象
12.干冰具有很好的制冷作用,可用来人工降水,如图是制取干冰,在高空播撒,形成降水的过程。
(1)过程①需要 _______(选填“吸热”“放热”);
(2)过程②、③、④的物态变化名称分别是 _______、_______、_______;
(3)气体A是 _________,气体B是 ________(均选填“空气”“水蒸气”“二氧化碳”)。
难点 六种物态变化的辨析与吸放热判断
核心难点:生活中物态变化现象对应类型容易混淆,吸放热关系记反,无法根据初末状态快速判断。
方法透析:状态变化法,根据物质变化前后的状态确定物态变化类型,结合"升吸降放"口诀判断吸放热。
1. 状态对应法
(1)固态→液态:熔化;液态→气态:汽化;固态→气态:升华
(2)液态→固态:凝固;气态→液态:液化;气态→固态:凝华
2. 吸放热口诀:升吸降放
(1)物质从"固态→液态→气态",状态升级,都需要吸热(熔化、汽化、升华);
(2)物质从"气态→液态→固态",状态降级,都需要放热(液化、凝固、凝华)。
快速判断技巧:先找变化前和变化后的物质状态,对应物态变化名称;再看是"升级"还是"降级",升级吸热,降级放热。
难点晶体与非晶体的熔化/凝固图像分析
核心难点:温度-时间图像各段对应的过程、物质状态分不清,晶体与非晶体图像混淆,不会从图像提取熔点、凝固点。
方法透析:
1. 图像区分技巧
(1)晶体熔化/凝固图像:有一段水平线段,水平段对应的温度就是熔点/凝固点;
(2)非晶体熔化/凝固图像:没有水平线段,温度持续上升/下降。
2. 晶体熔化图像分段分析
(1)熔化前:斜向上线段,物质为固态,吸热升温;
(2)熔化中:水平线段,物质为固液共存状态,吸热温度不变;
(3)熔化后:斜向上线段,物质为液态,吸热升温。
3. 晶体凝固图像分段分析
(1)凝固前:斜向下线段,物质为液态,放热降温;
(2)凝固中:水平线段,物质为固液共存状态,放热温度不变;
(3)凝固后:斜向下线段,物质为固态,放热降温。
难点温度计的正确使用与读数误差分析
核心难点:温度计使用规则记混,读数时视线偏差导致读数错误,体温计的特殊结构和使用方法易错。
方法透析:
1.温度计使用四步法
(1)选量程:被测温度不能超过温度计的量程;
(2)放正确:玻璃泡全部浸入液体,不碰底、不碰壁;
(3)等稳定:待示数稳定后再读数;
(4)读正确:视线与液柱上表面相平,不离开被测液体(体温计除外)。
2.读数误差分析
(1)俯视读数:视线从上往下看,读数偏大;
(2)仰视读数:视线从下往上看,读数偏小。
3.体温计特殊点
(1)缩口作用:离开人体后水银柱不回落,可离开人体读数;
(2)使用前必甩:水银不能自动退回玻璃泡,不甩的话测低温时示数不准,测高温时示数准确。
难点"白气"类现象的本质辨析
核心难点:误认为"白气"是水蒸气,分不清"白气"的来源,无法判断是汽化还是液化现象。
方法透析:
1.本质判断
水蒸气是无色、透明、肉眼看不见的气体;我们看到的"白气"不是气体,是液态的小水珠,是液化现象的产物。
2.形成规律
"白气"都是温度较高的水蒸气遇到温度较低的环境,液化形成的小水珠。
(1)冰棒冒"白气":空气中的水蒸气遇冷(冰棒)液化;
(2)开水壶冒"白气":壶内喷出的高温水蒸气遇冷(空气)液化;
(3)冬天口中哈"白气":口中呼出的水蒸气遇冷(空气)液化。
3. 易错区分
汽化是液态变气态,过程中看不到"白气";液化是气态变液态,"白气"是液化的结果,不是汽化的结果。
考点 温度计的使用与读数
▌例1 (24-25八年级上·湖南怀化·期中)体温计用于测量人体温度。
(1)体温计是根据液体热胀冷缩的规律制成的,图中所示体温计的示数为___________;
(2)若这支体温计没有甩过,直接去测量另一个人的体温,测量结果不可能是______;
A.37.0℃ B.37.5℃ C.38.0℃
(3)_____(填“能”或“不能”)用这支体温计测出1标准大气压下冰水混合物的温度。
解题要点 温度计类题目解题关键:
① 使用前看量程,被测温度不能超量程;
② 测量时玻璃泡完全浸没,不碰底壁;
③ 读数视线平液面,普通温度计不离液;
④ 体温计有缩口,可离人体读数,用前要甩。
▌迁移练1-1(22-23八年级上·江苏盐城·阶段检测)科学研究表明,宇宙中存在着温度的下限:﹣273℃。以这个下限为起点的温度叫做热力学温度,用T表示,单位是开尔文,符号是K,热力学温度T与摄氏温度t的换算关系是:T=t+273。
(1)如图所示,关于“冰人”和“火人”有没有说谎,下列说法正确的是( )
A.“冰人”在说谎 B.“火人”在说谎
C.“冰人”和“火人”都在说谎 D.“冰人”和“火人”都没有说谎
(2)月球上的夜里温度大约是﹣183℃,那么用热力学温度表示应该是___________K。
▌迁移练1-2(23-24八年级下·上海普陀·期末)某小组同学在学习了温度计相关知识后,开展了“自制温度计”的项目化学习活动。他们用生活中常见的器材设计并制作了甲、乙两款温度计(如图所示)。
(1)甲温度计为气体温度计,瓶中装有一定质量的空气,瓶塞不漏气,弯管中间有一段液柱。此温度计是根据________原理制成的,当外界温度升高时,液柱向________移动(选填“左”或“右”),理由:__________。为了提高此温度计的精确度,下列改进合理的是________;
A.玻璃管内径变小 B.烧瓶体积变小
(2) 乙温度计为液体温度计,瓶中装有一定质量红色的水。为了给此温度计定标,将该温度计分别放入10℃和40℃的水中,待液面静止后,标出红色液柱到达的位置记作A和C,则40℃对应的刻度线是________(选填“A”或“C”)。再用该温度计测室内温度,液柱正好移动到B处,则此时室温为_______℃。
考点物态变化的辨析与吸放热判断
▌例2(22-23八年级上·江苏苏州·阶段检测)在如图所示装置中,用酒精灯将烧瓶内的水加热沸腾后,水蒸气从细玻璃管口喷出,在离管口稍远处,可以看到雾状的“白气”。
(1)这是因为喷出的水蒸气发生了___________现象,雾状的“白气”实际是___________;
(2)如果这时在管口处放置一玻璃片,会发现正对管口的玻璃片表面有___________产生,玻璃片的温度将___________(选填“升高”“不变”或“降低”)。
解题要点 物态变化辨析三步走:
①确定变化前物质的状态;
②确定变化后物质的状态;
③对应物态变化名称,结合"升吸降放"判断吸放热。
▌迁移练2-1(21-22八年级下·广东汕尾·期末)(1)常用的温度计是根据液体的_____性质制成的,如图甲所示是温度计的一段截面图,温度计的读数是_____℃。
(2)2007年10月24日,“嫦娥一号”卫星在西昌卫星发射中心发射场发射升空,如图乙所示。在火箭发射塔架下的巨大水池上方形成的“白雾”所涉及到的物态变化有_____和_____。
(3)为了防止大气与火箭表面产生的剧烈摩擦使火箭烧毁,火箭必须由熔点_____(选填“高”“低”)的材料制成,同时在火箭表面涂上易汽化的物质_____(选填“吸热”或“放热”)来加强防护。
▌迁移练2-2(2026·山西晋城·模拟预测)跨学科实践
探索厨房中的物态变化问题
厨房不仅是加工食材的场所,也是日常生活中充满物态变化的“实验室”。以下是小明从物理学视角分析、观察的现象。请你对其进行完善。
厨房中的现象
物理学视角分析
将冰箱中的速冻饺子取出时,看到饺子塑料袋表面有一层“霜”。
(1)“霜”由空气中的____遇冷_____(填物态变化名称)而形成;
烧开水时,发现壶嘴上方有“白气”。如图所示。
(2)“白气”是____(选填“水蒸气”或“小水珠”),而且室内气温越低,“白气”会越_(选填“多”或“少”)。
请根据要求填写:
(1)“霜”由空气中的_______遇冷_______(填物态变化名称)而形成;
(2)“白气”是______(选填“水蒸气”或“小水珠”),而且室内气温越低,“白气”会越______(选填“多”或“少”)。
考点晶体熔化与凝固的特点及图像
▌例3 (25-26九年级上·全国·课后作业)(多选)把温度为的固态镓放入图甲所示的装置中进行加热,水的恒定温度为,测得镓的温度随时间变化的情况如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.镓的凝固点为 B.镓的熔化持续时间为16min
C.第12min之后,镓开始沸腾 D.镓在熔化的过程中温度不变,不需要吸热
解题要点 晶体熔化图像分析技巧:
①找水平段:有水平段是晶体,无水平段是非晶体;
②读熔点:水平段对应的纵坐标就是熔点;
③算时间:水平段对应的时间差就是熔化持续时间;
④判状态:水平段之前是固态,水平段是固液共存,水平段之后是液态。
▌迁移练3-1(24-25八年级上·广东广州·期末)往水中加入盐后,会对水的凝固点产生影响。图甲是盐水凝固过程的温度﹣时间图像。图乙是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,环境为标准大气压。则下列说法正确的是( )
A.图甲盐水从第5min开始凝固
B.盐水凝固过程中吸收热量,温度不变
C.盐水冰的熔点是0℃
D.图乙试管中冰水混合物中的冰会变多
▌迁移练3-2(25-26八年级上·全国·课后作业)下图是金属锡的熔化和凝固图像,下列对此图像分析正确的是___________
A.锡的熔化时间是4min,凝固时间是2min
B.第5min时的锡处于固液共存态
C.固态锡达到232℃时一定会熔化
D.AB段锡处于固态,吸收热量,温度升高
E.BC段锡处于固液并存,吸收热量,温度升高
F.EF段锡处于固液并存,放出热量,温度降低
G.FG段锡处于液态,放出热量,温度降低
考点汽化与液化的综合应用
▌例4 (24-25八年级上·广东江门·期末)厨房不仅是加工食材的场所,也是日常生活中充满物态变化的“实验室”。烹饪过程涉及各种物态变化,例如,煮饺子时,水沸腾后会往锅里加入半碗凉水使其停止沸腾,当水再次弗腾后再加凉水……反复几次之后饺子就煮熟了。
(1)煮饺子时,水沸腾后会往锅里加入半碗凉水使其停止沸腾,请你分析水停止沸腾的原因:______;
(2)受到煮饺子问题的启发,物理兴趣小组继续深入探究液体沸腾的条件。如图所示,他们用相同的小烧杯甲、乙盛等量的水,在标准大气压下,用相同的热源同时加热。甲烧杯为隔水加热,乙烧杯为隔油加热,加热一段时间后,测得甲烧杯外的水温为100℃,乙烧杯外的油温为150℃。则:
①甲烧杯中的水______,乙烧杯中的水______;(均选填“沸腾”或“不沸腾”)
②甲、乙两烧杯中水的温度______;(选填“>”“=”或“<”)
③总结出液体沸腾的条件:一是______,二是______。
解题要点
蒸发与沸腾对比记忆:
①相同点:都是汽化,都吸热;
②不同点:蒸发(任何温度、表面、缓慢),沸腾(沸点、内部+表面、剧烈);
③沸腾特点:持续吸热,温度不变。。
