(辅导班专用)九年级物理寒假讲义专题04 物态变化（教师版）

专题04  物态变化（讲义）

一、知识梳理

一、温度

1．温度：温度是用来表示物体冷热程度的物理量。我们常说热的物体温度高，冷的物体温度低，如果两个物体冷热程度一样，它们的温度相同。

2.摄氏温度：用“℃”表示，读作**摄氏度。在一个标准大气压下，冰水混合物的规定为0℃，沸腾的水的温度规定为100℃，然后把0℃和100℃之间分成100等份，每一等份代表1℃。0℃以下读作负**摄氏度或零下**摄氏度（如-10℃，读作负10摄氏度或零下10摄氏度）。

3.温度计：温度计是利用液体的热胀冷缩原理制成的。

4.温度计的使用方法

（1）使用前：观察它的量程、分度值（每个小刻度表示多少温度），估测是否适合测量待测物体的温度，待测温度不能超过温度计的量程（否则会损坏温度计）；并看清温度计的分度值，以便准确读数。

（2）测量时：温度计的玻璃泡应全部浸入被测液体中，不能紧靠容器壁和容器底部；温度计玻璃泡浸入被测液体中稍候一会儿，待温度计的示数稳定后再读数；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，并估测到最小刻度的下一位。

5.体温计体温计是专门用来测量人体体温的，测量范围：35℃～42℃；分度值为0.1℃，体温计读数时可以离开人体。

二、熔化和凝固

1.物态变化：物质在固态、液态和气态三种状态之间的变化叫物态变化。固态、液态、气态在一定条件下可以相互转化。物质以什么状态存在，跟物体的温度有关。

2.物态变化伴随能量变化：物态变化时伴随热量的传递。

3.熔化：（1）物质从固态变为液态的过程叫熔化；晶体熔化时的温度叫熔点。

（2）熔化过程的特点：物质熔化时要吸收热量；对晶体来说，熔化时固、液共存，物质温度不变。

（3）晶体熔化的条件：1）温度达到熔点，2）继续吸热。

4.凝固：（1）物质从液态变为固态的过程叫凝固，熔化和凝固是可逆的两各物态变化过程。

（2）凝固过程的特点：固、液共存，物质凝固时要放出热量，温度不变。

（3）凝固点：晶体凝固时的温度叫凝固点，同种物质的熔点、凝固点相同。

（4）凝固的条件：1）达到凝固点，2）继续放热。

5.晶体和非晶体：固体可分为晶体和非晶体。

（1）晶体：熔化时有固定熔点的物质；非晶体：熔化时没有固定熔点的物质。

（2）晶体和非晶体的根本区别是：晶体有熔点（熔化时温度不变继续吸热），非晶体没有熔点（熔化时温度升高，继续吸热）。

三、汽化和液化

1.气化：物质从液态变为气态的过程叫汽化；汽化有两种形式，分别是沸腾和蒸发。

(1)蒸发在任何温度下都可以发生，是指在液体表面发生的缓慢的汽化现象。

蒸发的快慢与液体温度（温度越高蒸发越快-夏天洒在房间的水比冬天干的快；在太阳下晾晒衣服干的快等）、液体表面积的大小（表面积越大，蒸发越快-凉衣服时要把衣服撑开、把地下积水扫开等）和液体表面空气流动的快慢（空气流动越快，蒸发越快，如凉衣服要凉在通风处）有关。

(2)沸腾：在一定温度下，在液体表面和内部同时发生的剧烈的汽化现象。

1）沸点：液体沸腾时的温度叫沸点，不同液体的沸点一般不同；液体的沸点与压强有关，压强越大沸点越高（高压锅煮饭）。

2）液体沸腾的条件：温度达到沸点，还要继续吸热。

（3）沸腾和蒸发的区别与联系：第一、它们都是汽化现象，都吸收热量；第二、沸腾只在沸点时才进行，蒸发在任何温度下都能进行；第三、沸腾在液体内、外同时发生，蒸发只在液体表面进行；第四、沸腾比蒸发剧烈。

