八年级物理汽化和液化升华与凝华人教实验版知识精讲.docx
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八年级物理汽化和液化升华与凝华人教实验版知识精讲
八年级物理汽化和液化、升华与凝华人教实验版
【本讲教育信息】
一.本周教学内容:
汽化和液化、升华与凝华
(1)知道什么是汽化、液化。
理解液化是汽化的逆过程。
(2)了解沸腾现象,知道什么是沸点。
(3)知道蒸发可以致冷。
(4)知道升华与凝华的概念。
(5)知道升华要吸热。
凝华要放热。
(6)知道生活中的升华和凝华现象。
二.重点、难点:
1.重点:
(1)蒸发是在任何温度下都会发生的汽化现象,液体的温度、表面积以及液体上方的空气流速都会影响到蒸发的快慢。
蒸发时会从液体和周围的气体中吸热,所以蒸发有制冷的效果。
(2)沸腾的条件有两条:
①温度达到沸点;②继续吸收热量。
这两个条件缺一不可。
(3)生活中的升华和凝华现象。
例如:
冰冻的衣服变干;樟脑球变小;用的时间长了的灯泡发黑;霜、雪的形成等都与升华现象有关。
2.难点:
液体沸腾的实验中,每隔一分钟读一次水的温度,并且记录在表格中,利用这些数据画出图象,对数据进行分析,这是物理学中常用的研究方法——图表法。
易混点:
沸腾前在烧杯中也会出现气泡,这些气泡的特点是从下往上越来越小。
当水沸腾时气泡的特点是从下往上越来越大。
三.知识点分析:
汽化和液化
(一)知识要点
1.物质由___________变为_________的现象叫做汽化。
汽化又分两种方式:
_________和____________。
2.沸腾是在液体___________和__________同时发生的剧烈的汽化现象。
3.液体_______________的温度称作沸点。
在标准大气压下,水的沸点是__________。
4.物质由________变为___________的现象叫做液化,液化时气体会_______热量。
5.使气体液化的方法有两种:
__________和__________。
6.蒸发和沸腾的异同点:
(二)学法点拨
1.认真观察沸腾现象。
对沸腾实验的观察并不局限于沸腾本身,把沸腾前与正在沸腾的现象作对比观察是很有必要的,粗心的同学可能觉得沸腾前没有什么特别的现象,实际上沸腾前,加热一段后,玻璃杯底部出现气泡,大大小小像珍珠一般“吸附”在杯底,偶尔有些气泡脱离杯底徐徐上升,达到水面破裂,有的在水面停留一会儿才破裂,这个现象持续一会儿,接着在底部产生了一些较大的气泡并随即破裂,撞击器底发出声音,这就是我们常说的“响水不开”。
最后当水的温度达到沸点在底部产生的小气泡一边上升,一边变大,到达水面破裂释放出里边的水蒸气,真正的沸腾就开始了。
2.比较蒸发与沸腾。
蒸发与沸腾都是汽化现象,而且都要吸收热量。
它们的不同点从三个方面进行区分:
一是温度条件,蒸发在任何温度下都能发生,沸腾只能在液体达到沸点时才能发生;二是发生的部位,蒸发只发生在液体的表面,沸腾在液体的内部和表面同时发生;三是剧烈程度,蒸发比较缓慢,沸腾发生得剧烈。
升华和凝华
(一)知识要点
1.物质直接由________变成________的现象叫做升华,直接由________变成_______的现象叫做凝华。
2.物质升华需要_______________,凝华则需要_______________。
(二)学法点拨
1.准确理解“升华”和“凝华”。
物态变化名称都是按照“物质从×态变成×态(的过程)叫××”的方式来定义的,只有对“升华”和“凝华”的定义多了“直接”二字:
物质由固态直接变成气态叫升华,从气态直接变成固态叫凝华。
在许多时候,物质从固态变成气态或从气态变成固态时,往往要经过液态这个“中间”状态,但升华与凝华现象越过了这个“中间”状态,而发生“直接”的变化。
2.了解水的各种形态。
学完升华和凝华,对物态变化有了一个完整的印象。
水是我们身边常见的物质,而且它的形态变化多端。
