浙教版七年级上册第5节 熔化与凝固获奖教案
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浙教版初中科学学生辅导讲义
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知识图谱
熔化与凝固
知识精讲
一.固体的分类
1.晶体:有一定的熔化温度(熔点)。如海波、冰、食盐、萘、石英各种金属等。
2.非晶体:没有一定的熔化温度(无熔点)。如蜡、松香、玻璃、沥青、橡胶等。
二.熔化
1.熔化:物质从固态变成液态的过程叫做熔化。熔化的过程需要吸热。
2.熔化现象:
(1)春天“冰雪消融”,炼钢炉中将铁化成“铁水”。
(2)夏天,在饭菜的上面放冰块可防止饭菜变馊(冰熔化吸热,冷空气下沉)。
(3)化雪的天气有时比下雪时还冷(雪熔化吸热)。
(4)鲜鱼保鲜,用0°C的冰比0°C的水效果好(冰熔化吸热)。
(5)“温室效应”使极地冰川吸热熔化,引起海平面上升。
3.熔化规律:
(1)晶体在熔化过程中,要不断地吸热,但温度保持在熔点不变。
(2)非晶体在熔化过程中,要不断地吸热,且温度不断升高。
4.晶体熔化必要条件:温度达到熔点、不断吸热。
5.从晶体和非晶的熔化曲线中读出信息:
(1)乙图是晶体熔化的折线图,纵向表示温度,横向表示加热时间。曲线起点并没有从0开始,因为物体本身在加热前就有一定的温度;当温度达到48°C时,呈水平直线,说明在这段时间物体的温度恒定,达到熔点。
(2)右图是非晶体的熔化,蜡的温度在不断的升高,却始终在慢慢熔化。
三.凝固
1.凝固:物质从液态变成固态的过程叫做凝固,凝固的过程需要放热。
2.凝固现象:①“滴水成冰”②“铜水”浇入模子铸成铜件。
3.凝固规律
(1)晶体在凝固过程中,要不断地放热,但温度保持在熔点不变。
(2)非晶体在凝固过程中,要不断地放热,且温度不断降低。
4.晶体凝固必要条件:温度达到凝固点、不断放热。
5.凝固放热现象
(1)北方冬天的菜窖里,通常要放几桶水。(利用水凝固时放热,防止菜冻坏)。
(2)炼钢厂,“钢水”冷却变成钢,车间人员很易中暑。(钢水凝固放出大量的热)。
四.晶体的熔化图像(ABCD段)和晶体的凝固图像(DEFG)
时间t/min
温度t/°C
1.分段分析:
(1)AB:固态(吸热升温)
(2)BC:固液共存(熔化过程,温度不变,继续吸热)
(3)CD:液态(吸热升温)
(4)DE:液态(放热降温)
(5)EF:固液共存(凝固过程,温度不变,继续放热)
(6)FG:固态(放热降温)
2.该图说明:①该物质是晶体。②晶体的熔点等于凝固点。③该物质熔化和凝固过程温度都不变。
3.有关晶体熔点(凝固点)知识:
(1)萘的熔点为80.5°C。当温度为79°C时,萘为固态。当温度为81°C时,萘为液态。当温度为80.5°C时,萘是固态或液态或固、液共存状态都有可能。
固态
0°C
100°C
液态
气态
(以水为例,找寻温度段)段
(2)下过雪后,为了加快雪熔化,常用洒水车在路上洒盐水(降低雪的熔点)。
(3)在北方,冬天温度常低于-39°C,因此测气温采用酒精温度计而不用水银温度计。(水银凝固点是-39°C,在北方冬天气温常低于-39°C,此时水银已凝固;而酒精的凝固点是-117°C,此时保持液态,所以用酒精温度计)。
三点剖析
一.考点
1.熔化与凝固及吸放热特点
2.晶体和非晶体的区别
3.晶体和非晶体熔化和凝固的实验探究
二.重点和难点
1.探究晶体和非晶体熔化和凝固的规律
2.描绘和理解熔化和凝固的图像
三.易错点
1.晶体和非晶体的区别是有无固定的熔点或凝固点;晶体在熔化阶段,需要吸热但是温度保持不变,在凝固阶段,需要放热但是温度保持不变。
熔化与凝固的吸放热特点
例题
例题1、今年夏天崇左市的部分地方遭到严重的冰雹灾害,造成了很大的损失,冰雹落到地面上一会儿就____成水(填一种物态变化),这个过程要____.(选填“吸热”或“放热”)
例题2、把盛有碎冰块的大试管插入烧杯里的碎冰块中,用酒精灯对烧杯底部慢慢加热(所有固定装置均省略),如图所示,当烧杯中的冰块大部分熔化时,试管中的冰( )
A.也熔化一部分
B.全部熔化
C.一点都没熔化
D.下边的熔化,上边的没熔化
随练
熔化和凝固的应用
例题
例题1、2017年5月5日,我国首架拥有完全自主知识产权的大型客机C919在上海浦东机场成功起飞.飞机装有无锡某企业生产的3D打印钛合金舱门件,3D打印的技术之一是在高能激光的作用下.钛合金粉末会________(选填“吸收”或“放出”)热量,________(填物态变化名称)成液态,然后按构件形状重新凝固成型.
例题2、深秋,为避免树上的桔子在夜间气温骤降时被冻伤,果农经常在傍晚给桔子树喷水.虽然水在夜间结了冰,但桔子却没被冻伤,这是为什么?