（4）蒸发可致冷：夏天在房间洒水降温，人出汗降温，发烧时在皮肤上涂酒精降温。不同物体蒸发快慢不同。

（5）汽化时能量的传递：汽化时要吸热。

2.液化：物质从气态变为液态的过程叫液化。汽化和液化是互为可逆的过程。

3.液化的方法：（1）降低温度；（2）压缩体积（增大压强，提高沸点）如：氢的储存和运输、液化气。

4.液化时能量的传递：物质液化时要放热。

四、升华和凝华

1.升华：物质从固态直接变成气态的过程叫升华。

2.升华时能量的传递：物质升华时要吸热。如：①干冰可用来冷藏物品（干冰是固态二氧化碳，升华成气态时，吸收大量的热）。

3.常见升华现象：① 加热碘，可以看到有紫红色的碘蒸气出现。② 衣柜中防虫用的樟脑片，会慢慢变小，最后不见了。③ 冬天，湿衣服放在户外会结冰，但最后也会晾干（冰升华成水蒸气）。④ 白炽灯用久了，灯内的钨丝比新的细（钨丝升华成钨蒸气，体积减小）。⑤ 用干冰制舞台上的雾、用干冰制雨。

4.凝华：物质从气态直接变成固态的过程叫凝华。

5.凝华时能量的传递：物质凝华时要放热。

6.常见凝华现象：①霜和雪的形成（水蒸气遇冷凝华而成）；②冬天看到树上的“雾凇”；③冬天，外界温度极低，窗户内侧可看见“冰花”（室内水蒸气凝华）。

二、重点与难点

★重点一：物态变化类型的判断

判断物态变化的类型是本单元重点，也是常考热点，题干大都是生活中常见的现象，多了解这些现象有助于解答此类考题。

重点二：物态变化过程中的吸放热

物态变化过程伴随着吸放热，这一规律也可以从生活中得到体验。

虽然对六种物态变化的吸放热规律可以采用死记硬背的方式，但终归不是理解这一规律的最好方法。对固体、液体和气体三种物质形态，从分子间隙角度，姑且可以认为固体最小、液体较大、气体最大；物态变化时，分子间隙增大要吸热，分子间隙减小要放热。当然也可以根据下图记忆吸放热规律：

★重点三：晶体熔化规律实验

（1）晶体：冰、钻石、食盐、糖、海波、许多矿石和所有金属等；（2）非晶体：玻璃、松香、蜂蜡、沥青、塑料、橡胶等。

（2）晶体的熔化特点：①晶体在熔化过程中，不断从外界吸收热量，温度保持不变；晶体在熔化时是固液共存态；②晶体熔化条件:温度达到熔点，继续吸热(二者缺一不可)。

（3）晶体熔化规律实验常考问题：

★重点四：水沸腾规律实验

（1）一切液体的沸点和气压有关，气压减小沸点降低，气压增大沸点升高。

（2）蒸发和沸腾的区别和联系：蒸发和沸腾的联系：它们都是液体汽化的两种方式，即都属于汽化现象，液体在蒸发和沸腾的过程中，都需要吸收热量。

蒸发和沸腾的区别：一、蒸发是液体在任何温度下都能发生的汽化现象，而沸腾是液体在一定温度（沸点）下才能发生的汽化现象；二、蒸发是只在液体表面发生的缓慢的汽化现象，而沸腾是在液体表面和内部同时发生的剧烈的汽化现象。

（3）影响蒸发快慢的因素：要加快液体的蒸发，可以通过提高液体的温度；增大液体的表面积；加快液体表面上的空气流动来实现。要减少液体的蒸发，就采取相反的措施。

（4）水沸腾规律实验常考问题

★重点五：重要知识点

1.雨的形成:①汽化(或蒸发)→液化→凝固→熔化；②汽化(或蒸发)→凝华→熔化；③汽化(或蒸发)→液化。

2.水的三大名称：

固态:冰(凝固)、霜(凝华)、雪(凝华)、凇、"窗花"(凝华)、雹(凝固)、白冰；

液态:水、露(液化)、雨(液化)、雾(液化)、"白气"(液化)；

气态:水蒸气【注:水蒸气不可见，可见的是水蒸气液化形成的水珠。】。

3.液化两种方式：降低温度或压缩体积(不可将"压缩体积"简称为"加压")。

4.理解“白气”和“白雾”：水蒸气和空气一样，是看不见摸不着的。所以，凡是看得见的“白气”、“白雾”都不再是水蒸气，而是由水蒸气液化成的小水滴（或小水珠）。在一般情况下，水蒸气遇冷放热液化成小水滴，悬浮在空中即形成“白气”，附着在物体表面形成水滴。夜间气温下降，水蒸气遇冷放热液化成小水滴。凝结在空中的尘埃上形成“雾”，凝结在地面物体上则形成“露”。