了解自然界中水的这些形态及其形成过程,对理解各种物态变化,了解我们身边的科学知识很有帮助。
表格中只列举了一些最常见的。
如果你还知道其他形态就把它们添加进去。
水蒸气不能引起视觉,在我们面前它没有什么“形态”。
【典型例题】
汽化和液化
汽化现象的理解
[例1]下列关于沸腾和蒸发的说法正确的是()
A.沸腾吸收热量,蒸发不需要吸收热量
B.蒸发的快慢与温度无关,沸腾时汽化的快慢与温度有关
C.蒸发时液体温度降低,沸腾时液体温度变小
D.蒸发和沸腾都可以在液体表面进行
思维分析:
蒸发和沸腾的实质是相同的,都是汽化现象,都是由液态变为气态,都要吸收热量,故选项A错误。
蒸发的快慢与温度有关,温度高的液体比较容易蒸发。
沸腾时液体变成气体量的多少,由外界所提供的热量多少,或者说由液体吸收的热量的多少决定。
选项B错误。
蒸发时需要吸收热量,如果外界不提供能量,液体的温度自然会降低;如果在液体蒸发时,外界向液体提供能量,液体的温度就不一定降低,甚至有温度升高的可能。
例如在用酒精灯给烧杯内的水加热至沸腾的过程中,液体一直在不停地蒸发,同时水温也在不断地升高。
沸腾时需要吸热,但所需热量是由外界提供的,使液体能够做到温度不变,选项C错误。
答案:
D
液化现象的理解
[例2]一支大的注射器的小孔用橡皮帽堵住,里面装有乙醚蒸气,如图所示。
现在推动活塞,压缩乙醚蒸气的体积,当乙醚蒸气被压缩到一定程度时,会看见注射器中出现了_______________乙醚,这表明用_______________的办法可以使气体液化。
思维分析:
实验中推动活塞,则密封的乙醚蒸气的体积被压缩,可看到的现象是:
注射器内部出现了液体。
说明压缩体积可使气体液化。
答案:
液态;压缩体积
实验与观察
[例3]仔细观察水的沸腾实验,请回答下列问题。
(1)加热时,水中气泡上升过程中的两种情况,如图(a)(b)所示。
图______是水在沸腾前的情况,则图___________是水在沸腾时的情况。
实验小组还得到下列的实验数据(见下表):
(2)从记录的数据看出,观察记录中有明显错误的是第_______________min时的数据;
(3)根据给出的数据,在方格纸中画出图象。
(4)从记录数据可得出:
此时水沸腾的温度为_______________℃。
思维分析:
观察水的沸腾的实验目的,是观察沸腾现象和水沸腾时的温度情况。
烧杯里的水沸腾前,由于杯底部的水温度高、密度小而上升,杯中上部的水温度低、密度大而下降,从而形成对流,所以杯底部的水受热汽化产生的气泡上升,由于上部水温低,所以此时上升的气泡的体积是由大变小的;沸腾的时候水中发生剧烈的汽化现象,需要不断地从热源吸热,致使杯底的水温较低,所以汽化形成的大量气泡上升变大,到水面破裂开来,水蒸气散发到空气中;水在沸腾时温度保持不变,这个温度叫做沸点,在不同气压下,水的沸点不同。
答案:
(1)(b);(a)
(2)12(3)图象略(4)98
物理与生活
[例4]不论是冬天还是夏天,烧开水时,壶嘴都能冒出很多“白气”,这些“白气”是()
A.水蒸气B.小水珠C.热空气D.白烟
思维分析:
冷空气、热空气和水蒸气等都是无色透明的气体。
人眼都不能看见。
水在高温下或沸腾时产生大量的水蒸气从壶嘴冒出。
不管是冬天还是夏天,这些水蒸气的温度都高于壶外空气的温度。
这些冒出的水蒸气遇到温度相对低的空气,就有部分水蒸气液化成小水珠,这就是我们所看到的“白气”。
所以这些“白气”其实是雾状的小水珠。
是液态的(而“白烟”常指固态小颗粒)。
答案:
B
信息题
[例5]先阅读短文。
再回答问题。
住在非洲沙漠中的居民,由于没有电,夏天无法用冰箱保鲜食物。
一位物理教师发明了一种“沙漠冰箱”罐中罐。
它是由一个内罐和外罐组成,两罐之间填上潮湿的沙子。
如图所示。
使用时将食物和饮料放在内罐,罐口盖上湿布。
然后放在干燥通风的地方。
并经常在两罐间的沙子上洒些水。
这样就能起到保鲜作用。
问题:
(1)经常在两罐间洒些水的原因是什么?