▌迁移练4-1(24-25八年级上·陕西宝鸡·期中)十里铺中学的康淄函同学跨学科实践,设计并制作了如图甲所示的海水淡化装置。
(1)她用加盐的咸水代替海水,通过在火上加热易拉罐中的咸水使之变为水蒸气,水蒸气通过盖有冷水浸湿的布的导管会______(选填物态变化名称)成纯水。这个过程是一个______(选填“吸热”或“放热”)过程;
(2)康淄函同学使用海水淡化的方法是______(选填“A.冷冻法”“B.反渗透法”或“C.蒸馏法”只填字母);
(3)宝一中的庞婷月同学也设计了海水淡化装置如图乙所示,她和康淄函同学的做法有一些不同。将如图乙装置在阳光下,水______(选填“沸腾”或“蒸发”)成为水蒸气。完成这个实践活动在阳光下要比阴凉处快一些,可以得出______越高,发生的越快。
▌迁移练4-2(24-25八年级上·江苏泰州·期末)小明设计了学校气象站相关设施,他选用如图1所示的白色百叶箱,箱内主要放置的测量仪器有:甲是能够测量并记录一天中最低气温的温度计,乙是能够测量并记录一天中最高气温的温度计,丙是能够反映空气中水蒸气含量(俗称“相对湿度”)的干湿温度计如图2。
(1)百叶箱箱体选用白色主要是________(反射/吸收)日光;
(2)甲温度计应选用凝固点较_________(高/低)的液体作为测温物质;
(3)乙温度计结构上应选用与_________(体温计/实验室温度计)相似的温度计;
(4)有关丙温度计①在相同的空气中,湿温度计的示数比干温度计的示数低的原因是________;
②一定气温下,干、湿球温度计的示数差越大,表明_________(填序号);
A.相对湿度越大,空气越干燥 B.相对湿度越大,空气越潮湿
C.相对湿度越小,空气越干燥 D.相对湿度越小,空气越潮湿
③炎热的夏天,下雨前人会感到特别闷热,是因为空气_________(潮湿/干燥),汗液蒸发变慢,人体内热量很难被排出。
基础达标
1.实验小组用图甲所示装置“探究水沸腾时温度变化的特点”,正确实验并采集数据后,绘制出如图乙所示温度随时间变化的关系曲线。关于本实验,下列说法正确的是( )
A.安装图甲所示装置时,应该先确定铁夹B的位置 B.有“白气”冒出,说明水已经沸腾
C.0~6min内水吸收热量,温度升高 D.8~10min内水不吸收热量,温度不变
2.寒冷的冬天,在冰雕制作现场,刚制作完的冰雕比周围成品显得棱角分明。冰雕师傅解释:“新冰雕经过几天的‘风化’后就会变得圆润。”师傅说的“风化”指的物态变化是( )
A.凝固 B.液化 C.汽化 D.升华
3.“谚语”是中华民族智慧的结晶,下列说法正确的是( )
A.霜降有霜,米谷满仓——霜的形成是凝华现象,需要吸热
B.白露种高山,秋分种平川——露的形成是液化现象,需要放热
C.大雾不过晌,过晌听雨响——雾的形成是汽化现象,需要吸热
D.立春雪水化一丈,打得麦子无处放——冰雪消融是熔化现象,需要放热
4.据古文献记载,轩辕帝发明了甑(烹饪用的器皿)。1976年,考古学家首次发现青铜汽柱甑形器。如图所示,下方锅内的水已沸腾,水蒸气从空心气柱上方的小孔喷出接触食物,水蒸气______(物态变化名)成水并______热;持续加热,沸水越来越少,此过程中沸水的温度______。
5.据记载,唐朝时省油灯已在四川地区出现。瓷质灯体如碗状,腹部有中空夹层,可通过注水孔向夹层装水,碗内有油和灯芯,如图所示。燃灯前,向注水孔缓慢注入冷水,让______及时排出。燃灯时,______吸收燃烧产生的热量后不断蒸发,使灯碗和灯油______较低,灯油蒸发速度______,以达到省油的目的。
6.如图甲所示,体温计的示数为 ______ ℃;如图乙所示,温度计的示数为 ______ ℃;如图丙所示,温度计的示数为 ______ ℃。
7.实验小组探究“冰熔化时温度的变化规律”和“水沸腾时温度变化的特点”。
(1)组装实验器材时,应按______(选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序组装。试管中装有适量碎冰,烧杯中盛有适量热水,烧杯中水面略高于试管中碎冰的上表面。组装完成的实验装置如图甲所示;
(2)①点燃酒精灯前,对实验装置进行检查,发现烧杯中的温度计安装出现错误,该错误是:______。改正错误并检查无其他错误后,继续实验;
②点燃酒精灯后,一边观察实验现象,一边记录加热时间和温度计示数。图乙是试管中温度计在某时刻的示数,其读数是______℃;
(3)根据实验数据绘制图象。绘制试管中物质温度随时间变化的图像,如图丙所示;绘制烧杯中物质温度随时间的变化图像,如图丁所示;
①分析图丙中图像可知,图丙中______(选填“AB”“BC”或“CD”)段图像能够反映冰熔化过程中温度随时间的变化规律;
②分析图丁中图像可知,水在沸腾的过程中,温度变化的特点是______;
(4)小明发现,试管中的碎冰完全熔化成水以后,继续加热,时刻以后的温度变化特点与水沸腾时的温度变化特点相同,所以他认为时刻以后试管中的水沸腾了。你认为该结论是否正确?请说明你的判断依据:______;
(5)实验小组对实验进行评估,认为将烧杯中的水加热至沸腾用时过长。若重新实验,使用原装置给同样多的碎冰加热,要明显缩短加热时间,对加入烧杯中的水可采取的合理措施是______(选填“提高水的初温”或“减少水的质量”)。
8.小明利用如图甲所示的实验装置研究冰的熔化特点。请你回答下列问题。
【设计与进行实验】
(1)组装实验装置的合理顺序应是______(选填“自上而下”或“自下而上”)。
(2)除了图甲中所示的器材外,还需要的测量器材是______。
(3)图甲中的小试管内应该放______(选填“冰块”或“碎冰粒”),其目的是______。
(4)利用烧杯中的水给试管里的冰加热而不用酒精灯直接对冰加热,是为了______。
【分析与论证】
(5)实验过程中每隔1min记录一次温度计示数,其中某时刻温度计示数如图乙所示,此时冰的温度为______℃。
(6)根据实验数据绘制了如图丙所示的温度随时间变化的图像,分析图像可知:冰是______(选填“晶体”或“非晶体”),熔化过程是______(选填“AC”“BC”或“AD”)段,其熔化特点为______。第7min时,试管内的物质处于______(选填“固态”“液态”或“固液共存态”)。
【交流与反思】
(7)将温度计插入试管中时,温度计的玻璃泡在放置上有什么要求?______。
(8)在冰熔化过程中撤去酒精灯,冰还会继续熔化,原因是______。
(9)根据下表所提供的数据(1个标准大气压下)可知,在北方寒冷的季节里,最低气温可达,此时应选用______(选填“酒精”或“汞”)作为温度计的测温液体。
物质
凝固点/℃
沸点/℃
酒精
78
汞
357
(10)另一组的同学采用了一样的实验装置,但冰熔化时间太短,根本来不及记录温度和观察状态,请你帮他们想一个在实验中延长冰熔化时间的方法:______。
(11)小明又分别在烧杯和试管中放入适量的碎冰,并各放了一支温度计组成如图丁所示的实验装置。实验过程中A、B两个温度计的示数随时间变化的图像如图戊所示,通过分析图像可知,______(选填“实”或“虚”)线是试管内碎冰温度随时间变化的图像。试管中的碎冰第______min开始熔化,14min后持续加热,此后任意相同时刻虚线对应物质的温度______(选填“会”或“不会”)超过实线对应物质的温度。
9.现有一个温度计刻度均匀,但读数不准。在标准大气压下,将它放入沸水中,示数为85℃;放在冰水混合物中,示数为5℃。求:
(1)该温度计的分度值是多少℃?
(2)现在把该温度计放在教室墙上,示数为23℃,教室的实际气温是多少?
(3)若实际温度为多少时,其值正好等于该温度计的示数。
10.小林观察到某寒暑表上标有两排示数,其单位分别是“℃”“℉”,查阅资料了解到:“℉”为华氏温标单位,也是最早的温度度量单位,以其制定者华伦海特命名。在华氏温标中:一个标准大气压下,纯冰水混合物的温度为32℉,一个标准大气压下水沸腾时的温度为212℉,中间分为180等份,每等份为1华氏度,记作“1℉”。
(1)摄氏温标的每1℃等于多少华氏度?
(2)华氏温标温度用F表示,摄氏温度用t表示,请写出F与t的数量关系式。
(3)若某学生的体温是37℃,则该学生体温对应的华氏温度是多少?
11.跨学科实践:探索厨房中的物态变化问题
【项目提出】厨房不仅是加工食材的场所,也是日常生活中充满物态变化的“实验室”。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。
【项目分析】具体任务如下:
1.了解并尝试鸡蛋的各种烹饪方法
2.从物理学的视角,对烹饪过程中发现的一些问题提出注意事项或改进建议
【项目实施】上网查阅资料,了解鸡蛋的最佳成熟温度:蛋黄68℃~71℃,蛋清62℃~64℃,温度过高或吸热过多不仅会影响口感,还会导致维生素损失过多,蛋白质也会变得难以消化。
1.根据生活经验,了解鸡蛋常见的烹饪方法有:煎、炒、蒸、煮,并在父母的帮助下,正确并安全的使用各种厨具完成烹饪过程。
2.分析烹饪过程前后发现的问题,从物理学的视角提出注意事项或改进建议。
(1)从冰箱冷冻室取出鸡蛋一段时间后,鸡蛋外壳上出现了白霜,这是水蒸气发生了______(填物态变化名称)现象;
(2)煎鸡蛋:煎鸡蛋时,由于油温过高易导致鸡蛋边缘焦糊,需调小火苗把握火候。分析油温高于水温的根本原因是油的______高于水;
(3)炒鸡蛋:炒鸡蛋时,油温也很高,但可以用锅铲不断翻炒,使鸡蛋______不会局部焦糊;
(4)水煮蛋:相较煎、炒,水煮蛋的温度相对低,更好把控,一般在开水中煮7-8分钟,鸡蛋不断吸热,这过程中蛋液慢慢凝结成固态,而从物态变化的视角分析,这个过程并不是凝固过程,因为凝固过程需要______(选填“吸收”或“放出”)热量;
(5)蒸蛋糕:相比水煮蛋,鸡蛋糕口味更好,也更适于老人和小孩儿。而且蒸蛋糕的温度会更高,原因是:①蒸蛋糕主要是由锅里水______出大量温度更高的水蒸气加热蛋液;
②高温水蒸气遇低温蛋液,还会______(以上两空均填物态变化名称)放出大量热给蛋液。
因此,掌握不好时间,蛋糕容易蒸老;
【展示交流】整理汇总,各小组用幻灯片、海报或视频记录等形式汇报交流。
12.
(1)如图是大自然中水循环现象的示意图,江、河、湖、海以及大地表层中的水不断蒸发变成水蒸气。当含有很多水蒸气的空气升入高空时,水蒸气的温度降低凝成小水滴或小冰晶,这就是云。在一定条件下,云中的小水滴和小冰晶越来越大,就会下落。在下落过程中,小冰晶又变成小水滴,与原来的水滴一起落到地面,这就形成了雨。仿照示例,指出短文(或图片)中包含的任意两种物态变化(示例除外),并说明是吸热还是放热。
【示例】水蒸发变成水蒸气,汽化吸热。
①___________;②___________。
(2)淡水资源缺乏已是一个世界性的普遍现象,利用太阳能、海水等资源获得淡水具有重要的战略意义。如图所示为小明设计的太阳能海水淡化器,在海水淡化过程中都发生了哪些物态变化?