三、考查方向

1.温度与温度测量

典例一：（2020·达州）4月29日以来，全国疫情防控进入常态化。每天早上我们都要经过红外线热成像测温通道进入校园，此时我们体温的示数和行走的图像将显示在与仪器相连的显示屏上。红外线是______（选填“超声波”或“电磁波”）；仪器成像的原理与______（选填“照相机”或“投影仪”）相同。每天我们还用水银体温计检测体温，水银体温计是根据______的性质制成的，图中体温计的读数是______℃。

【答案】(1)电磁波；(2)照相机；(3)液体热胀冷缩；(4)36.1。

【解析】红外线是电磁波大家族中的一种。

仪器成像时，像距大于二倍焦距呈现倒立缩小的实像，成像原理和照相机相同。

每天我们还用水银体温计检测体温，水银体温计是根据液体热胀冷缩的性质制成的。

已知图中温度计的分度值为0.1℃，读数为36.1℃。

2.物态变化类型判别

典例二：（2020·十堰）炎热夏天，剥开雪糕包装纸时，常会看到雪糕周围冒“白气”，随后消失。该现象中所包含的物态变化依次是（  ）。

A. 液化、汽化；B. 升华、汽化；C. 汽化、液化；D. 液化、熔化

【答案】A。

【解析】夏天剥开雪糕包装纸后会看到冒“白气”，是空气中的水蒸气遇冷，在包装纸周围液化形成的小水滴；之后这些小水滴从液态蒸发为气态，发生了汽化；A符合题意。故选A。

典例三：（2020·天门）关于物态变化，下列说法正确的是（  ）。

A. 物质从气态变为液态的过程叫汽化；

B. 蒸发和沸腾都是在液体表面和内部同时发生的汽化现象，都是吸热的；

C. 清晨，路边的草上结有露珠，这是空气中的水蒸气遇冷凝结成的小水滴；

D. 从冰箱内取出的冰棍周围会冒“白气”，这里的“白气”是水蒸气

【答案】C。

【解析】A．物质从气态变为液态的过程叫液化，A错误；

B．蒸发是只在液体表面发生的汽化现象，B错误；

CD．清晨，路边的草上结有的露珠和从冰箱内取出的冰棍周围冒的“白气”都是空气中的水蒸气遇冷凝结成的小水滴，C正确，D错误。故选C。

3.物态变化过程中的吸放热

典例四：（2020·恩施）夏季，我们吃雪糕感到凉爽。其中蕴含的物理知识是（  ）。

A. 熔化吸热 B. 熔化放热 C. 汽化吸热 D. 升华吸热

【答案】A。

【解析】夏季，我们吃雪糕时，雪糕由固态变为液体需要吸收热量，发生熔化现象；同时雪糕温度较低，周围的水蒸气越冷液化，放出热量。故A符合题意，BCD不符合题意。

故选A。

典例五：（2020·荆门）在生产和生活中，常见到“水的比热容大”这一特性的应用情景，以下事例中与这一特性无关的是（  ）。

A. 沿海地区的气温比内陆变化小；

B. 夜间，在秧田里灌水保温；

C. 发现人中暑时，常在额头上擦冷水降温；

D. 汽车发动机用水作冷却液

【答案】C。

【解析】A．因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，吸收相同的热量，水温度变化较小，所以沿海地区的气温变化小，不符合题意；

B．因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，所以晚上向秧苗田里放水，水可以放出更多的热量以防冻坏秧苗，不符合题意；

C．发现人中暑时，在病人的额头上擦冷水降温，是利用水蒸发吸热的原理，符合题意；

D．因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以汽车发动机用水作冷却液，不符合题意。故选C。

4.物态变化在生活中的应用

典例六：（2020·荆州）歌曲（云在飞）唱道∶“水是流淌的云，云是飞翔的水”“水是前世的云，云是来生的水”歌词描绘了大自然美丽的轮回。下列关于“水循环”中的物态变化，说法不正确的是（　　）。