_______________。
(2)放在干燥通风的地方是为了_______________。
思维分析:
先联系实际非洲地区比较炎热,食物和饮料在高温环境中易变质,再考虑水蒸发能吸热,所以洒水的原因应为利用水蒸发吸热降低食物和饮料的温度,便于长期保存;问题
(2)放在干燥通风的地方很自然想到是为了加快水分的蒸发,从而吸收更多的热,使食物和饮料温度不致过高,起到保鲜作用。
答案:
(1)利用水蒸发时吸热降低食物和饮料的温度,便于长期保存
(2)加快水的蒸发
物理与生产
[例6]制酒工业中用蒸馏法来提高酒精浓度,其实验装置如图所示,先给含水较多的酒加热使它汽化。
把蒸气引出,再经过冷凝管(冷凝管是双层玻璃管,冷却剂从管口1流入,管口2流出)冷却液化成纯度较高的酒精溶液,这个过程中发生的物态变化有_______________和_______________。
思维分析:
酒精的沸点比水的沸点低,所以用酒精灯加热,烧瓶内液体的温度上升,先达到酒精的沸点,酒精大量汽化,形成酒精蒸气,当热的蒸气进入冷凝管时;温度降低,酒精蒸气液化成为液态酒精,流入锥形瓶。
答案:
汽化;液化
升华和凝华
升华和凝华现象的基本认识
[例l]下列各种现象中,属于升华现象的是()
A.冬天,室外冰冻的衣服干了
B.早晨有浓雾
C.屋顶上的瓦上结了一层霜
D.水结成了冰
思维分析:
A项是由冰直接变成了水蒸气,这是升华现象。
B选项浓雾是液化现象,它是水蒸气遇冷液化为小液滴;C选项霜是凝华现象。
它是水蒸气遇冷凝华而成的。
D选项是凝固现象,它是水达到凝固点,再放热形成的。
答案:
A
物理与生活
[例2]日光灯管用久了两头会发黑,这是由于钨丝受热产生______现象,而钨的蒸气又在灯管壁上产生__________现象的缘故。
思维分析:
日光灯两极由钨丝制成,日光灯工作时,钨丝发热,由于温度高,钨丝产生了升华现象,由固态的钨变为钨蒸气。
由于管壁较冷,钨蒸气又被凝华而吸附在管壁上,时间长了,管壁两头就会发黑。
答案:
升华;凝华
物理与气象学
[例3]用飞机向云层喷洒干冰(固体的CO2)是一种人工降雨的方法。
以下列出几个物态变化过程:
a.干冰迅速吸热升华;b.干冰吸热熔解;c.云层中水蒸气遇冷液化成雨滴;d.云层中水蒸气遇冷凝华成小冰粒;e.水蒸气以干冰为核心凝结成雨滴;f.小冰粒下落遇暖气流熔化成雨滴。
在这个人工降雨过程中,发生的物态变化过程为()
A.a、cB.a、d、fC.b、cD.e
思维分析:
干冰是固态CO2很容易升华,升华时从周围吸收大量的热,使周围温度急剧降低,水蒸气凝华为小冰粒,小冰粒在下落过程中遇到暖气气流熔化成小水珠,落到地面就形成了雨。
答案:
B
[例4]物理学是人类探索自然、认识自然的有力武器,下列自然现象的形成属于凝华的是()
A.有时江面上弥漫大雾
B.冬天早晨地上的霜
C.秋天花叶上的露珠
D.湖面结了厚厚的一层冰
思维分析:
雾和露的形成是液化过程,冰的形成是凝固过程,而霜的形成是凝华过程。