能力进阶
13.如图所示,将冰块放入易拉罐中并加入适量的盐。用筷子搅拌大约半分钟,用温度计测量罐中冰与盐水的混合物温度,可以看到混合物的温度低于。这时会观察到易拉罐的底部出现白霜。针对以上现象说法正确的是( )
A.白霜是空气遇冷凝华形成的
B.混合物温度低于,说明含盐的冰在熔化过程中温度降低
C.混合物温度低于,说明此时的大气压低于标准大气压
D.在易拉罐内部和外部分别发生了熔化和凝华
14.在北方寒冷的冬季,温度零下10℃的某一天,把室外冻得冰冷的一些冻柿子(密度与冰相同)拿到屋子里,浸在装满0℃水的大盆中,则可能出现的现象是( )
A.盆中水不结冰,柿子的温度不变 B.盆中水结冰,柿子的温度不变
C.盆中水不结冰,柿子的温度升高 D.盆中水结冰,柿子的温度升高
15.固态的冰、液态的水和气态的水蒸气是水循环过程中水常见的三种状态,某同学据此画出了如图1所示水的三态变化图,甲、乙、丙分别代表水的三种状态,则甲是______,乙是______(前两空选填“冰”“水”或“水蒸气”)。如图2所示,“热管”利用流体发生物态变化达到散热目的,被广泛应用于各种高端科技上,热管里的液体在A端吸热,然后流动到较冷的B端放热,B端通过散热风扇转动将热散出,则在B端的物态变化形式与图1中由______(后两空选填“甲”“乙”或“丙”)到______的物态变化形式相同。
16.如图为关于“55”水杯的图片。将沸水倒入这种杯中摇一摇,便可使水温快速变为 55℃,并在一定时间内保持温度不变,这是因为杯的内壁和外壁间贮存了一种颗粒,那么这种颗粒是_______(选填“晶体”或“非晶体”)。
17.小明利用如图甲所示的实验装置探究“水的沸腾”实验。
(1)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___________ °C。
(2)在水温升高到90°C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8min后停止读数;用质量为m1的水做实验,绘制出水的温度随时间变化的图像如图丙中的a;若用质量为的水做实验,得到的图线可能是图丙中的___________ (选填“b”“ c”或“d”);
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
温度/℃
90
92
94
96
97
98
99
99
99
(3)根据实验数据,得出水沸腾时的温度特点___________ ;
(4)另一个同学对实验装置进行了适当改变,如图丁所示,试管甲管口朝上,试管乙管口朝下,内均有适量水,放在大烧杯的水中固定,然后对大烧杯进行加热,待大烧杯内的水沸腾后,会发现试管中的水___________ 。(选填“都能沸腾”“都不能沸腾”“只有甲沸腾”或“只有乙沸腾”)
18.小红同学利用如图甲所示装置对100g冰加热,她每隔相同时间记录一次温度计的示数,并观察物质的状态,图丙是她根据记录的数据绘制的温度-时间图像。
(1)如图甲装置,对冰进行“水浴”法加热,而不是直接用酒精灯加热,这样做的好处是______;使温度计示数更符合晶体熔化规律。
(2)将温度计正确插入碎冰中,观察温度计示数时视线如图A、B、C所示,其中正确的读法是______视线,如果从视线A读数,会导致测量结果______(选填“偏大”或“偏小”),如图乙所示,此时温度计的示数是______℃;
(3)根据图像丙可知:______段表示冰的熔化过程(选填“AB”、“BC”或“CD”),熔化过程中温度______(选填“升高”、“降低”、“不变”或“先升高再不变”),第10min物质处于______态(选填“固”、“液”或“固液共存”);
(4)如图丁是另一位同学在完成同一实验时绘制的温度-时间图象,老师认为他的数据有问题,老师作出这样的判断的依据是______。
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第四章 物质的形态及其变化
复习要点
1.理解温度的概念,知道摄氏温标的规定,记住常见的温度值。
2.了解液体温度计的工作原理,掌握温度计的正确使用方法,能正确读数。
3.了解体温计的结构特点与使用方法,知道体温计与普通温度计的区别。
4.知道汽化的两种方式,理解蒸发和沸腾的特点,掌握影响蒸发快慢的因素。
5.理解沸点的概念,知道液体沸腾的特点,了解沸点与气压的关系。
6.知道液化的概念和液化的两种方法,理解液化放热及其应用。
7.理解熔化和凝固的概念,知道晶体与非晶体的区别,掌握晶体熔化和凝固的特点。
8.知道熔点和凝固点,了解常见晶体的熔点,理解熔化吸热、凝固放热。
9.理解升华和凝华的概念,能识别生活中的升华、凝华现象,知道升华吸热、凝华放热。
10.能区分六种物态变化,结合生活实例判断物态变化类型并判断吸放热。
11.了解自然界中的水循环过程,能识别水循环中的物态变化,知道水资源的保护措施。
复习重难点
重点:温度计的正确使用与读数;六种物态变化的辨析及吸放热判断;晶体熔化与凝固的特点;影响蒸发快慢的因素;沸腾的特点。
难点:物态变化的现象辨析;晶体与非晶体的熔化/凝固图像分析;"白气"类现象的本质理解;水循环中各自然现象的物态变化判断。
要点 温度和温度计
一、温度
1.温度
(1)物理学中把物体的冷热程度叫作温度。
(2)摄氏温度
①单位:摄氏度(℃)。温度计上的符号℃表示的是摄氏温度。
②规定:把在标准大气压下冰水混合物的温度定为0℃;沸水的温度定为100℃。将0℃和100℃之间分成100个等份,每个等份代表1℃。
2.热力学温度
用热力学温标表示的温度叫热力学温度。热力学温度是国际单位制中七个基本物理量之一,用符号T表示,它的单位是开尔文,简称开,符号为K。热力学温度(T)与摄氏温度(t)之间的换算关系为T=t+273.15 K。
例如,人体正常体温为37℃,若用热力学温标表示,则人体正常体温为T=37+273.15 K=310.15K。
二、温度计
1.用途:用来测量物体的温度。
2.液体温度计的工作原理:根据液体热胀冷缩的规律制成的。
3.常见的温度计:实验室用温度计、寒暑表、体温计、测温枪等。
4.实验室用温度计的构造特点
(1)玻璃泡的玻璃壁很薄是为了使玻璃泡内液体的温度能很快与被测物体的温度相同;
(2)玻璃管的内径很细是为了使玻璃管中液柱的变化更加明显;
(3)玻璃泡的容积较大,泡内液体的体积较多,热膨胀更加明显,在玻璃管内液柱长度的变化大,测量结果越准确。
5.液体温度计的使用
(1)使用前“一估二看”
①估计被测物体的温度,以便选择合适的温度计。
②观察温度计测量的范围,即它所能测量的最高温度和最低温度,所测温度不能超出此范围。
③观察温度计的分度值,也就是一个小格代表的值,以保证读数正确。
(2)使用时注意
①温度计的玻璃泡应该全部浸入被测液体中,不要碰到容器壁或容器底;
②温度计的玻璃泡浸入被测液体后要稍微等一会儿,待温度计的示数稳定后再读数;
③读数时温度计的玻璃泡要继续留在液体中,视线要与温度计中的液面相平。
三、体温计
1.玻璃体温计(接触式)
(1)量程与分度值:量程为35~42℃;分度值为0.1℃。
(2)特殊构造:体温计玻璃泡内使用的测温液体是水银;玻璃泡和直玻璃管之间制造一处具有特殊结构的狭道,也叫“缩口”,如图所示。测量体温时,水银热膨胀可以通过细管,体温计离开人体时,水银要收缩,会从细管处断开,玻璃直管中的水银不能退回玻璃泡,所以离开人体也能显示人体的温度。
(3)使用方法:
使用前,应用力甩几下,使玻璃直管中的水银退回玻璃泡。在给体温计消毒时,不可以用火焰、开水等高温物体消毒,需要使用酒精棉擦拭。
2.电子体温计:现在的电子体温计通过液晶屏可以直接显示体温。
3.测温枪(新式红外体温计):比玻璃体温计的使用更加卫生、便捷。只要把“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。
4.热电偶温度计:它能直接放入高温炉里测温。原理是:两根不同的金属线组成的闭合环路中,如果只有一个接头被加热,环路里就会产生电流。两个接头的温度差越大,电流越大。
温度计使用注意点:
1.通用使用:选合适量程和分度值,玻璃泡完全浸没被测液体,不碰容器底/壁,等示数稳定再读数,视线与液面相平。
2.体温计特殊点:量程35℃~42℃,分度值0.1℃,使用前必须甩动让水银回落,没甩的体温计只能测出比之前更高的温度。
要点速测
1.(多选)每个实验器材的操作都有它的规范性要求。要用温度计测量烧杯中热水的温度,下列说法正确的是( )
A.温度计的玻璃泡不可以碰到容器壁 B.此温度计是利用液体的热胀冷缩性质工作的
C.读数时可以将温度计从热水中取出读数 D.如图中角度读数,会使测得的温度值偏小
【答案】AB
【解析】A.温度计的玻璃泡要浸没在水中,不能碰到容器底和容器壁,故A正确;
B.图中温度计是利用液体的热胀冷缩性质工作的,故B正确;
C.读数时温度计的玻璃泡要浸没在水中,不可以离开被测热水,故C错误;
D.温度计读数时,视线应与温度计中液柱上表面相平,在图中位置读数,是俯视,此时温度计中液柱上表面所对刻度偏上,测得温度值偏大,故D错误。
故选AB。
2.某校学生进行了“自制温度计”的项目化学习,请完成下列问题:
(1)如甲图A所示是项目小组同学在使用实验室温度计读数时情景,读数过程中存在的问题:①_________;②_________;
(2)若此时温度计如甲图B所示,则所测温度为_________℃;
利用生活中物品自制温度计:
【支架搭建】实验室里常用的水银温度计是利用了水银热胀冷缩的性质制作的。考虑到环保与安全,同学们决定把水银改成红墨水或空气。
【产品制作】小兰准备的材料如图乙所示:120mL带塞子的玻璃瓶、不同颜色及粗细不同的吸管,以及打孔器等工具制作了简易液体温度计。
(3)自制温度计时,先将玻璃瓶内装满红墨水,再用插有吸管的瓶塞塞住瓶口。然后需要在标准大气压的环境中,将玻璃瓶分别放入标准大气压下的_________和沸水中,并标记好液面所在位置,最后将两个标记之间的长度均匀50等分,得到最小刻度为_________;
【产品改进】
(4)小兰选择C吸管和其他材料制作如图丙所示的温度计,发现吸管上的刻度太过密集,且观察困难。若让你进行改进,你会选择内径为_________(选填“较大”或“较小”)的透明吸管,其理由是_________;
【产品交流和评价】
(5)如图丁,是小兰仿制的一款伽利略温度计。它是利用气体的热胀冷缩制作的。一个充满气体的细口瓶用细玻璃管连接后插在装有红色液体的容器中,细管中的红色液面清晰可见。当发现其液面由A上升到B时,则表明气温在_________(选填“升高”、“降低”或“不变”);请评价一下丁产品的优点是_________。
【答案】(1)读数时玻璃泡没有浸没在被测液体中 视线与温度计中液柱的上表面没有相平;(2)/零下4;(3)0℃的冰水混合物 2℃;(4)较小 相同液体体积变化,细吸管液面升降幅度更大,刻度精度更高;(5)降低 气体热胀冷缩形变明显,微小温度变化液面变化大,灵敏度高
【解析】(1)温度计的正确使用:读数时玻璃泡要继续留在被测液体中,视线与温度计中液柱的上表面相平。由甲图A知,读数过程中存在的问题是:①温度计的玻璃泡离开被测液体。②视线未与温度计中液柱的上表面相平。
(2)由甲图B知,温度计的分度值为2℃,0℃刻度线在液面上方,故此时的温度为-4℃。
(3)已知标准大气压下冰水混合物的温度为0℃,沸水温度为100℃,因此为了标明温度计的刻线,应将玻璃瓶分别放入标准大气压下的0℃的冰水混合物和沸水中,温差100℃,等分50格,每一小格为2℃,即最小刻度为2℃。
(4)为了更显著的观察到液体热胀冷缩的变化,让测量出的数据越准确,可以选用内径更小的吸管和更大的玻璃瓶,当变化相同体积的液体,玻璃管越细,则变化的长度就越大,精度就越高。
(5)此温度计是伽利略气体温度计,当外界气温降低的时候,烧瓶内的气体收缩,由于密闭,所以压强减小,管内的水柱上升,所以液面上升,表明气温在降低。
丁图温度计,为伽利略气体温度计,优点:灵敏度高,缺点:使用不方便、测量范围较小、温度示数易受大气压变化的影响而不准确。
