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1、第三章 物态变化第一节 温度知识点(一)温度与温度计1、温度物体的冷热程度叫温度。热的物体温度高,冷的物体温度低。2、测量温度的工具温度计(1)常用温度计的原理:家庭和实验室里常用的温度计是根据液体热胀冷缩的规律制成的。(2)常用温度计的基本构造常用的液体温度计的主要部分是一根内径很细并且均匀的玻璃管,管下端是一个玻璃泡,泡内装有适量的测温物质,如水银、染成红色的煤油、酒精等,玻璃管外标有均匀的刻度和所用单位的符号。长刻度线旁标着数字,两个长刻度线之间还有短刻度线,相邻两刻度线之间的温度叫它的分度值。(3)常用温度计的分类液体温度计:根据测温物质的不同分为酒精温度计、水银温度计、煤油温度计;根
2、据用途的不同分为实验室用温度计、体温计、寒暑表。固体温度计如根据不同金属连接时的温差现象制成的热电偶温度计,根据不同温度下电路导电性不同制成的电子体温计,利用红外线原理制成的非接触红外线温度计,利用不同金属膨胀率不同制成的双金属片温度计等。气体温度计:多用氢气或氦气作测温物质,精确度很高,多用于精密测量。知识点(二)摄氏温度1、摄氏温度的单位: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: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 ;0和100 之间分成 100个等份,每个等份代表1。注:0 表示物体的冷热程度与标准大气压下冰水混合物的冷热
3、程度相同,而不是说物体没有温度。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”;0摄氏度以上的温度,省略数字前面的“+”号,如 10 ,读作“10摄氏度”或“零上10摄氏度”。注:热力学温度热力学温度,又称开尔文温标、绝对温标。理论上宇宙中的最低温度是绝对零点温度-273.15,热力学温标将-273.15定义为0K,分度方法与摄氏温标相同,表达式为T=t+273.15,使用热力学温标时冰水混合物温度为273.15K。知识点(三)温度计的使用1、会认:量程和分度值2、会选:如果被测物体的温度过高,温度计里的液
4、体可能将温度计胀破;如果被测物体的温度过低,则测不出其温度值。3、会拿:使用温度计时,要拿住温度计的上部,不可用手接触温度计的玻璃泡。4、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人被测的液体中,不要碰到容器底或容器壁。5.会读:温度计的玻璃泡浸入被测液体后要稍微等待一会,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6、会记:记录温度值时,不用进行估读,零摄氏度以下的温度不要忘记写负号。注:(1)测量时,温度计的玻璃泡不能接触容器底或容器壁,是因为容器的温度与被测液体的温度不同,会影响测量结果的准确性。(2)读数时,若仰视玻璃管内
5、的液面,会造成读数偏小;若俯视,会造成读数偏大。知识点(四)体温计1、认识体温计体温计用于测量人体温度,其玻璃泡内的测温物质是水银,量程为3542,分度值为0.1。2、体温计的特殊结构及作用体温计的玻璃泡和直玻璃管之间有一截很小的管(也叫缩口),测量体温时,玻璃泡中的水银随着温度升高,发生膨胀,通过细管挤到直管;当体温计离开人体时,水银变冷收缩,细管内的水银断开,直管内的水银不能退回玻璃泡内,这样体温计即使离开人体,显示的温度也不会变化,即体温计可以离开人体读数。3、使用方法(1)体温计在使用前,应用力向下甩几下,让直管内的水银流回玻璃泡内后再测量。如果体温计在使用前未把水银甩回玻璃泡内,则体
6、温计示数停留在上次使用时的温度,当人体的温度高于这个温度时,体温计的示数还可以上升,此时能测量出人体的实际温度;当人体的温度低于这个温度数时,由于体温计的示数不会下降,将导致测量值偏高。(2)读数时,应把体温计从腋下或口腔中拿出来再读数。(3)体温计的分度值是0.1 ,读数时精确到0.1。第二节 熔化和凝固知识点(一)物态变化1、物质常见的三种状态自然界中物质通常以固态、液态、气态三种状态存在(1)在常温下呈固态的物质,如钢铁、石块等,一般称之为固体;(2)在常温下呈液态的物质,如水、煤油等,一般称之为液体;(3)在常温下呈气态的物质,如氧气、水蒸气等,一般称之为气体。2、实验探究:水的三种状
