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4.2 汽化和液化
第四章 物質(zhì)的形態(tài)及其變化
知識點
物態(tài)變化
知1－講
1
1. 物質(zhì)的三種狀態(tài)
自然界中物質(zhì)通常以固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)三種狀態(tài)存在。在常溫下，呈現(xiàn)固態(tài)的物質(zhì)一般稱做固體，如石頭；呈現(xiàn)液態(tài)的物質(zhì)一般稱做液體，如水；呈現(xiàn)氣態(tài)的物質(zhì)一般稱做氣體，如氧氣。
知1－講
易錯提醒
“氣態(tài)”不可寫成“汽態(tài)”，“氣體”不可寫成“汽體”。
促成物態(tài)變化的條件一般是物體溫度的變化。
知1－講
2. 物態(tài)變化 物質(zhì)各種狀態(tài)間的變化。
3. 水的物態(tài)變化(如圖1所示)
知1－練
例 1
下列情景中，哪一個過程屬于物態(tài)變化( )
A. 鐵塊被燒紅 B. 鐵絲被彎折
C. 鐵絲被剪斷 D. 陽光下冰糕“流汗”
知1－練
解題秘方：判斷是否發(fā)生物態(tài)變化的要點：若物質(zhì)由一種狀態(tài)變成另一種狀態(tài)，則發(fā)生了物態(tài)變化，否則沒有。
解析：陽光下冰糕“流汗”，冰糕由固態(tài)變成液態(tài)，發(fā)生了物態(tài)變化。
答案：D
知1－練
教你一招：根據(jù)物態(tài)特征識別物質(zhì)狀態(tài)，固體有一定的體積和形狀；液體有一定的體積，沒有一定的形狀，但具有流動性；氣體沒有一定的體積和形狀，但具有流動性。
知1－練
1. 下列現(xiàn)象中屬于物態(tài)變化的是( )
A. 玻璃破碎
B. 河水結(jié)冰
C. 將銅片放在熱水中
D. 水泥加水變成泥漿
B
知2－講
知識點
汽化的一種方式——蒸發(fā)
2
1. 汽化的定義 物質(zhì)從液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程。
“汽化”不可寫成“氣化”。
知2－講
2. 蒸發(fā)
(1)概念：只在液體表面進(jìn)行的汽化現(xiàn)象。
(2)特點：①在任何溫度下都能發(fā)生；②只發(fā)生在液體表面；③它是一種緩慢的汽化現(xiàn)象。
知2－講
(3)探究影響蒸發(fā)快慢的因素
圖示
探究 過程 將兩件完全相同的濕衣服展開后分別掛到陰涼的室內(nèi)和無風(fēng)有太陽的室外 將兩件完全相同的濕衣服一件疊起來、一件攤開分別掛到相同的環(huán)境中 將兩件完全相同的濕衣服展開分別掛到通風(fēng)處和無風(fēng)處
知2－講
續(xù)表：
現(xiàn)象 室外的衣服干得快 攤開的衣服干得快 通風(fēng)處的衣服干得快
原因 分析 在液體的表面積和液體表面附近空氣流速相同的情況下，在室外太陽底下的液體溫度高，加快了蒸發(fā) 在液體的溫度和液體表面附近空氣流速相同的情況下，攤開衣服增大了液體的表面積，加快了蒸發(fā) 在液體的溫度和液體的表面積相同的情況下，通風(fēng)加大了液體表面附近的空氣流速，加快了蒸發(fā)
知2－講
續(xù)表：
歸納 總結(jié) 影響蒸發(fā)快慢的因素：(1)液體的溫度，液體溫度越高，蒸發(fā)越快；(2)液體的表面積，液體表面積越大，蒸發(fā)越快；(3)液體表面附近的空氣流動速度，空氣流動越快，蒸發(fā)越快
知2－講
延伸拓展
蒸發(fā)的快慢還與液體的種類有關(guān)。如相同條件下酒精比水蒸發(fā)快，水比油蒸發(fā)快。
蒸發(fā)的快慢還與空氣的濕度有關(guān)。周圍空氣濕度越大，蒸發(fā)越慢。如夏天下雨前人感覺悶熱，就是因為空氣濕度大，人身上汗液難以蒸發(fā)。
知2－講
關(guān)聯(lián)思考 現(xiàn)在農(nóng)村地區(qū)為了節(jié)約用水，常用管道代替溝渠輸水，這有什么好處？
關(guān)聯(lián)結(jié)果
通過降低水的溫度、減小水的表面積和減慢水表面空氣的流速來減慢水的蒸發(fā)。同時管道還能減少水的滲漏。