3.自2026年1月1日起,我国将全面禁止生产含汞体温计。如图所示,为新型镓铟锡合金无汞体温计,其用法及原理与水银温度计一样。下列关于这种体温计及其中的镓铟锡合金的说法正确的是( )
A.镓铟锡合金在37℃时为固态
B.镓铟锡合金沸点不可能是40℃
C.镓铟锡合金在35℃~42℃具有“热缩冷胀”特性
D.镓铟锡合金体温计不能离开人体读数
【答案】B
【解析】A.人体正常体温是37℃,体温计是利用液体热胀冷缩的原理工作的,测温时镓铟锡合金必须为液态,故A 错误;
B.体温计的测量范围为35∼42℃,体温计的测量上限为42℃,体温计在测温时玻璃泡内的物质必须始终保持液态,因此镓铟锡合金沸点必须高于42℃,不可能是40℃,故B正确;
C.镓铟锡合金体温计,其原理与水银温度计一样,利用液体热胀冷缩原理工作,因此镓铟锡合金在35℃~42℃不具有“热缩冷胀”特性,故C错误;
D.镓铟锡合金体温计,其用法与水银温度计一样,因此镓铟锡合金体温计可以离开人体读数,故D错误。
故选B。
要点汽化和液化
一、沸腾
1.概念:沸腾是液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象。
2.水沸腾前后的现象:
(1)水沸腾前后的声音:水沸腾前声音大;水沸腾时声音小。
(2)水沸腾前后的气泡的变化:沸腾前气泡越往上越小;沸腾时气泡越往上越大。
3.水沸腾的特点:水沸腾时不断吸收热量,但温度不变。
4.沸点:各种液体沸腾时都有确定的温度,这个温度叫作沸点。
(1)不同液体的沸点不同;
(2)同种液体的沸点与气压有关:气压增大,沸点升高;气压减小,沸点降低。
(3)标准大气压下,水的沸点为100℃。
5.沸腾的条件:(1)温度达到沸点;(2)继续吸热。
二、蒸发
1.概念:在任何温度下都能发生的汽化现象叫作蒸发。
2.影响蒸发快慢的因素:液体的温度、表面积和液体表面上的空气流动。液体的温度越高、表面积越大、液体表面上方的空气流速越快,蒸发越快,反之,蒸发越慢。
3.蒸发吸热致冷:蒸发过程要吸热,可使周围的物体或环境的温度降低,有吸热致冷的作用。
三、液化
1.概念:物质从气态变为液态的过程叫作液化。
2.液化有两种方法
(1)降低温度。所有气体在温度降到足够低时都可以液化。
(2)压缩体积。在一定的温度下,压缩气体的体积也可以使气体液化。
3.液化的优点:使体积缩小,便于储存和运输。
4.液化放热:液体汽化时要吸热,与此相反,气体液化时要放热。
四、电冰箱的工作原理
1.电冰箱的工作原理
电冰箱利用制冷剂作为热的“搬运工”,把冰箱里的“热”“搬运”到冰箱的外面。制冷剂采用既容易汽化又容易液化的物质,汽化时它吸热,液化时它放热。
液态制冷剂经过很细的毛细管进入冰箱内冷冻室的管子,在这里汽化、吸热,使冰箱内温度降低。之后生成的蒸气又被压缩机压入冷凝器,在这里液化并把从冰箱内带来的热通过冰箱壁上的管子放出。氟利昂这样循环流动,冰箱冷冻室里就可以保持相当低的温度。(均选填物态变化名称)
电冰箱的工作原理图 热棒示意图
2.利用“热管技术”获得低温
在青藏铁路工程中,为了保证多年冻土区路基的稳定性,铁路两侧竖立了许多热管(热棒)。热棒是封闭的中空长棒,里面一般填充低沸点的液态氨作为“制冷剂”。
如图所示,热棒的下端插在冻土中,液态氨从冻土中吸热汽化成气态氨。在寒冷的季节,气态氨上升到热棒的上端,通过散热片向空气中放热,变回液态氨,又沉入棒底。如此循环,冻土中的热不断被散发出去,热棒就可以像“冰箱”一样使地下冻土层温度降低、厚度增加。
1.首先要明确概念区分:汽化是液态变气态,需持续吸热,包含蒸发和沸腾两种形式;液化是气态变液态,会向外放热。
2.蒸发可在任意温度下发生,只在液体表面进行,其快慢受液体温度、表面积、表面空气流速共同影响。沸腾是液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象,要达到沸点且持续吸热才能维持,沸腾过程中温度保持不变。
3.生活中肉眼可见的“白气”不是水蒸气,而是水蒸气液化形成的小水滴。液化的两种方式是降低温度和压缩体积,气压会直接影响液体沸点,气压越高沸点也越高。
要点速测
4.某同学将热水、冰水和室温水(水温与室温相同)分别装入杯中,一段时间后,发现其中两只杯子的杯壁上出现了小水珠,如图所示,下列选项与图中三杯水排序相符的是( )
A.热水、冰水、室温水 B.室温水、冰水、热水
C.冰水、室温水、热水 D.室温水、热水、冰水
【答案】D
【解析】杯中装入热水,热水温度较高,蒸发较快,变成水蒸气,热的水蒸气遇到冷的杯壁发生液化,在杯子内壁的上部形成小水珠;杯中装入冰水,冰水温度较低,使杯壁温度也较低,空气中的水蒸气遇到冷的杯壁发生液化,在杯子外壁的下部形成小水珠;杯中装入和室温相同的水,温度相同,水蒸气不会液化,没有水珠产生,故三杯水分别是室温水、热水、冰水,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
5.家用液化石油气的装瓶是采用___________的方法使其在常温下液化,这一过程需要___________热量(选填“吸收”或“放出”)。寒冷的冬天,房间窗子___________(选填“内”或“外”)侧会起一层“白雾”。
【答案】压缩体积 放出 内
【解析】[1][2]使气体液化的方法有:降低温度和压缩体积,家用液化石油气的装瓶采用压缩体积的方法。液化需要放热。
[2]寒冷的冬天,房间内的温度较高,温度较高的空气中的水蒸气遇到冷的窗子,液化成小水珠附在窗子的内侧。
要点熔化和凝固
一、熔化和凝固
1.熔化和凝固的概念
物质从固态变成液态的过程叫作熔化;从液态变成固态的过程叫作凝固。
2.固体熔化时温度的变化规律
(1)物质在熔化过程中都要吸收热量(选填“吸收”或“放出”)。
(2)不同的物质在熔化过程中温度的变化规律不同。晶体在熔化过程中继续吸热,温度保持不变,如甲图所示。非晶体在熔化过程中先变软,后变稀,最后熔化为液体,且随着加热时间的延续温度逐渐升高,如乙图所示。(均选填“保持不变”或“逐渐升高”)
物质熔化图像 物质凝固图像
3.液体凝固时温度的变化规律
(1)有的物质,如海波,在凝固过程中,持续对外放热,但温度保持不变,直至凝固完毕,温度才会继续下降,如甲图所示。
(2)有的物质,如石蜡,在凝固过程中,由稀变软,再变硬,不断向外放热,温度持续降低,如乙图所示。
二、熔点和凝固点
1.晶体和非晶体:固体可分为晶体和非晶体两类。
(1)晶体:有固定的熔化温度的固体叫作晶体。如冰、萘、石英、海波、食盐、各种金属等。
(2)非晶体:没有固定的熔化温度的固体叫作非晶体。如松香、玻璃、沥青、塑料、石蜡等。
2.熔点和凝固点
(1)熔点:晶体熔化时的温度叫作熔点,非晶体没有确定的熔点。
(2)凝固点:液体凝固形成晶体时也有固定的凝固温度,叫作凝固点。非晶体没有固定的凝固点。
(3)同一种物质的熔点和凝固点相同。
三、熔化吸热 凝固放热
1.熔化吸热
(1)熔化吸热:晶体在熔化时虽然温度不变,但是必须对它继续加热,熔化过程才能完成,这表明晶体在熔化时吸热。非晶体熔化也需要吸热,但温度一直上升。所以,熔化吸热。
(2)熔化吸热的应用
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,因为冰块熔化吸热,使冷空气下沉。
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
(1)凝固放热:因为凝固是熔化的逆过程,所以无论晶体还是非晶体,在凝固时都要放热。液体凝固形成晶体时放出热量,但温度不变;液体凝固形成非晶体时放出热量,温度降低。(均选填“不变”或“降低”)
(2)凝固放热的应用
①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。
②现在人们研制出一种聚乙烯材料,在15 ℃~40 ℃熔化或凝固,而熔化或凝固时,温度保持不变。把这种材料掺在水泥中制成储热地板或墙壁,天气热时(温度超过40 ℃)颗粒熔化吸热,天气冷时(温度低于15 ℃)又凝固放热成颗粒,能有效调节室内的温度。
1.概念区分:熔化是固态变液态,要吸热,别误写为“融化”;凝固是液态变固态,会放热。
2.晶体与非晶体:晶体有固定熔点和凝固点,熔化时温度不变,比如冰、海波;非晶体没有固定熔点,熔化中温度持续上升,比如玻璃、沥青。
3.核心条件:晶体熔化要同时满足“温度达熔点”和“持续吸热”,凝固则要“温度达凝固点”和“持续放热”,两个条件缺一个都不会发生对应变化。
4.实验细节:水浴加热能让被加热物体受热更均匀,安装实验器材要按“自下而上”的顺序操作。。
要点速测
7.一种合金魔术道具,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°C B.30°C C.47°C D.70°C
【答案】C
【解析】一种合金魔术道具,久提在 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大于 34℃小于60℃,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
8.如图甲所示,将1600℃的铁水抛向高空,化为漫天华彩,遍地生金,这是来自中国传统民俗文化表演技艺——“打铁花”的浪漫;小明通过网上查阅了解到铁的熔化过程中温度随时间变化图像如图乙所示。关于“打铁花”的过程,下列说法错误的是( )
A.打铁花时所用到的铁是晶体
B.打铁花的过程中,铁发生的物态变化是先熔化后凝固
C.在图像的BC段,铁水仍然持续吸收热量
D.满天飞舞的铁花还在继续熔化
【答案】D
【解析】A.由图乙可知,铁在熔化时温度不变,有固定的熔点,说明铁是晶体,故A正确,不符合题意;
B.打铁花的过程中,铁先由固态变为液态,再由液态变为固态,铁发生的物态变化是先熔化后凝固,故B正确,不符合题意;
C.在图像的BC段,铁处于熔化过程中,吸收热量,温度不变,故C正确,不符合题意;
D.满天飞舞的铁花放出热量,发生凝固,故D错误,符合题意。
故选D。
9.西周晋侯鸟尊是中国青铜器中罕见的珍品,是山西博物院的“镇院之宝”(如图所示)。制作鸟尊等青铜器时,先用泥土制成“内范”,在其外部涂适当厚度的蜡,将蜡雕刻成所需形状,称之为“模”,然后在“模”的外面用泥土制成“外范”。通过加热使蜡液流出形成空腔(模具),在空腔中倒入青铜液,待青铜液冷却后,打碎“外范”和“内范”,就得到与“模”一样的青铜器。下列分析正确的是( )
A.将蜡加热到液态是熔化过程,会放出热量
B.青铜液冷却到固态是凝固过程,会放出热量
C.青铜液冷却到固态是凝华过程,需吸收热量
D.青铜和蜡熔化过程中,温度均保持不变
【答案】B
【解析】A.蜡从固态到液态是熔化过程,此过程吸热,故A错误;
BC.青铜液体变成固体的过程是凝固,此过程放热,故B正确,C错误;
D.青铜是晶体,熔化过程温度保持不变,蜡是非晶体,熔化过程温度升高,故D错误。
故选B。
要点 升华和凝华
一、升华
1.概念:物质从固态直接变成气态的过程叫作升华。
2.常见的升华现象:樟脑丸变小到消失;白炽灯丝变细;固态碘变为碘蒸气;干冰消失等。
3.特点:升华吸热,具有致冷作用。
4.应用与现象
(1)冷冻疗法:利用干冰升华吸热,降温冷冻,使组织细胞坏死;
(2)舞台烟雾:利用干冰升华吸热降温,使空气中的水蒸气遇冷液化形成小水珠。
二、凝华
1.概念:物质从气态直接变成固态的过程叫作凝华。
2.常见的凝华现象:霜、冰晶、冰花、雾凇、灯泡变黑、碘蒸气凝结都属于凝华现象。
3.特点:凝华要放热。
三、水循环与水资源
1.水循环是通过物态变化实现的:地球上的水在陆地、海洋、大气之间不断地循环,发生物态变化,形成了云、雨、雪、冰雹等,造就了雪山和湖泊。
2.地球上的水资源已经出现了严重的危机。
3.合理地节约用水:我们不仅需要改进节水技术、优化用水系统的运行,更需要每个人提高节水意识、养成良好的用水习惯,共同保卫我们的蓝色家园。