随练
随练1、民间艺人制作“糖画”时,先将白糖________(填写物态变化名称)成糖浆,用勺舀起糖浆在光滑的大理石板上绘制蝴蝶、鱼等图案,等石板上的糖浆________(“吸收”或“放出”)热量后就凝固成了栩栩如生的“糖画”.
晶体与非晶体的区别
例题
例题1、关于晶体和非晶体,下列说法正确的是( )
A.晶体和非晶体熔化过程均需要继续吸热
B.晶体和非晶体熔化过程均不需要继续吸热
C.晶体熔化过程不需吸热,非晶体熔化过程需要继续吸热
D.晶体熔化过程需要继续吸热,非晶体熔化过程不需吸热
例题2、关于晶体和非晶体,下列说法中正确的是( )
A.晶体和非晶体都有固定的熔点
B.晶体和非晶体吸收热量时都可能变成液体
C.晶体和非晶体熔化时都要吸收热量且温度保持不变
D.晶体和非晶体熔化时都要先变软,然后变成粘稠体,最后变成液体
例题3、下图是分别表示甲、乙、丙、丁四种物质熔化或凝固规律的图象,下列说法正确的是____
A.甲种物质是晶体,图象表示的是凝固过程
B.乙种物质是非晶体,图象表示的是熔化过程
C.丙种物质是非晶体,图象表示的是凝固过程
D.缺少条件,无法判断
例题4、在图中,a、b是两种固体融化时的变化曲线,由此可知________是晶体,________是非晶体;晶体的熔点是________,在20min-30min时间内,晶体的形态是________态.
随练
随练1、玻璃在加热过程中,下列说法正确的是( )
A.玻璃吸热后温度不变
B.玻璃吸热后温度持续上升
C.玻璃吸热后温度先上升,后保持不变再上升
D.玻璃的熔化过程与水晶相似
熔点和凝固点
例题
例题1、2013年CCTV3•15晚会曝光黄金造假:个别不法商贩为牟取暴利,在黄金中掺入少量金属铱颗粒.已知黄金的熔点是1064.6℃,铱的熔点是2443.0℃,可以有效检测黄金制品中有无铱颗粒的手段是( )
A.加热至1064.0℃并观察有无铱颗粒
B.加热至1065.0℃并观察有无铱颗粒
C.加热至2444.0℃并观察有无铱颗粒
D.加热至3507.6℃并观察有无铱颗粒
例题2、表中列出几种物质的熔点(在标准大气压下),据此判断以下说法中正确的是( )
物质名称
固态水银
金
铜
铁
钨
固态氢
熔点/℃
﹣38.5
1064
1083
1535
3410
﹣259
A.铜球掉入铁水中不会熔化
B.在零下255℃时,氢是固态
C.水银温度计可测量零下40℃的气温
D.用钨制成的灯丝不易熔化
例题3、小明和小华在综合实践活动中想制作一个医用冷藏盒,不知道给药品降温用冰好,还是用盐水结成的冰好?他们动手测量了盐水的凝固点.
(1)在选择温度计时,有“-1℃~102℃”和“-20℃~102℃”的温度计,小明提出不要使用_______________量程的温度计,应选择量程为______________________的温度计,这样选择的原因是_____________________________.
(2)在测量过程中,他们同时发现所测得盐水的凝固点并不相同,于是对比了双方实验过程,发现烧杯中装水都是200ml,小明加了1汤匙的盐,而小华加了3汤匙的盐,由此作出猜想:盐水的凝固点可能与盐水的浓度有关.接着他们进行了多次实验得出了不同浓度盐水的凝固点,数据记录如下表:
盐水浓度(%)
0
3
6
9
12
15
18
21
凝固点℃
0
-2
-4
-6
-8
-11
-15
-18
分析表格中数据可知:当盐水浓度增大时,其凝固点________.
(3)你认为给冷藏盒中的药品降温最好选用______________________.(选填“冰”或“适当浓度的盐水结成的冰”)
(4)实验后,他们联想到冬天在冰雪覆盖的路面上撒盐便于除雪,是_____________________.
随练
随练1、下列关于物质的熔化和凝固的说法中正确的是( )
A.各种固体都有一定的熔点,不同的固体熔点不同
B.晶体熔化的温度叫熔点,不同的晶体熔点不同
C.同种晶体的熔点高于它的凝固点
D.晶体熔化过程要吸热,且温度不断升高
熔化与凝固的探究实验
例题
例题1、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”)
例题2、如图20甲所示,是探究萘熔化过程中温度变化规律的实验。请回答下列问题:
(1)将装有萘的试管放入水中加热,而不是用酒精灯直接对试管加热,在加热过程中还进行搅拌,这样做是为了使试管中的萘受热______,而且萘的温度上升较______(选填“快”或“慢”),便于及时记录各个时刻的温度。
(2)除图20甲所示实验器材外,还需要的实验器材有火柴和______。
(3)如图20乙所示的温度计的示数为______,萘的温度随加热时间变化的图像如图20丙所示,由图可知,给萘加热到8min末,试管中的萘所处的物态是______态。
0
时间/min
2
4
6
8
10
12
40
100
20
60
80
温度/℃
甲
乙
丙
图20
例题3、小丽选择蜂蜡和海波探究“不同固态物质在熔化过程中温度的变化是否相同”,设计的实验装置如图甲所示.