答案:
B
实验与探究
[例5]王老师给同学们做了这样一个演示实验:
往插有小树枝的烧瓶中,放入一些卫生球粉末,然后在酒精灯上微微加热,可看到粉末越来越少,停止加热后,一会儿烧瓶内的树枝上就出现了洁白、玲珑的人造“雪景”,对以上实验现象,下列说法正确的是()
A.“雪景”是卫生球升华而成的
B.“雪景”是卫生球凝华而成的
C.“雪景”是卫生球经过先升华后凝华而形成的
D.“雪景”是卫生球经过先汽化后液化而形成的
思维分析:
卫生球本身就容易产生升华现象,对其加热现象就更明显;停止加热后,气体遇冷又凝华,最后结在树枝上,形成人造雪景。
整个过程包括了升华和凝华两个过程。
答案:
C
【模拟试题】
汽化和液化
达标自查
1.夏天在中暑病人的头上擦些酒精是利用___________来降低病人的体温,缓解病情。
2.被100℃水蒸气烫伤比被l00℃的开水烫伤更严重,这主要是因为___________。
3.载着航天英雄“杨利伟”归来的返回舱到达地面时表面已成黑色,这是舱面在返回的过程中与大气摩擦产生大量的热所致,科学家们曾在其表面涂上了一层特殊材料,这种材料在高温下熔化并且汽化,起到了一定的保护作用。
这是因为()
A.熔化和汽化都要放热
B.熔化和汽化都要吸热
C.熔化要吸热,汽化要放热
D.熔化要放热,汽化要吸热
4.下列常见的自然现象中,不属于液化的是()
A.夏天的暴雨
B.树叶上的露珠
C.江面上的浓雾
D.池塘的水会渐渐变少
5.有一种能反映空气中水蒸气含量的装置叫做干湿泡温度计,如图所示。
它是由两个相同的温度计并列制成的,其中一个温度计被湿布包起来了。
两个温度计的读数不一样,湿温度计的读数较___________,这是由于湿布中的水在___________时要吸收热量。
在一定的温度下,两个温度计的读数相差越小,表示空气的湿度越___________。
能力提高
6.水沸腾时,我们需给它加热,可见沸腾吸热;但水蒸发时,很多时候我们并没有给它“加热”,为什么还说蒸发吸热呢?
请你设计一个实验,说明蒸发是否吸热。
所需器材:
实验过程:
实验现象:
分析论证:
7.在实验室研究水的沸腾时,同学们大部分都得出了水沸腾时温度不变这一结论,但从他们的数据记录和所作的沸腾图象来看,有的沸点是99℃,有的是100℃,还有的是101℃,请你分析一下,出现这种现象的原因可能有哪些?
由此可见进行科学探究,还应具备哪一个重要环节?
8.小明用不带针头的注射器吸入少许乙醚,然后堵住管口,用力向后拉活塞时,乙醚中产生了汽泡,一会儿,再用力向前推活塞时,乙醚又出现了。
从这个现象你可以得出什么结论?
9.蒸发有快有慢,那么是什么因素在影响蒸发快慢呢?
结合你的生活经验,先猜一猜这些因素有哪些,然后动手做做,看它们是如何影响的?
写出你的做法。
10.水是生命之源,但在我们的周围经常有浪费水、污染水的现象发生。
请你和同学们开展社会调查,并提出一些合理的建议。
11.阅读材料:
云雾是水蒸气吗?