1.首先要牢牢抓住“直接”这个关键,两个变化都不经过液态阶段,这是和熔化、汽化、液化等其他物态变化最核心的区别,判断时先确认初始和最终状态,排除中间出现液态的可能。
2.其次要记清吸放热规律:升华吸热有制冷效果,凝华是放热过程,干冰人工降雨、霜的形成等生活实例都要对应准确。
3.还要避开常见误区,比如“白气”是液化不是凝华,冰花、霜、雾凇才是凝华现象,碘的水浴加热实验就是为了避免碘熔化,以此证明升华的“直接”特性。
要点速测
10.干冰是固态的二氧化碳,在常温下可以直接变成气态的二氧化碳,这种物态变化叫作___________。如图,将干冰放在试管中,试管周围会出现大量的“白气”,这是因为干冰直接变成气态二氧化碳的过程中,从空气中___________(选填“吸收”或“放出”)大量的热,导致周围空气的温度降低,从而使空气中的水蒸气遇冷___________(填物态变化的名称)形成小水滴,这些小水滴浮在空气中,形成了我们看到的“白气”。
【答案】升华 吸收 液化
【解析】[1]在常温下固态的二氧化碳直接变成气态的二氧化碳,是固态直接变为气态的过程,这种物态变化叫作升华。
[2][3]干冰直接变成气态二氧化碳,是升华现象,干冰在升华过程从空气中吸收大量的热,导致周围空气的温度降低,空气中的水蒸气遇冷液化形成小水滴,这些小水滴浮在空中,形成了我们看到的“白气”。
11.(多选)云南是旅游胜地,关于图中的自然景观,下列说法正确的是( )
A.图甲中元阳梯田的雾的形成是汽化现象
B.图乙中梅里雪山的雪的形成是凝华现象
C.图丙中腾冲温泉上方的“白气”的形成是升华现象
D.图丁中西双版纳雨林的露珠的形成是液化现象
【答案】BD
【解析】A.雾是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,属于液化现象,不是汽化现象(汽化是物质由液态变为气态 ),故A错误;
B.雪是高空中的水蒸气遇冷直接变成固态的冰晶,是凝华现象,故B正确;
C.温泉上方的 “白气” 是温泉水汽化产生的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,属于液化现象,不是升华现象(升华是物质由固态直接变为气态),故C错误;
D.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D正确。
故选BD。
12.干冰具有很好的制冷作用,可用来人工降水,如图是制取干冰,在高空播撒,形成降水的过程。
(1)过程①需要 _______(选填“吸热”“放热”);
(2)过程②、③、④的物态变化名称分别是 _______、_______、_______;
(3)气体A是 _________,气体B是 ________(均选填“空气”“水蒸气”“二氧化碳”)。
【答案】(1)放热;(2)升华 凝固 凝华;(3)二氧化碳 水蒸气
【解析】(1)干冰是固态的二氧化碳,吸热升华可变成气态,气态再加压、降温可凝华成固态。过程①是二氧化碳气体直接变成固态的干冰,是凝华现象,需要放热。
(2)[1][2][3]过程②是干冰发生升华现象③是小水滴凝固成小冰晶④是水蒸气凝华成小冰晶。
(3)[1][2]由上述分析可知,过程②中固态的干冰升华为气态的二氧化碳,因此气体A是二氧化碳,过程④是水蒸气凝华成小冰晶,则气体B是水蒸气。
难点 六种物态变化的辨析与吸放热判断
核心难点:生活中物态变化现象对应类型容易混淆,吸放热关系记反,无法根据初末状态快速判断。
方法透析:状态变化法,根据物质变化前后的状态确定物态变化类型,结合"升吸降放"口诀判断吸放热。
1. 状态对应法
(1)固态→液态:熔化;液态→气态:汽化;固态→气态:升华
(2)液态→固态:凝固;气态→液态:液化;气态→固态:凝华
2. 吸放热口诀:升吸降放
(1)物质从"固态→液态→气态",状态升级,都需要吸热(熔化、汽化、升华);
(2)物质从"气态→液态→固态",状态降级,都需要放热(液化、凝固、凝华)。
快速判断技巧:先找变化前和变化后的物质状态,对应物态变化名称;再看是"升级"还是"降级",升级吸热,降级放热。
难点晶体与非晶体的熔化/凝固图像分析
核心难点:温度-时间图像各段对应的过程、物质状态分不清,晶体与非晶体图像混淆,不会从图像提取熔点、凝固点。
方法透析:
1. 图像区分技巧
(1)晶体熔化/凝固图像:有一段水平线段,水平段对应的温度就是熔点/凝固点;
(2)非晶体熔化/凝固图像:没有水平线段,温度持续上升/下降。
2. 晶体熔化图像分段分析
(1)熔化前:斜向上线段,物质为固态,吸热升温;
(2)熔化中:水平线段,物质为固液共存状态,吸热温度不变;
(3)熔化后:斜向上线段,物质为液态,吸热升温。
3. 晶体凝固图像分段分析
(1)凝固前:斜向下线段,物质为液态,放热降温;
(2)凝固中:水平线段,物质为固液共存状态,放热温度不变;
(3)凝固后:斜向下线段,物质为固态,放热降温。
难点温度计的正确使用与读数误差分析
核心难点:温度计使用规则记混,读数时视线偏差导致读数错误,体温计的特殊结构和使用方法易错。
方法透析:
1.温度计使用四步法
(1)选量程:被测温度不能超过温度计的量程;
(2)放正确:玻璃泡全部浸入液体,不碰底、不碰壁;
(3)等稳定:待示数稳定后再读数;
(4)读正确:视线与液柱上表面相平,不离开被测液体(体温计除外)。
2.读数误差分析
(1)俯视读数:视线从上往下看,读数偏大;
(2)仰视读数:视线从下往上看,读数偏小。
3.体温计特殊点
(1)缩口作用:离开人体后水银柱不回落,可离开人体读数;
(2)使用前必甩:水银不能自动退回玻璃泡,不甩的话测低温时示数不准,测高温时示数准确。
难点"白气"类现象的本质辨析
核心难点:误认为"白气"是水蒸气,分不清"白气"的来源,无法判断是汽化还是液化现象。
方法透析:
1.本质判断
水蒸气是无色、透明、肉眼看不见的气体;我们看到的"白气"不是气体,是液态的小水珠,是液化现象的产物。
2.形成规律
"白气"都是温度较高的水蒸气遇到温度较低的环境,液化形成的小水珠。
(1)冰棒冒"白气":空气中的水蒸气遇冷(冰棒)液化;
(2)开水壶冒"白气":壶内喷出的高温水蒸气遇冷(空气)液化;
(3)冬天口中哈"白气":口中呼出的水蒸气遇冷(空气)液化。
3. 易错区分
汽化是液态变气态,过程中看不到"白气";液化是气态变液态,"白气"是液化的结果,不是汽化的结果。
考点 温度计的使用与读数
▌例1 (24-25八年级上·湖南怀化·期中)体温计用于测量人体温度。
(1)体温计是根据液体热胀冷缩的规律制成的,图中所示体温计的示数为___________;
(2)若这支体温计没有甩过,直接去测量另一个人的体温,测量结果不可能是______;
A.37.0℃ B.37.5℃ C.38.0℃
(3)_____(填“能”或“不能”)用这支体温计测出1标准大气压下冰水混合物的温度。
【答案】(1)37.5℃;(2)A;(3)不能
【解析】(1)体温计的一个大格表示1℃,里面有10个小格,因此它的分度值为0.1℃,因此它的读数为37℃+0.5℃=37.5℃
(2)体温计没有将水银柱甩下,直接用它去测量另一人的体温,因为水银柱不会自动流回玻璃泡,若体温高于37.5℃,体温计中的水银会上升,测量是比较准确的;若体温低于37.5℃,体温计中的水银不会下降,依然显示的是37.5℃,故测量结果不可能低于37.5℃,测量结果不可能是37.0℃,故A符合题意,BCD不符题意。
故选A。
(3)体温计的量程是35~42℃,1标准大气压下的冰水混合物的温度是0℃,温度远远低于体温计的量程范围,不能用体温计测量1标准大气压下的冰水混合物的温度。
解题要点 温度计类题目解题关键:
① 使用前看量程,被测温度不能超量程;
② 测量时玻璃泡完全浸没,不碰底壁;
③ 读数视线平液面,普通温度计不离液;
④ 体温计有缩口,可离人体读数,用前要甩。
▌迁移练1-1(22-23八年级上·江苏盐城·阶段检测)科学研究表明,宇宙中存在着温度的下限:﹣273℃。以这个下限为起点的温度叫做热力学温度,用T表示,单位是开尔文,符号是K,热力学温度T与摄氏温度t的换算关系是:T=t+273。
(1)如图所示,关于“冰人”和“火人”有没有说谎,下列说法正确的是( )
A.“冰人”在说谎 B.“火人”在说谎
C.“冰人”和“火人”都在说谎 D.“冰人”和“火人”都没有说谎
(2)月球上的夜里温度大约是﹣183℃,那么用热力学温度表示应该是___________K。
【答案】A 90
【解析】(1)[1]火焰的温度在3000℃,如果“火人”代表火焰,所以能将物体加热到1000℃;宇宙中存在着温度的下限:-273℃,所以物体的温度不能冷却至-1000℃,所以“冰人”在说谎,故A正确,BCD错误。
(2)[2]因为T=t+273,所以-183℃对应热力学温度为T=[(-183)+273]K=90K
▌迁移练1-2(23-24八年级下·上海普陀·期末)某小组同学在学习了温度计相关知识后,开展了“自制温度计”的项目化学习活动。他们用生活中常见的器材设计并制作了甲、乙两款温度计(如图所示)。
(1)甲温度计为气体温度计,瓶中装有一定质量的空气,瓶塞不漏气,弯管中间有一段液柱。此温度计是根据________原理制成的,当外界温度升高时,液柱向________移动(选填“左”或“右”),理由:__________。为了提高此温度计的精确度,下列改进合理的是________;
A.玻璃管内径变小 B.烧瓶体积变小
(2) 乙温度计为液体温度计,瓶中装有一定质量红色的水。为了给此温度计定标,将该温度计分别放入10℃和40℃的水中,待液面静止后,标出红色液柱到达的位置记作A和C,则40℃对应的刻度线是________(选填“A”或“C”)。再用该温度计测室内温度,液柱正好移动到B处,则此时室温为_______℃。
【答案】气体热胀冷缩 左 外界温度升高时,容器内气体体积变大,将液柱向左推动 A A 18
【解析】(1)[1][2][3]当外界气温升高时,甲温度计中气体膨胀,弯管中的液柱会往左移动;当外界气温降低时,甲温度计中气体收缩,弯管中的液柱会往右移动;根据液柱移动的方向和距离来测量温度,故此温度计的原理是气体的热胀冷缩。
[4]A.升高一定的温度,玻璃管内径小的液柱移动距离大,则分度值小,所以玻璃管内径变小可以提高此温度计的精确度,故A符合题意;
B.升高一定的温度,烧杯瓶体积越小,液柱移动距离越小,则分度值越大,所以烧瓶体积变小不能提高此温度计的精确度,故B不符合题意。
故选A。
(2)[5]乙温度计的原理是液体的热胀冷缩,温度升高时,液体膨胀,液柱液面越高,故40℃对应的刻度线是A,10℃对应的刻度线是C。
[6]由图乙可知,AC长度为3cm,故1cm对应的温度为
B到C的距离为0.8cm,故B处对应的温度,即此时室温为10℃+0.8×10℃=18℃
考点物态变化的辨析与吸放热判断
▌例2(22-23八年级上·江苏苏州·阶段检测)在如图所示装置中,用酒精灯将烧瓶内的水加热沸腾后,水蒸气从细玻璃管口喷出,在离管口稍远处,可以看到雾状的“白气”。
(1)这是因为喷出的水蒸气发生了___________现象,雾状的“白气”实际是___________;
(2)如果这时在管口处放置一玻璃片,会发现正对管口的玻璃片表面有___________产生,玻璃片的温度将___________(选填“升高”“不变”或“降低”)。
【答案】液化 小水滴 小水滴 升高
【解析】(1)[1][2]水沸腾后产生大量的水蒸气,水蒸气从细玻璃管口喷出,在离管口稍远处,水蒸气遇冷液化成小水滴,所以雾状的“白气”实际是小水滴。
(2)[3][4]如果这时在管口处放置一玻璃片,水蒸气遇冷液化成的小水滴会附着在玻璃片上,所以会发现正对管口的玻璃片表面有小水滴产生,而且玻璃片的温度将升高,因为液化放热。
解题要点 物态变化辨析三步走:
①确定变化前物质的状态;
②确定变化后物质的状态;
③对应物态变化名称,结合"升吸降放"判断吸放热。
▌迁移练2-1(21-22八年级下·广东汕尾·期末)(1)常用的温度计是根据液体的_____性质制成的,如图甲所示是温度计的一段截面图,温度计的读数是_____℃。