7、态分别是固态、液态和气态;在一定条件下,水的这三种状态可以相互转化。3、物态变化的概念物质各种状态间的变化叫做物态变化。注意:物体形状的改变和物质状态的变化不是一回事,物质状态的变化是指固态、液态、气态的相互转化。注:温度是物态变化的决定因素,随着温度的变化,自然界中的物质一般都会发生状态变化。知识点(二)熔化和凝固1、现象探究:固体被加热可以变成液体,液体冷却可以变成固体。2、熔化和凝固的概念(1)熔化:物质从固态变成液态的过程叫做熔化,如冰融化成水。(2)凝固:物质从液态变成固态的过程叫做凝固,如水结成冰。注:熔化、溶化和融化的区别(1)熔化是指物质从固态变成液态的过程,熔化时要吸收热量,
8、所以用火字旁“熔”;例如将块状的冰糖加热,熔化为糖水。(2)溶化是指固态物质在液体中分散开来,最后变成液态的混合物的现象,要发生溶化必须有液体,所以用三点水旁“溶”;例如,食盐溶于水,形成盐水。(3)融化特指冰、雪、霜等受热后化成水,多用于文学作品中。(4)物理学中,在解释有关物理现象,涉及填写物态变化时,只能用熔化。3、实验:探究固体熔化时温度的变化规律(1)提出问题:不同的物质在由固态变成液态的过程中,温度的变化规律相同吗?(2)实验器材:铁架台、酒精灯、温度计、石棉网、烧杯、试管、停表、海波、石蜡、水等。实验装置:(3)实验步骤分别取适量的海波(硫代硫酸钠)和石蜡(研碎),分别放入两个试
9、管中,在两个分中各插入一支温度计,再将试管放在盛水的烧杯中(水浴法),使试管均匀受热。用酒精灯外焰对烧杯缓慢加热,观察海波和石蜡的变化情况,以及温度计示数的变化。待海波的温度升至40 、石蜡的温度升至50 ,每隔1 min 记录一次温度计的示数,在海波和石蜡完全熔化后再记录34次.数据。记录如表所示表1:海波熔化时间/min0123456789101112海波的温度/40424446484848484848505356状态固态固液共存态液态表2:石蜡熔化时间/min0123456789101112蜂蜡的温度/52555861626364656770717274状态固态粘稠状态液态(4)分析与论
10、证以坐标纸上的纵轴表示温度,横轴表示时间,将表1、表2中的数据分别在两方格纸上描点,然后再将所有的点用平滑的曲线连起来,得到海波和石蜡温度随时间变化的图像,如图所示:图1:海波熔化海波的图像上有两个转折点:第一个转折点 B(4,48)海波开始熔化,此时的温度为48 ;第二个转折点C(9,48)熔化结束,海波由固态完全变为液态。根据海波熔化图像的特征,可将整个过程分为三段:AB段、BC 段和 CD段。a、AB 段海波的状态是固态,这段时间海波吸热,温度不断升高;b、BC段海波的状态是固液共存态(既有已熔化的液态海波,也有还未熔化的固态海波),这段时间海波吸热熔化,但温度保持为48 ;c、CD段海
11、波完全变为液态,这段时间海波吸热,温度不断升高。图2:石蜡熔化分析石蜡的熔化过程,温度变化图像可知石蜡熔化时随着加热时间的增加,由固态慢慢地变软、变稠、变稀,逐渐熔化为液态,整个熔化过程不断吸热,温度也逐渐升高。(6)实验结论不同的物质在熔化过程中温度的变化规律不同,如海波有确定的熔化温度,石蜡没有确定的熔化温度;(7)实验注意事项安装实验器材时,为保证用酒精灯的外焰加热,应按照自下而上的顺序进行。实验时,海波和石蜡应适量,目的是避免加热时间过短或过长,影响实验效果。实验时,温度计的玻璃泡要与被测物质充分接触,且不能触碰试管壁或试管底。酒精灯的使用:a、不能用一只酒精灯去引燃另一只酒精灯;b、
12、用外焰加热;c、用完酒精灯后必须用灯帽盖灭(不能用嘴吹灭)。记录温度的时间间隔不要太长,否则可能记录不到物质熔化时温度不变的过程。让海波、石蜡均匀受热的三种措施:a、采用水浴法加热;b、在加热过程中用搅拌器不断搅拌;c、将物质研碎。烧杯下面放石棉网的目的是使烧杯受热均匀。注:水浴法的优点水浴法是一种能给物体均匀、间接地加热,并能控制温度上升速度的好方法。4、液体凝固的特点(1)在海波熔化结束后,停止加热,海波的温度逐渐降低,这个过程不会凝固,直到当温度降到48 时,海波才开始凝固,且在凝固的过程中,海波的温度保持不变,直到全部凝固后,温度才继续下降。(2)对液态的石蜡停止加热时,石蜡逐渐由稀变