(1)将装有蜂蜡、海波的试管分别放在盛水的烧杯内加热,而不是直接用酒精灯加热,目的是为了使试管内的物质____;
(2)将温度计正确插入蜂蜡和海波中,观察温度计示数时视线A、B、C如图乙所示,其中正确的是____,此时温度计的示数是____℃;
(3)丙图是小丽绘制的海波的熔化图象,图中BC段表示海波的熔化过程,此过程中海波____(填“吸收”或“放出”)热量,温度____(填“升高”、“降低”或“不变”),内能____(填“增加”、“减少”或“不变”).第10min海波处于____态(填“固”“液”或“固液共存”);
(4)丁图是小丽绘制的蜂蜡的熔化图象,蜂蜡在熔化过程中温度____(填“升高”、“降低”或“不变”).
随练
随练1、下图甲是探究“冰熔化时温度变化规律”实验中某时刻温度计的示数,图乙是根据实验数据画出的图象。
(1)图甲所示温度计的示数是________℃;
(2)由图乙可知,冰在熔化过程中吸热,温度________(选填“升高”“不变”或“降低”),冰的熔点是________℃,第7分钟处于________态;
(3)实验中收集多组数据是为了________(选填“A”或“B”)
A.寻找普遍规律
B.减小实验误差
(4)AB段和CD段吸热升温快慢不同,是因为两段的________不同。
汽化和液化
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平和的汽化现象,蒸发时液体温度下降。
二.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。
三.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。
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。
(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)。
四.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。
三点剖析
一.考点
1.蒸发及其影响因素
2.沸腾及沸腾的实验探究
3.液化的特点及两种液化的方式
二.重难点
1.蒸发与沸腾的异同
三.易错点
1.“白气”
(1)壶嘴看见“白气”犹如“雾”一样,是小水珠;而烟,这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。
汽化现象及特点
例题
例题1、加油站贴有“禁止吸烟”、“请不要使用手机”等警示语.这是为了防止火花点燃汽油引起火灾,因为常温下汽油容易( )
A.液化
B.汽化
C.凝华
D.升华
例题2、医生抢救中暑病人时,通常在病人的额头和身上擦酒精.这种方法称为“物理疗法”这种疗法的依据是:酒精____(填写物态变化名称)时.会____(吸收/放出)热量.
随练
随练1、下列关于蒸发和沸腾的说法正确的是( )
A.蒸发和沸腾是汽化的两种方式
B.沸腾需要吸热,而蒸发不需要吸热
C.蒸发和沸腾都只能在一定温度下发生
D.蒸发和沸腾都只能在液体表面发生
蒸发现象及其吸放热现象
例题
例题1、如图,甲、乙两支相同的温度计,其中甲的玻璃泡上包着湿棉花,乙是干燥的,我们发现
______(填“甲”或“乙”)温度计的示数要低一些,这说明______________.空气中水蒸气的含量越少,水的蒸发就越快,两支温度计的示数差就越________,有一种干湿温度计就是用这个原理制成的,可以用来显示空气中的湿度.炎热的夏天,当你走在晒得发烫的柏油路上时,刚巧来了一辆洒水车,洒湿了路面.这时你会感到更加闷热,对产生这种感觉的主要原因,小明认为是由于洒水车中的水经过曝晒,温度很高,而小红则认为是由于洒水后空气的湿度增加,身上的汗较难蒸发.那么,你认为是_________的看法对.
例题2、小孩的脚不幸被开水烫伤,有经验的老人会迅速打开水笼头为小孩长时间缓冲烫伤部位,然后找来白酒擦洗烫伤处,请解释其中的物理道理?
随练
随练1、下列措施中,可以加快蒸发的是( )
A.将湿毛巾放在阴凉处
B.用电吹风机吹湿头发
C.将新鲜的黄瓜装入塑料袋
D.将湿衣服堆放在盆中
随练2、影响水蒸发快慢的因素有:①水的温度②水的表面积③水上方空气流动速度.利用装有水的烧杯、滴管、两块小玻璃片,请再选用一个常见的物品设计实验证明:水的温度高时蒸发快.写出实验步骤和实验现象.
实验步骤:(1)_______________________________________________________;
(2)________________________________________________________________;
(3)__________________________________________________________;
实验现象:__________________________________。
影响蒸发的因素
例题
例题1、下列措施中,可以减慢蒸发的是( )
A.将湿毛巾在阳光下晾晒
B.将地面上的积水向周围扫开
C.用电吹风机吹潮湿的头发
D.将蔬菜装入保鲜袋,放在冰箱里
例题2、对于蒸发,下列叙述中错误的是( )
A.液体的温度越高,蒸发越快
B.0℃的水不能蒸发
C.液体表面积越大,蒸发越快
D.液体表面上空气流动越快,蒸发越快
例题3、小雨同学猜想影响水蒸发快慢的因素有以下三个:
A、水的表面积;B、水上方的风速;C、水的温度.
(1)小雨在两块相同的玻璃片上分别滴一滴质量相同的水,如图所示.观察图中情景,你认为小雨在探究水蒸发快慢与________是否有关(选填:“A”、“B”或“C”).
(2)接着小雨用电吹风的热风档在图左边玻璃片上方吹风,发现左边玻璃片更早干了.小雨由此得出,水上方的风速越大,蒸发也越快.你认为此过程存在的问题是:________.