有人说,云雾都是蒸发到空气里的水蒸气,漂浮在高空的是云,弥漫在地面上空的是雾。
这种说法是错误的。
包围整个地球的空气中,不仅飘浮着很多烟、尘等固体微粒,还有大量的水蒸气,这些水蒸气是从海洋、江河、湖泊等水面和土壤、植物的表面蒸发而来的。
水蒸气是看不见的。
冬天人呼出的“白气”并不是水蒸气,而是呼出的水蒸气遇冷___________而成的小水珠。
烧水时壶里喷出的“白气”也是如此。
自然界有很多由水蒸气___________成水的现象。
白天气温较高,地面上的水大量___________,空气中含有较多的水蒸气;夜间气温较低,空气中的水蒸气就在地面上的草木、石块上___________成小水珠,这就是露。
如果空气中有较多的浮尘,水蒸气凝结在这些浮尘上面,这就是雾。
当含有很多水蒸气的空气升入高空时,由于高空温度较低,水蒸气附着在烟尘上凝结成水滴。
当温度降低到0℃以下时,水蒸气还会直接凝华成冰晶。
大量的水和冰晶聚集在一起,漂浮在高空中,构成我们常见的云。
(1)在文章的空格中填上适当的物态变化名称。
(2)水蒸气在不同的温度下都可以液化,在文章中找出可以作为证据的描述并画出波浪线。
(3)通过材料学习,可知雾是___________态的小水滴,云包括___________态的
和___________态的___________。
升华和凝华
达标自查
1.做碘升华实验时,要用酒精灯微微加热,这说明固体升华时要___________热,由此可以推断气体凝华时要___________热。
2.列举生活中或者自然现象中的升华、凝华的例子(各举两个)
(1)____________________、__________________。
(2)____________________、__________________。
3.用久了的日光灯,两端会变黑,其物态变化的过程是___________。
4.寒冷的冬天,公园里的冰雕作品会一天天变小,这是___________现象。
5.下列物质属于水蒸气直接凝华的是()
A.露B.雪C.雾D.霜
6.下列物质的变化过程中,属于升华的是()
A.雪在太阳下融化成水
B.冬天窗户玻璃出现的冰花
C.倒在碗里的水会逐渐变干
D.冰冻的衣服在0℃会变干
7.下列物态变化中,需要吸收热量的是()
A.霜的形成B.露的形成C.冰化成水D.水结成冰
8.我国部分地区夏季会出现严重的干旱情况。
为缓解旱情,会利用有利气象条件,实施人工降雨。
飞机在高空投洒干冰(固态的二氧化碳),干冰进入冷云层,就很快___________成二氧化碳气体,并从周围___________大量的热。
使空气的温度急剧___________,于是高空中的水蒸气___________成小冰粒,这些小冰粒逐渐变大而下降,遇到暖气流就___________为小雨滴降到地面上,实现人工降雨,起到缓解旱情的作用。
没有来得及___________的小冰粒,和小雨滴落了下来,就是冰雹,会对农作物产生一定的危害。
能力提高
9.严冬的早晨,观察窗户玻璃上的冰花,为什么冰花只出现在玻璃向室内的一面,室外的一面却无冰花?
10.学校马上要进行文艺汇演了,在小芳编排的节目中需要有些白色雾气,请你帮她发计一下怎么才能达到这种效果?
并说明原因。
11.冬天,冰冻的衣服变干是升华现象;夏天,冰棍从冰柜拿出来,就看到它的周围直“冒烟”,这也是升华现象吗?
请你据此推测冰要进行稳定地升华,气温条件是什么?