13、软最后变成固态,在这一过程中,石蜡的温度不断降低。(3)凝固过程是熔化过程的逆过程,当物质由液态变成固态时,会向外界放出热量。知识点(三)熔点和凝固点1、晶体和非晶体分类定义常见物质晶体有些固体在熔化过程中尽管不断吸热,温度却保持不变,有固定的熔化温度,这类固体叫做晶体。海波、冰、萘、食盐、固体酒精、固体水银等非晶体有些固体在熔化过程中,只要不断地吸热,温度就不断地上升,没有固定的熔化温度,这类固体叫做非晶体石蜡、松香、玻璃、沥青、塑料、橡胶等2、熔点与凝固点(1)熔点:晶体熔化时的温度叫做熔点。晶体不同,熔点一般也不同;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
14、温度叫做凝固点。同一物质的凝固点和它的熔点相同;非晶体没有确定的凝固点。注:如果在一种晶体中掺入其他物质,则该晶体的熔点和凝固点会发生变化。例如,在水中加入盐或酒精,可降低水的凝固点(冰的熔点),冬天在大量积雪的公路上撒盐可以降低冰雪的溶点,加速冰雪的熔化就是这个原因。2、熔化与凝固图像(1)熔化图像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。非晶体在熔化过程中不断吸热温度不断上升。(2)凝固图像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
15、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。非晶体在凝固过程中不断放热,温度不断降低。4、晶体熔化与凝固的条件(1)晶体熔化的条件:温度达到熔点;继续吸热。(2)晶体凝固的条件:温度达到凝固点;继续放热。知识点(四)熔化吸热,凝固放热1、熔化吸热,凝固放热晶体在熔化或凝固过程中虽然温度保持不变,但必须继续吸热或放热(可见吸热和放热,不是用来升高温度,而是用来完成熔化和凝固),才能保证熔化或凝固过程的完成。同样,非晶体在熔化或凝固时也要相应地吸热或放热.只是边升温边熔化或边降温边凝固。 2. 熔化、凝固的应用(1)用0 的
16、冰冷却饮料比用0 的水效果要好,是因为0 冰熔化成0的水要吸热。(2)夏天吃雪糕感觉凉快,是因为雪糕与凉水相比,要从人体吸收更多的热。(3)北方的冬天,为了很好地保存蔬菜,人们通常在菜窖内放几桶水,这是因为水结冰时放热使菜窖内的温度不会太低。第三节 汽化和液化知识点(一)汽化和液化1、概念: 物质从液态变为气态的过程叫做汽化,从气态变为液态的过程叫做液化。注:看得见的“白气”"不是水蒸气,是液态小液滴。知识点(二)沸腾1、沸腾的概念沸腾是液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象。2、实验:探究固体熔化时温度的变化规律(1)提出问题:水在沸腾时有什么特征?水沸腾后如果继续加热,是不是温度会
17、越来越高?(2)实验器材:铁架台、酒精灯、石棉网、烧杯、温度计、火柴、硬纸板、钟表、水。实验装置:(3)实验步骤按图所示从下往上组装实验装置,在烧杯中装入水,用酒精灯外焰给烧杯加热,并给烧杯盖上硬纸板,同时用温度计测量水温,并观察水温变化;当水温达到90时去掉硬纸板,每隔1min记录一次水的温度值,直到水沸腾后5min为止,并将数据记录在表格中,同时注意观察沸腾前后水中气泡在上升过程中的变化;撤掉酒精灯,停止对烧杯加热,观察水的变化情况。记录如表所示时间/min0123456789温度/9092949698100100100100100水的状态未沸腾沸腾(4)实验现象水沸腾前,对水加热,烧杯底
18、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渐渐变小,直至消失。水沸腾时,继续对水加热,水的温度保持不变,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,并放出里面的水蒸气。(5)分析与论证在坐标纸上以时间为横轴,温度为纵轴建立坐标系;根据表中记录的数据在坐标系中描点,再用平滑的曲线把它们连接起来。画出水沸腾前后温度随时间变化的图像。由实验现象和图像可知,水沸腾之前,不断对水加热,水的温度不断升高,达到某一温度时,水开始沸腾,在水的内部产生大量的气泡,气泡上升到水面后破裂,释放里面的水蒸气,说明沸腾是液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象。 水沸腾后,继续对水加热,但水的