例题4、小凡同学在4块相同的玻璃板上各滴一滴质量相同的水,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)小凡同学猜想水蒸发快慢还可能与水的质量有关,于是继续进行了如下探究:在相同环境下的两块相同的玻璃板上分别滴上一滴和两滴水(如上图)。结果发现甲图中水先蒸发完,于是他得出结论:水蒸发快慢与水的质量有关,水的质量越小蒸发越快。从实验设计环节看,他没有控制水的_________(选填“质量”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_________________________________________________。
例题5、小芳同学所在实验小组发现一杯相同质量和相同温度的热水冬天比夏天冷却的更快,为了掌握物体保温和快速降温的规律,他们实验小组根据热水冷却快慢的一些现象,做了以下实验探究:
[提出问题]热水冷却的快慢与哪些因素有关?
[进行猜想]
(1)根据以上情景他们可以做出的猜想是:A.热水冷却的快慢与________有关;
(2)根据生活经验和仔细观察他们还进行了猜想:
B.热水冷却的快慢与裝水容器的材料有关;
C.热水冷却的快慢与热水表面空气的流速有关.
[进行实验,收集数据]
他们实验小组选用3个玻璃杯、一个塑料杯、一个铝杯(5个杯子大小、形状完全相同).在杯中分别倒入热水放在温度可调可控的房间里做了5次实验.每次实验杯子都装满同质量、同温度的热水.用温度计和秒表记录每次实验热水温度从90℃降至50℃所用时间.只有第2次实验用电风扇对杯中热水吹风(水不溢出).
实验数据记入下表:
序号
杯子材枓
水的质量
有无电风扇吹风
起始温度/℃
终止温度/℃
室内环境温度/℃
冷却时间/s
1
玻璃
相等
无
90
50
30
920
2
玻璃
相等
有
90
50
30
612
3
玻璃
相等
无
90
50
15
665
4
塑料
相等
无
90
50
15
780
5
铝
相等
无
90
50
15
508
[分析与论证]
(1)你还可以提出一个新的科学猜想是:热水冷却快慢还与________有关;
(2)分析比较实验1和实验2的数据,可以验证猜想________;
(3)用序号为________的属于可以验证猜想B;
(4)在验证猜想A的两次实验中.小刘控制的变量是:________;
(5)请你对实验小组以上实验探究中存在的不足提出一条合理的评价意见________.
随练
沸腾的实验
例题
例题1、小云用如图所示装置探究水的沸腾.
(1)组装实验器材时,应按照 的顺序(选填“自上而下”或“自下而上”).实验室现有水银温度计(﹣20℃﹣120℃)、酒精温度计(﹣80℃﹣60℃)、体温计、寒暑表等不同种类的温度计,本实验应选用的温度计是 ;
(2)实验中,小云观察到水在沸腾前和沸腾时水中气泡的上升情况不同,如图甲、乙所示.表示沸腾前气泡上升情况的是图 ;水沸腾时,烧杯中不停地冒出“白气”,这些“白气”实际上是 (选填“小冰晶”、“小水滴”或“水蒸气”);
(3)实验完毕,小云撤去酒精灯后发现水继续沸腾了一段时间,原因是 .
例题2、在做“探究水沸腾时温度变化特点”的实验中:
(1)图甲中A、B、C三种读取温度计示数的方法,其中正确的是________;图乙中,温度计的示数为________℃.
(2)图丙是老师根据两组同学每隔2分钟记录一次温度的数据,描绘出对应的温度﹣时间图象,由图象可知水沸腾时的温度为________℃,说明此时当地大气压________(选填“大于”、“小于”或“等于”)1个标准大气压;水温达到沸点后继续加热,水的温度________(选填“升高”或“不变”).
(3)由图丙可知,两组同学的图象存在差异,请说出一条可能的原因:________.
随练
随练1、在做“观察水沸腾”的实验时,甲、乙、丙三组同学分别从A、B两套器材中任选一套来完成实验.(实验室已准备多套A、B装置)
(1)温度计是利用______的原理制成的,加热时应使用酒精灯的_____(选填“内焰”、“外焰”).
(2)甲、乙两组同学用同样多且初温相同的温水进行实验,加热所用的酒精灯也相同,结果甲组同学从开始加热到水沸腾用时较短,则甲组选择的是____(选填“A”或“B”)套装置.
(3)乙、丙两组同学选用的相同实验装置进行了实验,并根据实验记录的数据绘制了如图C所示的a、b两条曲线(a表示乙组的,b表示丙组的).由图象可知,他们两组测得的水的沸点_____(填“相同”或“不同”),图____(填“D”或“E”)所示的情形可表示水正在沸腾.他们两组从开始加热到水沸腾所用的时间不同的原因可能是_______.
(4)小明同学在家中观察水壶中的水沸腾时,发现从壶嘴喷出一股“白气”是由于发生___物态变化.