12.阅读材料:
人工降雨
云是由水汽凝结而成的。
雨是由云变化而来的。
雨水有时能带来洪涝灾害,而干旱区的人则祈盼着降雨。
为了减轻干旱灾害,争取农作物丰收,人们曾经采用在云中播撒催化剂,促使它下雨的方法。
人工降雨已有约50年的历史。
但目前还只能在有利的天气条件下,使局部的地区下雨。
这就需要研究降雨的云。
云可以分两种:
一种是“冷云”,这种云的全部或一部分的温度低于0℃;另一种是“暖云”,这种云全部在0℃以上。
冷云有的全由冰晶组成,有的由冰晶和温度低于0℃的水滴(叫过冷却云滴)混合组成,也有上部是冰晶和过冷却云滴,下部却是由温度高于0℃的水滴组成。
全部由冰晶组成的冷云,一般很难人工降雨;能人工造成降雨的冷云,必须有过冷却云滴。
自然界的冷云能够降雨,必须要具备既有过冷却云滴,同时又有冰晶两者共存的条件。
因此,对于那些有着充分的过冷却云滴,而缺少冰晶的冷云,如果我们加进催化剂,使在它里面出现冰晶,那么这些冰晶就能使过冷却云滴蒸发,并将蒸发出来的水汽转移到自己身上,使自己增大变重,使得上升的气流托不住它,温度升到0℃以上,融化为雨,降落下来。
科学研究表明,促使冷云中过冷却云滴部分出现冰晶,在云中所加的催化剂通常有两类:
一类是冷却剂,如干冰(固体二氧化碳),它能使云中温度下降,形成了许多冰晶;另一类是冰核,它能使部分的过冷却云滴冻成冰晶,或者使过冷却云滴区域内的水汽凝成冰晶。
时下最常用的冰核,主要是碘化银。
当人们用飞机、火箭、炮弹、气球或在山坡上依靠炉子热气将催化剂送入冷云中,使过冷却云滴和冰晶共存的条件具备时,云就易于下雨了。
自然界暖云不下雨,主要是由于云内虽有许多小云滴,却缺少大水滴,只有当云内有大水滴时,大、小水滴由于下降速度不同,惯性也不同,才会发生大水滴兼并小水滴,增大成为雨滴的过程。
造成降雨现象。
所以,要使暖云人工降雨,必须加吸湿性催化剂,例如食盐、盐水、氯化钙等。
这些暖雨催化剂,可用飞机、火箭、炮弹、气球等工具将它送入云中。
此外,也有利用开炮等机械击激法,促使暖云云滴碰撞并增大成雨的。
如今世界各国对于人工降雨工作已有了一定进展,但更为简捷方便的方法,包括控制降雨及数量的方法,尚待深入研究。
(1)使冷云中出现冰晶在云中所加的催化剂通常有哪两类?
(2)文中提到的干冰是怎样使云中温度下降的?
(3)人类已有了人工降雨的技术,但旱灾时有发生,你是怎么看的?
试题答案
汽化和液化
1.蒸发吸热2.100℃的水蒸气多了一个液化放热的过程3.B4.D
5.低蒸发大
分析:
干湿泡温度计,是由左右两个完全相同的温度计构成的,共用中间同一排刻度,干泡温度计玻璃泡露在空气中,显示的为室温,湿泡温度计玻璃泡外被湿布包起来,由于湿布的水分要蒸发,蒸发要吸热,因此,湿泡的温度计示数低于干泡温度计示数,并且空气越干燥,蒸发越快,吸热越多,两温度计的示数差越大。
6.略
7.从温度计自身及其放置部位分析;交流合作
8.压缩体积,可以使气体液体(减压沸点降低不作要求)
9.10略
11.
(1)液化;液化;蒸发;液化
(2)(文中第三段)(3)液;液;小水滴;固;小冰晶
升华和凝华
1.吸;放
2.冬天结冰的衣服干了;固体香或樟脑片打开放置一段时间后没有了;霜的形成;冬天玻璃上的窗花
3.先升华后凝华4.升华5.D6.D7.C
8.升华;吸收;降低;凝华;熔化;熔化
9.因为室内热的水蒸气遇到与室外接触温度也变为室外0℃以下的玻璃,便放热凝华成冰。
10.在舞台上喷洒干冰,固态二氧化碳迅速升华,要吸收大量的热量,从而使周围温度降低,空气中的水蒸气遇冷放热液化成细小的水珠悬浮在空气中,就可以形成“白雾”。
11.冰棍“冒烟”不是升华现象,是液化。
因为夏天气温较高,这时冰棍会熔化。
据此推测,冰要进行稳定升华,气温必须在0℃以下。
12.
(1)冷却剂;冰核
(2)干冰升华吸热,使云中温度降低(3)技术不成熟,不同地区经济条件不同等。
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- 年级 物理 汽化 液化 升华 凝华 实验 知识