19、温度保持不变,停止加热后,水停止沸腾,说明水沸腾需要吸收热量。海波的图像上有两个转折点:第一个转折点 B(4,48)海波开始熔化,此时的温度为48 ;第二个转折点C(9,48)熔化结束,海波由固态完全变为液态。(6)实验结论沸腾的特点:液体沸腾时,吸收热量,但温度保持不变。这个保持不变的温度叫做该液体的沸点。沸腾的条件:一是温度达到沸点。(7)实验注意事项安装实验装置时,为保证用酒精灯的外焰加热,应按照自下而上的顺序进行。温度计的玻璃泡要全部浸入水中,且不能碰到烧杯底和烧杯壁实验时,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的时间内水被烧开,导致实验观察
20、时间太短。缩短加热时间的方法:a、用温水进行实验;b、在烧杯上加带小孔的盖子,以减少热量损失。液体的沸点和液面的气压有关,气压越大,沸点越高;气压越低,沸点越低。实验时由于受大气压的影响,测出的水的沸点可能不是100 。刚撤去酒精灯时,由于石棉网和烧杯底的温度暂时还高于水的沸腾温度,水还能从石棉网和烧杯底继续吸热,所以水还会继续沸腾一小段时间。知识点(三)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,蒸发是汽化的另一种方式。2、蒸发的特点(1)在任何温度下都可以发生;(2)只发生在液体表面;(3)是缓慢的汽化现象。3、现象探究:影响蒸发快慢的因素(控制变量法)(1)液体的温度:液
21、体的温度越高,蒸发越快;(2)液体的表面积:液体的表面积越大,蒸发越快;(3)液体表面上方的空气流动速度:液体表面上方的空气流动速度越大,蒸发越快。注:影响液体蒸发的其他因素(1)液体蒸发的快慢跟周围空气的湿度也有关;周围空气湿度越大,蒸发越慢;(2)对于不同的液体来说,蒸发的快慢还与液体的种类有关;比如在相同条件下,酒精比水蒸发得快,水比油蒸发得快。4、蒸发制冷(1)现象探究:蒸发吸热探究归纳:液体在蒸发过程中吸热,会使液体及与液体接触的物体温度下降.。(2)蒸发制冷液体在蒸发过程中要从周围的物体(或自身)吸收热量,使周围的物体(或自身)温度降低,所以蒸发具有致冷的作用;蒸发越快,致冷效果越
22、明显。 知识点(四)液化1、液化的两种方式(1)降低温度(2)压缩体积注:有些气体仅靠压缩体积的方法难以液化,常采用压缩体积和降低温度相结合的方法,如氮气的液化。2、液化放热液化是汽化的逆过程,汽化需要吸热,液化会放热。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放出大量的热,因而加重烫伤.。3.液化的应用气体液化后,体积减小,便于贮存和运输;如液化石油气、火箭中的液氢和液氧等。4、常见的水蒸气液化现象第五节 升华和凝华知识点(一)升华1、现象探究(1)放在衣橱内的樟脑球过一段时间会变小,在樟脑球变小的过程中,樟脑直接由固态变成了气态
23、。(2)冬天,室外冰冻的衣服过一段时间变干,在衣服变干的过程中,衣服上的冰直接变成了水蒸气。(3)用久了的白炽灯的灯丝变细了,固态钨丝中的钨在高温下直接变成了钨蒸气。2、概念:物质从固态直接变成气态的过程叫做升华。3、对升华现象的理解升华是指物质直接由固态变为气态的过程,“直接”说明变化过程中物质不存在液态这一状态。知识点(二)凝华1、现象分析(1)冬天,房间窗户玻璃的内侧出现“窗花”,室内空气中的水蒸气,遇到温度很低的玻璃,直接由气态变成了固态的冰晶附着在玻璃上。(2)寒冷的冬天,江边树枝上出现雾淞,空气中的水蒸气,在气温骤然降低时,直接由气态变为固态的冰晶附着在树枝上。(3)深秋的早晨,地
24、面、草叶上出现霜,空气中的水蒸气,在气温迅速降低时,直接由气态变为固态的冰晶附着在地面、草叶上。2、概念:物质从气态直接变成固态的过程叫做凝华。3、对凝华现象的理解凝华是指物质从气态直接变成固态的过程,“直接”说明变化过程中物质不存在液态这一状态。知识点(三)升华吸热、凝华放热1、实验探究:碘的升华和凝华探究归纳(1)物质由固态直接变成气态需要吸收热量,即升华吸热;(2)物质由气态直接变成固态会放出热量,即凝华放热。2、升华吸热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;(2)贮藏物品;(2)舞台效果;(3)医疗手术;知识点(四)物态变化总结