沸点及影响因素
例题
例题1、体育比赛中运动员一旦受伤,医生会对着受伤部位喷射一种叫氯乙烷的药液,该药液会在皮肤表面迅速汽化,使受伤部位表层骤然变冷而暂时失去痛感。这说明氯乙烷具有较低的( )
A.温度
B.溶点
C.沸点
D.凝固点
例题2、“扬汤止沸”和“釜底抽薪”你一定听说过,下面有关这两个成语的说法中正确的是( )
A.“扬汤止沸”和“釜底抽薪”都只能暂时止沸
B.二者都能彻底止沸
C.“扬汤止沸”只能暂时止沸,而“釜底抽薪”能彻底止沸
D.“扬汤止沸”能够彻底止沸,“釜底抽薪”只能暂时止沸
例题3、生活中常把碗放在大锅内的水中煮食物,碗与锅底不接触,如图所示.当锅里的水沸腾以后,碗中的汤将( )
A.同时沸腾
B.不会沸腾,汤的温度总是低于水的温度
C.稍后沸腾
D.不会沸腾,汤的温度能够达到水的沸点
例题4、在“观察水的沸腾”实验中,下列说法正确的是( )
A.当水温达到100℃时,水一定会沸腾
B.水沸腾时,继续对水加热,水的温度会升高
C.水沸腾时,停止对水加热,水仍能继续沸腾
D.水沸腾时,大量气泡上升、变大,至水面破裂
例题5、利用如图所示的小纸锅,可以将水加热至沸腾,但纸锅没有燃烧.其原因是:在加热过程中,水不断吸热,当水沸腾后,水继续吸热,温度____,也说明水的沸点____(选填“高于”或“低于”)纸的着火点.
随练
随练1、中考前,为了给你增加营养,爸妈准备早餐时,经常煮鸡蛋,煮鸡蛋时,水开了后,为了能快点煮熟,爸爸建议用大火加热,而妈妈认为水已经开了,用小火同样能将鸡蛋很快煮熟,你认为谁的想法更合理?为什么?
随练2、如右图所示,容器底部放水,水上面浮有一层沸点比水高的油,如果对容器底部加热,则下列说法正确的是( )
A.水先沸腾,油后沸腾,但水和油同时蒸发
B.开始油蒸发,水不蒸发,然后同时沸腾
C.油蒸发,水不蒸发,然后同时沸腾
D.油蒸发,水不蒸发,直到水全汽化后,油沸腾
液化现象及其吸放热特点
例题
例题1、盛夏时节天气炎热,小莉从冰箱里拿出根冰棒吃了起来,顿时感觉凉爽了.冰棍在熔化过程中要________热量;哥哥从冰箱中取出瓶矿泉水,不久后发现,原本干燥的瓶壁上有了许多水珠,这是发生了________现象(填一种物态变化名称)。
例题2、如图所示,用酒精灯对装有水的烧瓶加热一段时间后,发现烧瓶中水量减少,这是由于水__________造成的,而瓶口上方的金属盘底部出现水滴是由于水蒸气发生_________形成的,该变化过程需要_________热(前两空填物态变化名称).
随练
液化的两种方式
例题
例题1、如图甲所示,压缩乙醚蒸气,在针管中就可以观察到液态的乙醚,这是通过_______________的方式使气体液化的;如图乙所示水蒸气遇到凉铁板会液化成水,这是通过____________的方式使水蒸气液化的.
例题2、如图24所示,是某学校的同学在科学实践课中组装的一套模拟海水蒸馏的装置。
图24
锥形瓶
支架
酒精灯
软管
玻璃管
试管(收集)
烧杯(冷却)
(1)用酒精灯给锥形瓶中的海水加热,使海水沸腾,过一会儿,在试管中将会出现_____,这是采用了__________方法使水蒸气液化的。
(2)在实验过程中,烧杯里水的温度会升高,这主要是因为:_________。
随练
汽化和液化的应用
例题
例题1、“鸳鸯火锅”是用金属片将锅的内部空间隔成相等的两部分,一边放清汤卤,一边放红汤卤.清汤卤和红汤卤的质量、主要成分及初温几乎相同,但红汤卤一侧浮着一层具有麻辣风味的油,清汤卤则没有.小红在使用这种火锅时,发现两边的加热情况相同,但红汤卤一侧首先沸腾,则下列说法不正确的是____
A.红汤卤与清汤卤的比热容近似相同
B.红汤卤液面上方有一层油,能够减少热量的散失
C.红汤卤首先沸腾的主要原因是红汤卤的热量散失少
D.红汤卤首先沸腾的主要原因是红汤卤的沸点比清汤卤的低
例题2、如图所示是电冰箱工作原理图.电冰箱工作原理是利用了一种叫氟利昂的物质作为热的“搬运工”,把冰箱冷冻室里的“热”搬运到冰箱外边.氟利昂是一种既容易____,又容易____的物质(填物态变化的名称).工作时,电动压缩机将氟利昂蒸气压缩并把它压入冰箱的冷凝管里,在这里蒸气变成液体并____(“吸热”或“放热”),这些热被周围空气带走.冷凝器里的液态氟利昂,经过一段很细的毛细管进入冰箱内冷冻室的管子里,在这里迅速汽化____(“吸热”或“放热”),使冰箱内温度降低,生成的蒸气又被压缩机抽走,压入冷凝器,再液化并把从冰箱内带出来的热放出.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.