(2)2007年10月24日,“嫦娥一号”卫星在西昌卫星发射中心发射场发射升空,如图乙所示。在火箭发射塔架下的巨大水池上方形成的“白雾”所涉及到的物态变化有_____和_____。
(3)为了防止大气与火箭表面产生的剧烈摩擦使火箭烧毁,火箭必须由熔点_____(选填“高”“低”)的材料制成,同时在火箭表面涂上易汽化的物质_____(选填“吸热”或“放热”)来加强防护。
【答案】热胀冷缩 ﹣3 汽化 液化 高 吸热
【解析】(1)[1]常用的温度计是液体温度计,液体温度计是根据液体热胀冷缩原理工作的。
[2]液柱的液面在零刻度以下,是零下,每一个大格代表10℃,每一个小格代表1℃,故温度计的示数是﹣3℃。
(2)[3][4]火箭发射时,高温的火焰向下喷射,放出大量的热量,火箭发射架下方建有较大的水池,就是为了吸收这些热量,水吸热后迅速汽化,形成高温的水蒸气,水蒸气上升过程中空气温度低,水蒸气遇冷液化形成“白雾”。
(3)[5]为了防止大气与火箭表面产生的剧烈摩擦生热使火箭熔化,所以火箭必须由熔点高的特殊材料制成。
[6]熔化后的液体汽化还会吸收热量,同时在火箭表面涂上易汽化的物质吸热来加强防护。
▌迁移练2-2(2026·山西晋城·模拟预测)跨学科实践
探索厨房中的物态变化问题
厨房不仅是加工食材的场所,也是日常生活中充满物态变化的“实验室”。以下是小明从物理学视角分析、观察的现象。请你对其进行完善。
厨房中的现象
物理学视角分析
将冰箱中的速冻饺子取出时,看到饺子塑料袋表面有一层“霜”。
(1)“霜”由空气中的____遇冷_____(填物态变化名称)而形成;
烧开水时,发现壶嘴上方有“白气”。如图所示。
(2)“白气”是____(选填“水蒸气”或“小水珠”),而且室内气温越低,“白气”会越_(选填“多”或“少”)。
请根据要求填写:
(1)“霜”由空气中的_______遇冷_______(填物态变化名称)而形成;
(2)“白气”是______(选填“水蒸气”或“小水珠”),而且室内气温越低,“白气”会越______(选填“多”或“少”)。
【答案】(1)水蒸气 凝华;(2)小水珠 多
【解析】(1)“霜”由空气中的水蒸气遇冷温度降低,直接由气态变成固态,这种物态变化叫做凝华。
(2)空气中的水蒸气,在温度降低时,由气体变成液态的小水珠,就是人们看到的“白气”;室内温度越低,高温水蒸气与环境的温差越大,越容易放热液化,形成的小水珠越多,看到的“白气”就越多。
考点晶体熔化与凝固的特点及图像
▌例3 (25-26九年级上·全国·课后作业)(多选)把温度为的固态镓放入图甲所示的装置中进行加热,水的恒定温度为,测得镓的温度随时间变化的情况如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.镓的凝固点为 B.镓的熔化持续时间为16min
C.第12min之后,镓开始沸腾 D.镓在熔化的过程中温度不变,不需要吸热
【答案】AC
【解析】AB.由图乙可知,镓从第2min开始熔化,第6min熔化结束,则镓的熔化时间约为4min;镓熔化时温度不变,镓的熔点为,则凝固点也为,故A正确,B错误;
C.由题意可知,给镓加热的水的温度恒为,镓的温度达到时,能继续吸热,温度保持不变,则镓能沸腾,故12min之后,镓开始沸腾,故C正确;
D.由于镓有固定的熔点,是晶体,所以镓在熔化的过程中,持续吸收热量,温度不变,故D错误。
故选AC。
解题要点 晶体熔化图像分析技巧:
①找水平段:有水平段是晶体,无水平段是非晶体;
②读熔点:水平段对应的纵坐标就是熔点;
③算时间:水平段对应的时间差就是熔化持续时间;
④判状态:水平段之前是固态,水平段是固液共存,水平段之后是液态。
▌迁移练3-1(24-25八年级上·广东广州·期末)往水中加入盐后,会对水的凝固点产生影响。图甲是盐水凝固过程的温度﹣时间图像。图乙是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,环境为标准大气压。则下列说法正确的是( )
A.图甲盐水从第5min开始凝固
B.盐水凝固过程中吸收热量,温度不变
C.盐水冰的熔点是0℃
D.图乙试管中冰水混合物中的冰会变多
【答案】D
【解析】ABC.由图甲可知,图像有一段温度保持不变,可见盐是晶体;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;在此过程中盐水放出热量,温度不变;保持不变的温度是-2℃,故该盐水的凝固点是-2℃,同种晶体,熔点和凝固点的温度相同,因此熔点也是-2℃,故ABC错误;
D.因冰水混合物的温度是0℃,而盐冰水混合物的温度是-2℃;所以冰水混合物会向盐冰水混合物放热。则冰水混合物中的水会达到凝固结冰的条件,因此冰水混合物中的冰会变多,故D正确。
故选D。
▌迁移练3-2(25-26八年级上·全国·课后作业)下图是金属锡的熔化和凝固图像,下列对此图像分析正确的是___________
A.锡的熔化时间是4min,凝固时间是2min
B.第5min时的锡处于固液共存态
C.固态锡达到232℃时一定会熔化
D.AB段锡处于固态,吸收热量,温度升高
E.BC段锡处于固液并存,吸收热量,温度升高
F.EF段锡处于固液并存,放出热量,温度降低
G.FG段锡处于液态,放出热量,温度降低
【答案】ABD
【解析】AB.由图像可知,锡在BC段是熔化过程,EF段是凝固过程,熔化时间为
凝固时间为
第5min时的锡处于熔化过程中,则锡是固液共存态,故AB正确;
C.晶体在熔化过程中需要持续吸收热量,若固态锡达到232℃时不能吸收热量,则锡不会熔化,故C错误;
DEFG.由图像可知,锡在熔化过程中和凝固过程中温度保持不变,所以锡是晶体;AB段锡还没有熔化,处于固态,此过程吸收热量,温度升高;BC段锡是熔化过程,处于固液并存,吸收热量,温度不变;EF段锡处于凝固过程,是固液并存,放出热量,温度不变;FG段锡凝固完成,处于固态,放出热量,温度降低,故D正确;EFG错误。
故选ABD。
考点汽化与液化的综合应用
▌例4 (24-25八年级上·广东江门·期末)厨房不仅是加工食材的场所,也是日常生活中充满物态变化的“实验室”。烹饪过程涉及各种物态变化,例如,煮饺子时,水沸腾后会往锅里加入半碗凉水使其停止沸腾,当水再次弗腾后再加凉水……反复几次之后饺子就煮熟了。
(1)煮饺子时,水沸腾后会往锅里加入半碗凉水使其停止沸腾,请你分析水停止沸腾的原因:______;
(2)受到煮饺子问题的启发,物理兴趣小组继续深入探究液体沸腾的条件。如图所示,他们用相同的小烧杯甲、乙盛等量的水,在标准大气压下,用相同的热源同时加热。甲烧杯为隔水加热,乙烧杯为隔油加热,加热一段时间后,测得甲烧杯外的水温为100℃,乙烧杯外的油温为150℃。则:
①甲烧杯中的水______,乙烧杯中的水______;(均选填“沸腾”或“不沸腾”)
②甲、乙两烧杯中水的温度______;(选填“>”“=”或“<”)
③总结出液体沸腾的条件:一是______,二是______。
【答案】(1)加入凉水后温度降低,小于沸点;(2)不沸腾 沸腾 = 达到沸点 持续吸热
【解析】(1)煮饺子时,水沸腾后会往锅里加入半碗凉水此时水的温度降低,低于水的沸点,使其停止沸腾。
(2)[1]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。
[2]乙烧杯外的油的温度达到了150℃,而水的沸点为100℃,故乙烧杯中的水能达到沸点且能够继续吸热,故乙烧杯的水能沸腾。
[3]甲杯中的水温等于100℃;因为液体沸腾后温度保持不变,所以乙烧杯中的水温也为100℃,故最终两杯水的温度t甲=t乙。
[4][5]综上可知,沸腾的条件是:达到沸点、持续吸热。
解题要点
蒸发与沸腾对比记忆:
①相同点:都是汽化,都吸热;
②不同点:蒸发(任何温度、表面、缓慢),沸腾(沸点、内部+表面、剧烈);
③沸腾特点:持续吸热,温度不变。。
▌迁移练4-1(24-25八年级上·陕西宝鸡·期中)十里铺中学的康淄函同学跨学科实践,设计并制作了如图甲所示的海水淡化装置。
(1)她用加盐的咸水代替海水,通过在火上加热易拉罐中的咸水使之变为水蒸气,水蒸气通过盖有冷水浸湿的布的导管会______(选填物态变化名称)成纯水。这个过程是一个______(选填“吸热”或“放热”)过程;
(2)康淄函同学使用海水淡化的方法是______(选填“A.冷冻法”“B.反渗透法”或“C.蒸馏法”只填字母);
(3)宝一中的庞婷月同学也设计了海水淡化装置如图乙所示,她和康淄函同学的做法有一些不同。将如图乙装置在阳光下,水______(选填“沸腾”或“蒸发”)成为水蒸气。完成这个实践活动在阳光下要比阴凉处快一些,可以得出______越高,发生的越快。
【答案】(1)液化 放热;(2)C;(3)蒸发 温度
【解析】(1)[1][2]水蒸气通过盖有冷水浸湿的布的导管会变成纯水,水由气态变为液态,是液化现象,液化放热。
(2)康淄函同学加热海水,使得海水先汽化(沸腾)后液化得到淡水的方法是蒸馏法,故选C。
(3)[1]庞婷月同学将如图乙装置在阳光下,水吸热会蒸发成水蒸气。
[2]蒸发快慢与温度有关,温度越高,蒸发越快,所以完成这个实践活动在阳光下要比阴凉处快一些。
▌迁移练4-2(24-25八年级上·江苏泰州·期末)小明设计了学校气象站相关设施,他选用如图1所示的白色百叶箱,箱内主要放置的测量仪器有:甲是能够测量并记录一天中最低气温的温度计,乙是能够测量并记录一天中最高气温的温度计,丙是能够反映空气中水蒸气含量(俗称“相对湿度”)的干湿温度计如图2。
(1)百叶箱箱体选用白色主要是________(反射/吸收)日光;
(2)甲温度计应选用凝固点较_________(高/低)的液体作为测温物质;
(3)乙温度计结构上应选用与_________(体温计/实验室温度计)相似的温度计;
(4)有关丙温度计①在相同的空气中,湿温度计的示数比干温度计的示数低的原因是________;
②一定气温下,干、湿球温度计的示数差越大,表明_________(填序号);
A.相对湿度越大,空气越干燥 B.相对湿度越大,空气越潮湿
C.相对湿度越小,空气越干燥 D.相对湿度越小,空气越潮湿
③炎热的夏天,下雨前人会感到特别闷热,是因为空气_________(潮湿/干燥),汗液蒸发变慢,人体内热量很难被排出。
【答案】(1)反射;(2)低;(3)体温计;(4)液体汽化吸热 C 潮湿
【解析】(1)白色不透明体可以反射所有色光,所以百叶箱的表面涂成白色,是为了反射太阳光。
(2)根据题意甲是能够测量并记录一天中最低气温的温度计,因此测量最低气温的温度计应采用凝固点较低的液体作为测温物质。
(3)为了记录一天中的最高温度值,测量最高气温的温度计的液柱要停留在最高温度值,所以它和体温计的结构是相似的。
(4)[1]在相同的空气中,湿温度计的示数比干温度计的 示数低的原因是湿温度计表面的液体会蒸发,蒸发属于汽化,汽化需要吸热。
[2]干湿球温度计示数差值越大,即液体越容易汽化,说明个空气越干燥,空气越干燥,相对湿度越小,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
[3]炎热的夏天,下雨前空气湿度大,汗液蒸发慢,所以人会感到特别闷热。
基础达标
1.实验小组用图甲所示装置“探究水沸腾时温度变化的特点”,正确实验并采集数据后,绘制出如图乙所示温度随时间变化的关系曲线。关于本实验,下列说法正确的是( )
A.安装图甲所示装置时,应该先确定铁夹B的位置 B.有“白气”冒出,说明水已经沸腾
C.0~6min内水吸收热量,温度升高 D.8~10min内水不吸收热量,温度不变
【答案】C
【解析】A.安装图甲所示装置时,应从下往上安装,应该先确定铁夹A的位置,故A错误;
B.有“白气”冒出,是水蒸气遇冷液化成的小水滴,水没有沸腾时也会汽化成水蒸气,因此不能说明水已经沸腾,故B错误;
C.由乙图可知,0~6min内对水加热,水吸收热量,温度升高,故C正确;
D.由乙图可知,8~10min内对水加热,水吸收热量,达到沸点,温度不变,故D错误。
故选C。