A. 阳光晒暖了海洋，海水吸热蒸发成为水蒸气上升到空中；

B. 云中的小水滴是水蒸气上升到高空遇冷液化形成的；

C. 小水滴如果在高空遇到更加寒冷的气流，就会凝固成小冰珠，有可能形成冰雹落到地上；

D. 冬天，水蒸气在寒冷的高空急剧降温，从而凝固成微小的冰晶，这些冰晶聚集起来形成雪花飘落大地

【答案】D。

【解析】A．海水吸热蒸发成为水蒸气上升到空中，故A正确，不符合题意；

B．云中的小水滴是高空中水蒸气遇冷液化形成的，故B正确，不符合题意；

C．小水滴如果在高空遇到更加寒冷的气流，就会凝固成小冰珠，有可能形成冰雹落到地上，故C正确，不符合题意；

D．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，故D错误，符合题意。故选D。

典例七：（2020·随州）以下有关现象及应用说法正确的是（　　）。

A. 夏天，景区用喷雾来降温是利用蒸发吸热；

B. 夏天，凉爽的空调房间的窗户玻璃上会形成一层水雾，它的形成过程属于汽化；

C. 冬天，“下雪不冷化雪冷”这句俗语蕴含着“液化放热”的物理道理；

D. 冬天，北方常出现雾凇的美景，它的形成过程是升华

【答案】A。

【解析】A．夏天，景区用喷雾车喷雾降温，是利用水蒸发时吸热的特点，故A正确；

B．湖面上出现的白雾是水蒸气遇冷液化形成的小水珠，故B错误；

C．下雪是水蒸气的凝华过程，凝华是放热过程，放出热量使空气的温度升高，人感觉不冷；化雪是熔化过程，熔化是吸热过程，从周围的空气吸热，导致空气温度降低，人们感到寒冷，故C错误；

D．雾凇是由空气中的水蒸气遇冷放热直接变成的固态小冰晶，属于凝华现象，故D错误。故选A。

5.晶体熔化规律实验

典例八：（2020·哈尔滨）同学们利用图中装置探究“晶体熔化”的实验。

（1）小聪用手握冰块，一会儿看到有部分冰化成了水，并感觉手很凉，据此体验。请你提出一个与熔化相关的猜想。

（2）实验中，小聪把装有正在熔化的冰的试管从热水中取出。在安全前提下，放进冰水混合物中，试管中的冰会停止熔化，请你说明原因。

（3）要研究冰熔化时温度的变化规律，需要收集哪些证据？

（4）小聪又研究了海波的熔化，对比冰的熔化实验。在熔化过程中：海波与冰相同的规律是　   　。能观察到的不同现象是　   　。

【答案】（1）冰在熔化的过程中会吸收热量；（2）冰和冰水混合物的温度相同，冰不能吸收热量，所以冰不会熔化；（3）需要用秒表和温度计记录不同时刻下冰的温度变化；（4）在熔化的过程中，吸收热量，温度保持不变；海波和冰的熔点不同。

【解析】（1）小聪用手握冰块，一会儿看到有部分冰化成了水，并感觉手很凉，说明手的一部分热量被吸走了，所以可以提出的猜想是：冰在熔化的过程中会吸收热量；

（2）冰在熔化的过程中要吸收热量；正在熔化的冰的温度是0℃，放进0℃的冰水混合物中，由于温度相同，不会发生热传递，所以冰不会熔化；

（3）探究冰的熔化规律时，实验中，需要用秒表和温度计记录不同时刻下冰的温度变化；

（4）海波和冰都是晶体，晶体在熔化的过程中，吸收热量，温度保持不变；海波和冰的熔点是不同的。

故答案为：（1）冰在熔化的过程中会吸收热量；（2）冰和冰水混合物的温度相同，冰不能吸收热量，所以冰不会熔化；（3）需要用秒表和温度计记录不同时刻下冰的温度变化；（4）在熔化的过程中，吸收热量，温度保持不变；海波和冰的熔点不同。

5.水沸腾规律实验

典例九：（2020·荆门）科学探究是物理学科的重要组成部分。如下是“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验。

(1)图甲是某小组同学组装的实验装置，安装温度计时玻璃泡接触到烧杯底部，此时应适当将______（选填“A处向上”或“B处向下”）进行调整；

(2)实验前，向烧杯中倒入热水而不是冷水，这样做是为了______；

(3)图乙、丙是朵朵同学在实验中观察到的两种不同的实验现象，其中图______是水沸腾时的情况；

(4)根据实验数据绘制出温度随时间变化的关系如图丁所示。分析该图除可知水的沸点外，还可知水沸腾时的特点是______。

【答案】(1)A处向上；(2)减少从加热至沸腾的时间；(3)乙；(4)继续吸热，温度不变。

【解析】(1)由于温度计的玻璃泡碰到了烧杯底，需要将温度计向上调整，即将A处向上调整。

(2)实验前，向烧杯中倒入热水而不是冷水，这样可以提高水的初温，缩短加热至沸腾所用的时间。

(3)水在沸腾前，气泡从下往上逐渐变小，沸腾时，气泡从下往上逐渐变大，图乙是沸腾时的情况。

(4)由图可知，水在沸腾过程中，继续吸热，温度不变。