随练
随练1、青藏铁路路基两旁各插有一排碗口粗细、高约2米的铁棒(如图所示),我们叫它热棒.热棒在路基下还埋有5米深,整个棒体是中空的,里面灌有液氨.热棒的工作原理很简单:当路基温度上升时,液态氨受热发生________,上升到热棒的上端,通过散热片将热量传导给空气,气态氨由此冷却________变成了液态氨,又沉入了棒底.这样,热棒就相当于一个天然“制冷机”.(填物态变化名称)
升华和凝华
知识精讲
一.升华
1.升华的定义:物质从固态变成气态的过程叫做升华,升华过程需要吸热。
2.升华现象:
(1)在实验室中,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。
(6)冬天,0°C或以下(未达到熔点)雪人会逐渐变小。
(7)干冰是固态二氧化碳,升华成气态时,吸收大量的热,可用来冷藏物品。
二.凝华
1.凝华的定义:物质从气态变成固态的过程叫做凝华,凝华过程需要放热。
2.凝华现象:
(1)霜、雪、雾凇的形成(水蒸气遇冷凝华而成)。
(2)冬天,外界温度极低,窗户内侧可看见“冰花”(室内水蒸气凝华)。
(3)用久的电灯泡会从透明变成黑色,是在电灯泡工作时发热,而钨丝受热升华形成的钨蒸气又在灯光泡壁上遇冷凝华成极薄的一层固态钨。
二.云、雨、雪、雾、露、霜
空气中总是含有水蒸气的。这是江、河、湖、海以及大地表层中的水,不断地蒸发而来的。当含有很多水蒸气的空气升入高空时,水蒸气温度降低液化成小水滴或凝华成小冰晶。这些很微小的小颗粒,能被空气中上升气流顶起,形成浮云。所以云是由大量的小水滴和小冰晶组合而成的。
在一定的条件下,云中的小水滴和小冰晶越来越大,达到一定的程度时,上升气流无法支持,就会下落。在下落的过程中,冰晶熔化成水滴,与原来的水滴一起落到地面,就形成了降雨。
在冬季,当高空的温度很低时,小水珠就凝固成雪,所以我国很大一部分地区冬天气温较低时会下雪,而南方一些气温较高的地区几乎终年无雪。
由于夜间的气温比白天低,所以在夜间空气中的水蒸气会凝结在植物和其他物体的表面上而形成露。在空气尘埃上形成的并随空气流动的小水珠叫雾,雾又叫做接地云。大气污染会使雾日增多。有雾时,地面附近的能见度降低,容易发生交通事故。雾较浓时,高速公路和机场都要关闭。
霜是由于空气中的水蒸气受冷直接凝华而成的,冬天的夜晚,地面的温度迅速降低到零摄氏度以下,空气中的水蒸气就会在地面上迅速凝华而形成固态的小冰晶,即霜。霜往往会使农作物遭受冻害。
三点剖析
一.考点
1.升华现象及其吸热
2.凝华现象及其放热
3.物态变化综合
二.重难点
1.水的三态变化
水在自然界以液态、固态、气态三种形式存在。
2.物态变化的条件
(1)物态之间的转化有一定的条件,与温度和气压有关,是了解的内容。
(2)很多变化路线是这样的:,但是部分是不需要熔化就直接能变成气体的,即升华,比如固态氧,是物质在温度和气压低于三相点(物体的三种状态都平衡存在时的温度和气压)的时候发生的一种物态变化。
(3)凝华是物质在温度和气压低于三相点 的时候发生的一种物态变化。
3.“白气”的产生有三种情况:
(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。
(3)舞台上的烟雾或者“白气”是干冰升华吸热使得环境中的温度降低,空气中的水蒸气液化成的小水珠汇集在一起形成的。
升华现象及升华吸热
例题
例题1、实验室要制造一个低温而又干燥的环境,可以采用下列哪种措施( )
A.采用大量的冰块使其熔化吸热
B.利用电风扇猛烈地吹
C.利用干冰的升华吸热
D.打开室内冰箱门以降低温度
例题2、向云层中投撒干冰是人工降雨的方法之一,被投到云层中的干冰很快____为气体,并从周围吸收大量的热,使云层中的水蒸气____为小水滴或凝华为小冰晶下落而形成雨(均填物态变化名称).
例题3、据《北京晚报》报道:2001年5月,阴天,气温约为﹣15℃,在新疆罗布沙漠的沙丘上覆盖着约5﹣10cm厚的积雪,然而过了约20min雪不见了,而脚下却是干爽的沙地.这一现象令在场的科学考察队员瞠目结舌.请你用所学过的知识回答下面问题:
(1)请提出你的看法,这雪为什么不见了?_______________________;
(2)简单解释你提出的看法:_______________________.
随练
随练1、下列现象中,属于升华现象的是( )
A.烧开水时,壶嘴冒“白气”
B.洒在地面上的水过一会儿变干了
C.秋天的早晨,树叶上出现了小水珠
D.放在衣柜里的樟脑球,过一段时间变小了
随练2、小阳在学习升华与凝华这部分内容的时候,看到老师做了演示实验,把碘颗粒放入试管中,并用塞子塞紧,放在温度约为90℃的热水中,可以看到试管中有紫色的气体产生。小阳想:为什么不把试管放在酒精灯的火焰上直接加热?他通过查阅资料得知:碘在一个标准大气压下的熔点是113.5℃,由此分析得到用热水加热是为了使碘不发生_________(选填物态变化的名称),使碘从固态________变为气态。
凝华现象及凝华放热
例题
例题1、小林做“碘的升华”实验时,用酒精灯直接对放有少量固态碘的碘升华管加热,如图所示。发现碘升华管内出现紫色的碘蒸气,小林认为碘从固态变成了气态,是升华现象。小红查阅资料发现:常压下,碘的熔点为113.60℃,碘的沸点为184.25℃,酒精灯火焰的温度约400℃。根据这些资料,小红认为小林所做的实验中,碘可能经历了由固态到液态再到气态的变化过程,小林的实验并不能得出碘升华的结论。
请针对小红的质疑,设计一个实验,证明碘能从固态直接变为气态。可以选用上述器材或补充必要的辅助器材。写出实验方案并简要说明。
例题2、如图是宿迁地区某天天气预报的信息图片,关于图片中信息的解释正确的是( )
A.预报的最低气温读作“摄氏零下1度”
B.全天气温不会高于2℃
C.雪的形成过程中会放出热量
D.雨的形成是汽化现象
例题3、寒冷的冬夜,窗户的玻璃上会出现冰花,这是水蒸气_____而成的,冰花出现在窗户玻璃的_____(填“内”或“外”)表面。
例题4、下图所示的物态变化现象中属于凝华的是( )
A B C D
A.A图
B.B图
C.C图
D.D图
例题5、如图16所示,将盛有冷水的烧瓶放在装有少量碘颗粒的烧杯口处,用酒精灯给烧杯加热。不久可观察到烧杯内固态碘减少且出现紫色的碘蒸气,此物态变化过程需要________热量;过一会儿还可以观察到烧瓶底部附有少量细小的碘晶体,这是________现象,同时烧瓶内水的温度会________。(选填“升高”或“降低”)
随练
随练1、在放入小树枝的封闭烧瓶里,放入一些卫生球碾碎后的粉末,然后在酒精灯的火焰上微微加热烧瓶,停止加热后,烧瓶内的树枝上会出现洁白、玲珑的人造“雪景”,你能解释其中的道理吗?