2.寒冷的冬天,在冰雕制作现场,刚制作完的冰雕比周围成品显得棱角分明。冰雕师傅解释:“新冰雕经过几天的‘风化’后就会变得圆润。”师傅说的“风化”指的物态变化是( )
A.凝固 B.液化 C.汽化 D.升华
【答案】D
【解析】冰雕在寒冷环境中长时间放置,棱角逐渐变圆润,说明冰直接从固态变为气态,此过程为升华。
A.凝固是液态变固态,与冰雕形态变化无关,故A不符合题意;
B.液化是气态变液态,但题目中未涉及液态,故B不符合题意;
C.汽化是液态变气态,但冰未先熔化,故C不符合题意;
D.升华是固态直接变气态,符合冰在低温下逐渐减少的现象,故D符合题意。
故选D。
3.“谚语”是中华民族智慧的结晶,下列说法正确的是( )
A.霜降有霜,米谷满仓——霜的形成是凝华现象,需要吸热
B.白露种高山,秋分种平川——露的形成是液化现象,需要放热
C.大雾不过晌,过晌听雨响——雾的形成是汽化现象,需要吸热
D.立春雪水化一丈,打得麦子无处放——冰雪消融是熔化现象,需要放热
【答案】B
【解析】A.霜是由水蒸气变成的小冰晶,是凝华现象,需要放热,故A错误;
B.露是由水蒸气变成的小水滴,是液化现象,需要放热,故B正确;
C.雾是由水蒸气变成的小水滴,是液化现象,需要放热,故C错误;
D.冰雪消融是冰雪变成水,是熔化现象,需要吸热,故D错误。
故选B。
4.据古文献记载,轩辕帝发明了甑(烹饪用的器皿)。1976年,考古学家首次发现青铜汽柱甑形器。如图所示,下方锅内的水已沸腾,水蒸气从空心气柱上方的小孔喷出接触食物,水蒸气______(物态变化名)成水并______热;持续加热,沸水越来越少,此过程中沸水的温度______。
【答案】液化 放 不变
【解析】[1][2]气态的水蒸气液化成液态的水,液化时放热。
[3]水沸腾的特点是达到沸点,继续吸热,温度不变,因此持续加热,沸水越来越少,此过程中沸水的温度不变。
5.据记载,唐朝时省油灯已在四川地区出现。瓷质灯体如碗状,腹部有中空夹层,可通过注水孔向夹层装水,碗内有油和灯芯,如图所示。燃灯前,向注水孔缓慢注入冷水,让______及时排出。燃灯时,______吸收燃烧产生的热量后不断蒸发,使灯碗和灯油______较低,灯油蒸发速度______,以达到省油的目的。
【答案】空气 水 温度 减小
【解析】[1]燃灯前,为了让空气及时排出,向注水孔缓慢注入冷水。
[2][3][4]由于蒸发的影响因素有温度的高度、表面积大小、表面空气流动速度,温度越低,蒸发越慢。燃灯时,水吸收燃烧产生的热量后不断蒸发,蒸发吸热,使灯碗和灯油温度较低,灯油蒸发速度减慢,以达到省油的目的。
6.如图甲所示,体温计的示数为 ______ ℃;如图乙所示,温度计的示数为 ______ ℃;如图丙所示,温度计的示数为 ______ ℃。
【答案】38.3 8 -2
【解析】[1]体温计上1℃之间有10个小格,所以一个小格代表的长度是0.1℃,即此体温计的分度值为0.1℃,此时的温度为38.3℃。
[2][3]乙丙温度计上10℃之间有10个小格,所以一个小格代表的长度是1℃,即温度计的分度值为1℃;乙温度计的液柱在0℃上方8小格,则示数为8℃;丙温度计的液柱在0℃下方2小格,则示数为-2℃。
7.实验小组探究“冰熔化时温度的变化规律”和“水沸腾时温度变化的特点”。
(1)组装实验器材时,应按______(选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序组装。试管中装有适量碎冰,烧杯中盛有适量热水,烧杯中水面略高于试管中碎冰的上表面。组装完成的实验装置如图甲所示;
(2)①点燃酒精灯前,对实验装置进行检查,发现烧杯中的温度计安装出现错误,该错误是:______。改正错误并检查无其他错误后,继续实验;
②点燃酒精灯后,一边观察实验现象,一边记录加热时间和温度计示数。图乙是试管中温度计在某时刻的示数,其读数是______℃;
(3)根据实验数据绘制图象。绘制试管中物质温度随时间变化的图像,如图丙所示;绘制烧杯中物质温度随时间的变化图像,如图丁所示;
①分析图丙中图像可知,图丙中______(选填“AB”“BC”或“CD”)段图像能够反映冰熔化过程中温度随时间的变化规律;
②分析图丁中图像可知,水在沸腾的过程中,温度变化的特点是______;
(4)小明发现,试管中的碎冰完全熔化成水以后,继续加热,时刻以后的温度变化特点与水沸腾时的温度变化特点相同,所以他认为时刻以后试管中的水沸腾了。你认为该结论是否正确?请说明你的判断依据:______;
(5)实验小组对实验进行评估,认为将烧杯中的水加热至沸腾用时过长。若重新实验,使用原装置给同样多的碎冰加热,要明显缩短加热时间,对加入烧杯中的水可采取的合理措施是______(选填“提高水的初温”或“减少水的质量”)。
【答案】(1)自下而上;(2)温度计的玻璃泡接触容器底 -3;(3)BC 保持不变;(4)水沸腾的条件是达到沸点,且继续吸热。试管中的水从烧杯中的水吸热,达到沸点时,与烧杯中的水温度相同,不能继续吸热,所以不能沸腾。所以小明的结论错误。(5)提高水的初温
【解析】(1)由于要用酒精灯的外焰加热,同时温度计的玻璃泡在完全浸没的同时不碰到杯底或杯壁,要自下而上安装实验装置。
(2)[1]由甲图可知,烧杯中的温度计的玻璃泡接触容器底,会导致测温不准。
[2]图乙中温度计分度值为1℃,液面在零刻度下方,则示数为-3℃。
(3)[1]冰是晶体,分析图丙中图像可知,图丙中BC段持续吸热,温度不变,是晶体的熔化阶段。
[2]分析图丁中图像可知,水在沸腾的过程中,持续吸热,温度不变。
(4)略。
(5)要明显缩短加热时间,可以提高烧杯中的水的初温,为确保继续用水浴法加热,不能减少水的质量。
8.小明利用如图甲所示的实验装置研究冰的熔化特点。请你回答下列问题。
【设计与进行实验】
(1)组装实验装置的合理顺序应是______(选填“自上而下”或“自下而上”)。
(2)除了图甲中所示的器材外,还需要的测量器材是______。
(3)图甲中的小试管内应该放______(选填“冰块”或“碎冰粒”),其目的是______。
(4)利用烧杯中的水给试管里的冰加热而不用酒精灯直接对冰加热,是为了______。
【分析与论证】
(5)实验过程中每隔1min记录一次温度计示数,其中某时刻温度计示数如图乙所示,此时冰的温度为______℃。
(6)根据实验数据绘制了如图丙所示的温度随时间变化的图像,分析图像可知:冰是______(选填“晶体”或“非晶体”),熔化过程是______(选填“AC”“BC”或“AD”)段,其熔化特点为______。第7min时,试管内的物质处于______(选填“固态”“液态”或“固液共存态”)。
【交流与反思】
(7)将温度计插入试管中时,温度计的玻璃泡在放置上有什么要求?______。
(8)在冰熔化过程中撤去酒精灯,冰还会继续熔化,原因是______。
(9)根据下表所提供的数据(1个标准大气压下)可知,在北方寒冷的季节里,最低气温可达,此时应选用______(选填“酒精”或“汞”)作为温度计的测温液体。
物质
凝固点/℃
沸点/℃
酒精
78
汞
357
(10)另一组的同学采用了一样的实验装置,但冰熔化时间太短,根本来不及记录温度和观察状态,请你帮他们想一个在实验中延长冰熔化时间的方法:______。
(11)小明又分别在烧杯和试管中放入适量的碎冰,并各放了一支温度计组成如图丁所示的实验装置。实验过程中A、B两个温度计的示数随时间变化的图像如图戊所示,通过分析图像可知,______(选填“实”或“虚”)线是试管内碎冰温度随时间变化的图像。试管中的碎冰第______min开始熔化,14min后持续加热,此后任意相同时刻虚线对应物质的温度______(选填“会”或“不会”)超过实线对应物质的温度。
【答案】(1)自下而上;(2)秒表;(3)碎冰粒 使固体受热均匀;(4)使试管里的冰受热均匀,使温度缓慢上升,便于观察现象和记录数据;(5);(6)晶体 BC 吸收热量,温度不变 固液共存态
(7)玻璃泡完全浸没在冰中,不能碰到试管壁和底;(8)冰还能从烧杯中的水中继续吸收热量;(9)酒精;(10)减小酒精灯火焰(或增加冰的质量);(11)虚 10 不会
【解析】(1)组装实验装置时,因为要用酒精灯的外焰加热,所以需要先根据酒精灯的位置确定铁圈的高度,再安装其他器材,合理顺序应是自下而上。
(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,测量时间需要表,所以实验器材还缺少秒表。
(3)[1][2]图甲中的小试管内应该放碎冰粒。因为碎冰粒与热源的接触面积更大,受热更均匀,加热时间短,效果明显。
(4)利用烧杯中的水给试管里的冰加热而不用酒精灯直接对冰加热,这种方法叫水浴法加热,可以使试管里的冰受热均匀,使温度缓慢上升,便于观察现象和记录数据。
(5)由图甲知,温度计的分度值为1℃,且在0℃以下,所以其示数为-12℃。
(6)[1][2][3]由图可知,冰在熔化过程中温度保持0℃不变,则BC段是熔化过程,由此可知冰是晶体,从图像可以得出冰熔化时吸收热量,温度不变。
[4]试管中碎冰从第5min开始熔化,15min完全熔化,历时10min,所以第7min,试管内的物质处于固液共存态。
(7)将温度计插入试管中时,温度计的玻璃泡应完全浸没在被测物质中,且不能接触试管壁和试管底。因为如果玻璃泡接触试管壁或试管底,测量的温度就不是被测物质的真实温度,会受到试管壁或试管底温度的影响。
(8)在冰熔化过程中撤去酒精灯,冰还会继续熔化,原因是烧杯内水的温度高于试管内冰的熔点,两者存在温度差,冰还能从烧杯中的水中继续吸收热量。
(9)由表格可知汞的凝固点是-39℃,酒精的凝固点是-117℃,在北方寒冷的季节里,最低气温可达-50℃,汞会凝固,因此应选用酒精温度计。
(10)冰的熔化时间过短,可能是外界温度太高,吸热太快,或者冰的质量太小,所以我们可以减小酒精灯火焰或者增加冰的质量。
(11)[1]冰是晶体,在熔化过程中,温度保持不变。烧杯中的冰吸收热量,温度升高到0℃时,开始熔化,温度保持不变,则试管中的冰的温度也只能升到0℃,然后保持不变,此时试管内外的温度相同,试管内的冰不能继续吸热,不能熔化。当烧杯中的冰完全熔化后,温度升高,试管中的冰吸收热量,开始熔化,温度保持不变,直到完全熔化,温度才会升高。所以图戊中的实线是烧杯中的冰温度随时间变化图像,虚线是试管内碎冰的温度随时间变化图像。
[2]试管中的碎冰在烧杯中的冰完全熔化后,才能吸收热量,开始熔化,由图戊知,试管中碎冰从第10min开始熔化,14min完全熔化,历时4min。
[3]试管中的水从烧杯中的水吸收热量,当试管内外温度相同时,没有温差,试管内的水不能继续从烧杯中的水吸收到热量,所以温度不可能超过烧杯中水的温度。
9.现有一个温度计刻度均匀,但读数不准。在标准大气压下,将它放入沸水中,示数为85℃;放在冰水混合物中,示数为5℃。求:
(1)该温度计的分度值是多少℃?
(2)现在把该温度计放在教室墙上,示数为23℃,教室的实际气温是多少?
(3)若实际温度为多少时,其值正好等于该温度计的示数。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】(1)该温度计在标准大气压下,沸水()对应示数,冰水混合物()对应示数。其总刻度范围为格,对应实际温度差。分度值为每格代表的实际温度
(2)当温度计示数为时,其相对于冰水混合物的示数差为格。实际温度计算公式为
(3)设实际温度为时,温度计示数等于实际温度。根据线性关系,温度计示数可表示为:
化简得:
即当实际温度为时,温度计示数恰好等于实际温度。
10.小林观察到某寒暑表上标有两排示数,其单位分别是“℃”“℉”,查阅资料了解到:“℉”为华氏温标单位,也是最早的温度度量单位,以其制定者华伦海特命名。在华氏温标中:一个标准大气压下,纯冰水混合物的温度为32℉,一个标准大气压下水沸腾时的温度为212℉,中间分为180等份,每等份为1华氏度,记作“1℉”。
(1)摄氏温标的每1℃等于多少华氏度?
(2)华氏温标温度用F表示,摄氏温度用t表示,请写出F与t的数量关系式。
(3)若某学生的体温是37℃,则该学生体温对应的华氏温度是多少?