物态变化综合
例题
例题1、寒冷的冬天,居民楼的玻璃窗上会起“雾”或结“冰花”。下列说法错误的是( )
A.玻璃窗上的“雾”是水蒸气液化生成的
B.玻璃窗上的“冰花”是水蒸气升华生成的
C.“冰花”结在玻璃窗的内表面
D.“雾”出现在玻璃窗的内表面
例题2、关于热现象,下列说法中正确的是( )
A.衣柜里的樟脑丸变小是升华现象,需要放热
B.冰箱冷冻室内霜的形成是凝华现象,需要吸热
C.冬天口中呼出的“白气”是汽化现象,需要吸热
D.放入饮料里的冰块逐渐消失是熔化现象,需要吸热
例题3、对下列现象解释正确的是( )
A.放在水盆中的水慢慢变少了,这是水的汽化现象
B.电风扇吹风,人感到凉爽,是因为电风扇降低了空气的温度
C.夏天从冰箱里取出的可乐瓶上有小液滴,是可乐瓶周围的水蒸气液化形成的
D.夏天吃雪糕时,会看到雪糕周围冒“白气”,这是雪糕中的水蒸气液化的结果
例题4、对以下自然现象解释正确的是( )
A.冰挂的形成是凝华现象
B.云的形成是汽化现象
C.霜的形成是凝固现象
D.雾的形成是液化现象
例题5、水是人类生存环境的重要组成部分.通过水的三态变化,地球上的水在不停地循环,关于水的三态变化分析错误的是( )
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.高空中水蒸气遇冷液化成小水滴,相互聚集结成大水滴下降成为雨
C.冬天,水蒸气在寒冷的高空急剧降温凝固成小冰晶,小冰晶聚集变成雪花飘满大地
D.雪花熔化成水,和其他降水一样,汇入江河,又注入大海
例题6、夏天,刚从冰箱里拿出来的冰棍上面挂有一层白花花的“粉”;剥去包装纸,冰棍周围冒“白烟”;当把冰棍放在玻璃杯里时,玻璃杯外壁出“汗”,请解释其中的“粉”、“白烟”和“汗”各是怎样形成的?
随练
随练1、物体变化现象在一年四季中随处可见,下列关于这些现象说法正确的是( )
A.春天的早晨经常出现大雾,这是液化现象,要吸收热量
B.夏天用干冰给运输中的食品降温,这是利用干冰熔化吸热
C.夏天打开冰箱门,看见有白气冒出来,这是汽化现象,要吸收热量
D.初冬早晨地面上会出现白白的一层霜,这是凝华现象,要放出热量
拓展
拓展1、下列现象中利用了熔化吸热的是( )
A.运输食品时利用干冰降温防止食品腐烂
B.天热时向地上洒水会感到凉快
C.在发烧的病人头上放冰袋以缓解症状
D.向可乐饮料中加冰块会使饮料变得更凉
拓展2、关于晶体和非晶体,下列说法中正确的是( )
A.晶体和非晶体在熔化过程中温度都上升
B.晶体有熔点,非晶体没有熔点
C.晶体熔化时吸热,非晶体熔化时不吸热
D.天上飘落的雪花,是非晶体
拓展3、把正在熔化的冰拿到0℃的房间里,下列说法中正确的是( )
A.冰继续熔化,在熔化过程中温度保持不变
B.冰不再熔化,因为冰不能从周围吸热
C.因为冰熔化时,温度高于0℃,所以冰不再继续熔化
D.因为冰熔化时,温度低于0℃,所以冰将继续熔化
拓展4、雪灾给人民的生活、生产带来很多困难.小亮看到抢险队员在冰雪覆盖的道路上洒大量的盐,他产生了这样的疑问:含盐的冰熔化时跟纯净的冰熔化特点有何不同?含盐浓度不同的冰,熔化特点有无区别?为此,他进行了下列探究过程:
[设计实验]
他用同样多的纯水、淡盐水、浓盐水制得纯冰、淡盐冰、浓盐冰,然后将这些冰弄碎放入试管中,在冰块中插入温度计,记下此时温度计的示数.每隔0.5分钟记录一次温度计的示数,同时观察试管中冰块状态的变化.在选择冰块吸热方式时有如图所示的三种方法,请你为他选择一种最佳的方法.你选择的方法是______(A/B/C).(当时的室温大约是10℃)
在相同条件下测量三者的温度变化,得到三条温度变化曲线(纯冰对应曲线①、淡盐冰对应曲线②、浓盐冰对应曲线③).