【答案】(1)1.8华氏度;(2);(3)98.6℉
【解析】(1)根据温标定义,摄氏温标0℃至100℃对应华氏温标32℉至212℉,温度变化相同。摄氏100℃变化对应华氏温度变化ΔF = 212℉ - 32℉ = 180℉,故每1℃对应的华氏度数为
(2)由华氏温标和摄氏温标的定义,当摄氏温度时,华氏温度;当时,。温度变化呈线性关系,斜率
截距为32℉,故关系式为
(3)将代入关系式,得,故华氏温度为98.6℉。
11.跨学科实践:探索厨房中的物态变化问题
【项目提出】厨房不仅是加工食材的场所,也是日常生活中充满物态变化的“实验室”。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。
【项目分析】具体任务如下:
1.了解并尝试鸡蛋的各种烹饪方法
2.从物理学的视角,对烹饪过程中发现的一些问题提出注意事项或改进建议
【项目实施】上网查阅资料,了解鸡蛋的最佳成熟温度:蛋黄68℃~71℃,蛋清62℃~64℃,温度过高或吸热过多不仅会影响口感,还会导致维生素损失过多,蛋白质也会变得难以消化。
1.根据生活经验,了解鸡蛋常见的烹饪方法有:煎、炒、蒸、煮,并在父母的帮助下,正确并安全的使用各种厨具完成烹饪过程。
2.分析烹饪过程前后发现的问题,从物理学的视角提出注意事项或改进建议。
(1)从冰箱冷冻室取出鸡蛋一段时间后,鸡蛋外壳上出现了白霜,这是水蒸气发生了______(填物态变化名称)现象;
(2)煎鸡蛋:煎鸡蛋时,由于油温过高易导致鸡蛋边缘焦糊,需调小火苗把握火候。分析油温高于水温的根本原因是油的______高于水;
(3)炒鸡蛋:炒鸡蛋时,油温也很高,但可以用锅铲不断翻炒,使鸡蛋______不会局部焦糊;
(4)水煮蛋:相较煎、炒,水煮蛋的温度相对低,更好把控,一般在开水中煮7-8分钟,鸡蛋不断吸热,这过程中蛋液慢慢凝结成固态,而从物态变化的视角分析,这个过程并不是凝固过程,因为凝固过程需要______(选填“吸收”或“放出”)热量;
(5)蒸蛋糕:相比水煮蛋,鸡蛋糕口味更好,也更适于老人和小孩儿。而且蒸蛋糕的温度会更高,原因是:①蒸蛋糕主要是由锅里水______出大量温度更高的水蒸气加热蛋液;
②高温水蒸气遇低温蛋液,还会______(以上两空均填物态变化名称)放出大量热给蛋液。
因此,掌握不好时间,蛋糕容易蒸老;
【展示交流】整理汇总,各小组用幻灯片、海报或视频记录等形式汇报交流。
【答案】(1)凝华;(2)沸点;(3)受热均匀;(4)放出;(5)汽化 液化
【解析】(1)从冰箱取出鸡蛋后,鸡蛋外壳温度低,周围空气中的水蒸气遇冷直接由气态变成固态,这种物态变化是凝华。
(2)油和水吸收相同热量时,油的温度升高更快或油能达到的最高温度更高,根本原因是油的沸点高于水。
(3)翻炒可以让鸡蛋均匀受热,避免局部长时间接触高温油而焦糊。
(4)凝固是物质由液态变成固态的过程,需要放出热量;而水煮蛋时蛋液“吸热变固态",所以不是凝固,实际是蛋白质的变性,并非物态变化。
(5)[1]锅里的水汽化,由液态变成气态,产生高温水蒸气;
[2]高温水蒸气遇到低温蛋液,液化,由气态变成液态,同时放出大量热量,使蛋液快速受热成熟。
12.
(1)如图是大自然中水循环现象的示意图,江、河、湖、海以及大地表层中的水不断蒸发变成水蒸气。当含有很多水蒸气的空气升入高空时,水蒸气的温度降低凝成小水滴或小冰晶,这就是云。在一定条件下,云中的小水滴和小冰晶越来越大,就会下落。在下落过程中,小冰晶又变成小水滴,与原来的水滴一起落到地面,这就形成了雨。仿照示例,指出短文(或图片)中包含的任意两种物态变化(示例除外),并说明是吸热还是放热。
【示例】水蒸发变成水蒸气,汽化吸热。
①___________;②___________。
(2)淡水资源缺乏已是一个世界性的普遍现象,利用太阳能、海水等资源获得淡水具有重要的战略意义。如图所示为小明设计的太阳能海水淡化器,在海水淡化过程中都发生了哪些物态变化?
【答案】(1)见解析 见解析;(2)见解析
【解析】(1)[1]水蒸气凝成小冰晶,由气态直接变为固态,这是凝华现象,凝华放热。
[2]水蒸气凝成小水滴,由气态变为液态,这是液化现象,液化放热。
(2)在太阳能海水淡化器中,海水吸收太阳能汽化成水蒸气,这是汽化现象;水蒸气遇到温度较低的塑料罩液化成小水珠,这是液化现象。
能力进阶
13.如图所示,将冰块放入易拉罐中并加入适量的盐。用筷子搅拌大约半分钟,用温度计测量罐中冰与盐水的混合物温度,可以看到混合物的温度低于。这时会观察到易拉罐的底部出现白霜。针对以上现象说法正确的是( )
A.白霜是空气遇冷凝华形成的
B.混合物温度低于,说明含盐的冰在熔化过程中温度降低
C.混合物温度低于,说明此时的大气压低于标准大气压
D.在易拉罐内部和外部分别发生了熔化和凝华
【答案】D
【解析】A.霜是空气中的水蒸气凝华形成的。故A错误;
BC.纯冰的熔点为0°C。但冰与盐的混合物的熔点低于0°C。不是冰在熔化过程中温度降低了;物质的熔点与大气压的大小无关。故BC错误;
D.内部,固体物质熔化从周围吸收热量,使环境温度降低;空气中的水蒸气温度降低,凝华成为霜。故D正确。
故选D。
14.在北方寒冷的冬季,温度零下10℃的某一天,把室外冻得冰冷的一些冻柿子(密度与冰相同)拿到屋子里,浸在装满0℃水的大盆中,则可能出现的现象是( )
A.盆中水不结冰,柿子的温度不变 B.盆中水结冰,柿子的温度不变
C.盆中水不结冰,柿子的温度升高 D.盆中水结冰,柿子的温度升高
【答案】D
【解析】冰属于晶体,熔点为0℃,熔化的条件是达到0℃并且吸收热量。把室外冻得冰冷的冻柿子放到0℃的水中时,冻柿子开始从水中吸热,柿子的温度升高,冻柿子的温度虽然升高,但最高为0℃,所以柿子上的冰不会熔化;盆中的冷水原来的温度是0℃,已经达到凝固点,同时放出热量,所以部分水会凝固成冰。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
15.固态的冰、液态的水和气态的水蒸气是水循环过程中水常见的三种状态,某同学据此画出了如图1所示水的三态变化图,甲、乙、丙分别代表水的三种状态,则甲是______,乙是______(前两空选填“冰”“水”或“水蒸气”)。如图2所示,“热管”利用流体发生物态变化达到散热目的,被广泛应用于各种高端科技上,热管里的液体在A端吸热,然后流动到较冷的B端放热,B端通过散热风扇转动将热散出,则在B端的物态变化形式与图1中由______(后两空选填“甲”“乙”或“丙”)到______的物态变化形式相同。
【答案】水 冰 丙 甲
【解析】[1][2]由图知:丙到甲放热,甲到乙放热,所以丙为气态甲为液态,乙为固态;甲是水,乙是冰,丙是水蒸气。
[3][4]热管里的液体在A端吸热变成气态流向B端,在B端放出热量变成液态,物质从液态变为气态是汽化过程,物质从气态变为液态是液化过程。由此可知则在B端与甲图3个物态变化中由丙到甲的物态变化形式相同。
16.如图为关于“55”水杯的图片。将沸水倒入这种杯中摇一摇,便可使水温快速变为 55℃,并在一定时间内保持温度不变,这是因为杯的内壁和外壁间贮存了一种颗粒,那么这种颗粒是_______(选填“晶体”或“非晶体”)。
【答案】晶体
【解析】如果装的是非晶体,倒入热水后,它吸收热量,温度升高或者同时熔化现象(但熔化时温度也是变化的),放一段时间后,又向外界放出热量,温度降低或同时发生凝固现象(但凝固时温度也是变化的)。不会使杯中水保持一定的温度不变。
如果放的是晶体,当倒入热水后,晶体吸收热量达到熔点熔化,在熔化时温度保持不变,不会使杯水温低于它的熔点;当这种液体在凝固时,向外放出热量,但温度也是保持在凝固点不变,不会使杯水温高于它的凝固点。通过物质在一定温度下熔化和凝固,使杯中水温维持在一定温度不变。故这种物质是晶体。
17.小明利用如图甲所示的实验装置探究“水的沸腾”实验。
(1)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___________ °C。
(2)在水温升高到90°C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8min后停止读数;用质量为m1的水做实验,绘制出水的温度随时间变化的图像如图丙中的a;若用质量为的水做实验,得到的图线可能是图丙中的___________ (选填“b”“ c”或“d”);
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
温度/℃
90
92
94
96
97
98
99
99
99
(3)根据实验数据,得出水沸腾时的温度特点___________ ;
(4)另一个同学对实验装置进行了适当改变,如图丁所示,试管甲管口朝上,试管乙管口朝下,内均有适量水,放在大烧杯的水中固定,然后对大烧杯进行加热,待大烧杯内的水沸腾后,会发现试管中的水___________ 。(选填“都能沸腾”“都不能沸腾”“只有甲沸腾”或“只有乙沸腾”)
【答案】(1)68;(2)c;(3)吸热,温度不变;(4)都不能沸腾
【解析】(1)由图乙得,温度计的分度值为1℃,此时温度计的示数为68°C。
(2)气压不变,水的沸点不变,水的初温相同时,水的质量越大,由得,水吸收的热量越多,用同一加热装置加热,水被加热到沸腾的时间越长,则若用质量为的水做实验,得到的图线可能是图丙中的c。
(3)由表格中数据得,水沸腾时温度保持沸点不变。
(4)由图丁得,甲试管水面上方的气压等于烧杯中水面上方的气压,则甲试管中水的沸点与烧杯中水的沸点相同,当甲试管中水的温度达到沸点时,无法再吸收到热量,则甲试管中的水不能沸腾;水加热过程中,气体不断进入乙试管,导致乙试管中水面上方的气压大于烧杯中水面上方的气压,则乙试管中水的沸点大于烧杯中水的沸点,故乙试管中水的温度无法达到沸点,无法沸腾。
18.小红同学利用如图甲所示装置对100g冰加热,她每隔相同时间记录一次温度计的示数,并观察物质的状态,图丙是她根据记录的数据绘制的温度-时间图像。
(1)如图甲装置,对冰进行“水浴”法加热,而不是直接用酒精灯加热,这样做的好处是______;使温度计示数更符合晶体熔化规律。
(2)将温度计正确插入碎冰中,观察温度计示数时视线如图A、B、C所示,其中正确的读法是______视线,如果从视线A读数,会导致测量结果______(选填“偏大”或“偏小”),如图乙所示,此时温度计的示数是______℃;
(3)根据图像丙可知:______段表示冰的熔化过程(选填“AB”、“BC”或“CD”),熔化过程中温度______(选填“升高”、“降低”、“不变”或“先升高再不变”),第10min物质处于______态(选填“固”、“液”或“固液共存”);
(4)如图丁是另一位同学在完成同一实验时绘制的温度-时间图象,老师认为他的数据有问题,老师作出这样的判断的依据是______。
【答案】(1)受热均匀;(2)B 偏大 -36;(3)BC 不变 固液共存;(4)因为冰的吸热能力比水要弱,相同时间,冰的温度应该要比水升高的快,即AB段温度升高要比CD段快,而图中相同。
【解析】(1)使用水浴法能让物质受热更加均匀。
(2)[1]读数时视线应该与液面最低处相平,故应该是A视线。
[2]如果从A处读数,视线对准液面,液面所对刻度偏大,所以读数会偏大。
[3]越往上示数越小,所以这为零下的示数,示数是-36℃。
(3)[1]因为冰是晶体,熔化时温度不变,持续吸热,故应为BC段。
[2]因为冰是晶体熔化过程中温度不变。
[3]第10分钟时,冰正在熔化过程中,处于固液共存状态。
(4)略。
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