[分析]根据曲线图可知:
(1)利用盐水制成的冰_______(是/不是)晶体.实验中淡盐冰的熔点是_______℃.
[归纳]根据分析可以得到:
(2)在冰雪覆盖的道路上洒盐,可以______(提高/降低)冰的熔点,并且含盐浓度越高的冰,能在更_______(高/低)的温度下熔化.
拓展5、2008年2月,长时间的低温和雪灾给南方的电力和交通等带来了灾难性的影响,为了恢复交通主动脉,军民团结一心,铲除了路上的积雪,为了防止残水再次结冰,人们在路上撒了一层盐.
(1)请你猜想,撒盐后为什么能防止水结冰?
(2)设计一个实验检验你的猜想,要求写出实验方法.
拓展6、两实验小组分别在探究“蜡熔化时温度的变化规律”、“海波熔化时温度的变化规律”,记录数据如下表:
间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
…
甲的温度/℃
35.0
40.0
45.0
49.0
54.0
58.3
62.5
66.6
乙的温度/℃
46.0
47.0
48.0
48.0
48.0
48.0
48.0
48.8
(1)根据记录表,请判断甲是________.(填“蜡”、“海波”)
(2)根据数据可知,海波的熔点是________℃,海波在熔化过程中,继续吸热,温度________(填“升高”、“不变”或“降低”).第1分钟,海波的状态是________;第4分钟,海波的状态是________;第8分钟,海波的状态是________(填“固态”、“液态”或“固液共存”).
(3)如图所示,表示海波熔化过程的图象是________.表示蜡凝固过程的图象是________
拓展7、在认识汽化现象时,老师在小试管内滴入几滴儿酒精,在试管口紧套一个气球,如图甲所示;将其压入热水中,发现气球很快鼓了起来,如图乙所示。将其取出并放在阴凉处或凉水中,发现气球又慢慢地瘪了。
对于此现象,大部分同学认同:压在热水中,气球鼓了起来,是因为液态酒精汽化为气态的酒精;将其取出并放在阴凉处或凉水中,气球又瘪了,是因为气态的酒精又液化成了液态的酒精。但是,小东认为“气球鼓了起来”也可能只是因为空气的热胀冷缩。请你利用上述器材设计实验证明酒精的汽化是气球鼓起来的主要原因。请你简述实验步骤和实验现象。
拓展8、如图是小阳在室外游泳池游泳时的几幅画面,同学们根据图中的情景,提出了如下一些问题,其中符合可探究的科学问题的是( )
A.经常游泳可以达到锻炼身体的目的吗?
B.液体蒸发快慢与液体的温度有关吗?
C.液体蒸发快慢与液体的表面积大小有关吗?
D.小阳游泳上岸后为什么会觉得冷?
拓展9、小明探究水沸腾时温度变化的特点,实验装置如图甲所示.
(1)加热一定时间后,温度计的示数如图所示,此时水的温度为________℃;
(2)当观察到________时,说明水已沸腾;
(3)水在沸腾过程中虽然温度不再升高,但酒精灯要持续加热,这说明液体在沸腾过程中要________;
(4)图乙中能正确表示实验过程中水温度变化的图象是________(填“A”“B”“C”或“D”).
拓展10、妈妈在蒸馒头时,开锅后改用“小火”。针对这种做法,下列说法中正确的是( )
A.水沸腾后,改用“小火”能更快地让馒头变熟
B.改用“小火”可以提高水的沸点
C.无论使用“大火”还是“小火”,水达到沸点后温度都保持不变
D.用“大火”可以提高水的沸点,不应该改用“小火”
拓展11、在学习物态变化知识后,小阳用一个高脚杯装了一些干冰,如图所示,一会儿就看见杯子外面有霜,杯子周围有白气生成.小阳的解释是:①霜是由于干冰升华吸热,使得玻璃杯温度迅速降低,玻璃杯外面的水蒸气遇冷凝华形成的;②白气是升华的干冰形成的,根据看到的白气,可以判断干冰在升华.你认为小阳的解释
拓展12、生活处处有物理,留心观察皆学问.对以下热现象解释不正确的是( )
A.放在衣柜里的樟脑丸,时间久了会明显变小,是因为樟脑丸蒸发为气体跑掉了
B.在冬天,戴眼镜的人从寒冷的室外进入温暖的室内镜片变模糊是液化现象
C.初冬季节,在家里洗澡时发现房间里充满“白气”,这些“白气”是小水珠
D.把冰箱里的冻豆腐取出,冰化后,发现豆腐里有许多小孔,这是豆腐里的水先遇冷结冰,后又熔化成水形成的
拓展13、阳光照射下,海洋、陆地上的水会不断地_______成水蒸气;夜间气温降低时,水蒸气会_______成小水珠,附着在空气中的浮尘上,形成了雾.冬天,夜晚气温如迅速降到0℃以下,你家窗户的玻璃上会形成一层冰花,这是水蒸气_______而成的(均填物态变化名称),这层冰花在你家窗户玻璃的_______(选填“内侧”或“外侧”).
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