知2－練
《天工開物》記載的“透火焙干”是造紙的一道工序，其做法是將剛生產(chǎn)出的濕紙張貼在烤火的墻上(如圖2)。給墻壁烤火能加快濕紙變干的主要原因是( )
A. 升高濕紙的溫度
B. 增大濕紙的表面積
C. 改變濕紙中的液體種類
D. 加快濕紙表面的空氣流動
例 2
知2－練
解題秘方：對于影響蒸發(fā)快慢的問題，將其和影響蒸發(fā)快慢的因素相比對，往往可以快速得出正確結(jié)論。
解析：“透火焙干”中給墻壁烤火，濕紙從墻上吸收熱量，使紙的溫度升高，從而使水分蒸發(fā)加快，使?jié)窦埜傻酶臁?br/>答案：A
知2－練
2. 在探究影響蒸發(fā)快慢的因素的實驗中，如圖所示主要用來探究( )
A. 蒸發(fā)的快慢與液體溫度的關(guān)系
B. 蒸發(fā)的快慢與液體種類的關(guān)系
C. 蒸發(fā)的快慢與液體表面積的關(guān)系
D. 蒸發(fā)的快慢與空氣流動速度的關(guān)系
A
知3－講
知識點
汽化的另一種方式——沸騰
3
1. 沸騰 液體內(nèi)部和表面同時發(fā)生的劇烈的汽化現(xiàn)象。
2. 實驗 探究水沸騰的特點。
(1)設(shè)計實驗與制訂方案：利用如圖3所示的裝
置，將水加熱到沸騰。當(dāng)水溫接近90℃ 時，
每隔1 min 記錄一次溫度。
注意酒精燈的正確使用。
知3－講
(2)獲取與處理信息：
① 組裝實驗裝置，在燒杯中裝入水，用酒精燈給燒杯加熱，用溫度計測量水溫，并觀察水溫變化。
② 當(dāng)水溫達(dá)到90℃時去掉硬紙板，每隔1 min 記錄一次水的溫度值(數(shù)據(jù)如下表)，直到水沸騰后5 min 為止。同時注意觀察沸騰前后水中氣泡在上升過程中的變化。
知3－講
③撤掉酒精燈，停止對燒杯加熱，觀察水的變化情況。
時間/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
溫度/℃ 90 92 94 96 98 100 100 100 100 100 100
水的狀態(tài) 未沸騰 沸騰
知3－講
(3)分析與論證：水沸騰時，液體內(nèi)部和表面發(fā)生劇烈的汽化，持續(xù)加熱，溫度保持不變。
(4)評估與反思：為了節(jié)省時間，應(yīng)利用適量的溫水進(jìn)行實驗。若水過多，實驗時間會太長；若水過少，實驗現(xiàn)象不明顯。
知3－講
實驗要點
組裝實驗裝置(自下而上)：首先根據(jù)用酒精燈外焰加熱的要求，調(diào)整固定鐵圈和陶土網(wǎng)；然后根據(jù)溫度計的玻璃泡浸沒在液體中且不能碰到容器底和容器壁的要求，調(diào)整固定上方的鐵桿。
知3－講
3. 沸點 液體沸騰時的溫度。如表所示為1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下幾種液體的沸點。
液體 沸點/℃
液態(tài)氦 －269
液態(tài)氫 －253
液態(tài)氮 －196
液態(tài)氧 －183
液態(tài)氨 －33
乙醚 35
液體 沸點/℃
酒精 78
水 100
液態(tài)萘 218
汞 357
液態(tài)鉛 1 749
液態(tài)鐵 2 861
沸點與液體的多少無關(guān)。在上面實驗中，水變多或變少，水的沸點都不會發(fā)生變化。
知3－講
(1)不同液體沸點一般不同。
(2)沸點與氣壓有關(guān)，氣壓增大，沸點升高。
(3)1 個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點為100 ℃。
知3－講
深度思考 水沸騰的過程中，撤去酒精燈時，燒杯中的水為什么不是立即停止沸騰，而是沸騰片刻后停止？
深度理解
撤去酒精燈的短時間內(nèi)，鐵圈和陶土網(wǎng)的溫度高于水的沸點，能繼續(xù)給水加熱。
知3－講
關(guān)聯(lián)思考 水沸騰前，氣泡為什么從大變小？ 水沸騰中，氣泡為什么從小變大？
關(guān)聯(lián)結(jié)果
水沸騰前，上面的水溫度低，下面的水汽化成水蒸氣，水蒸氣上升的時候遇到上面低溫的水而液化成水，所以氣泡上升時，逐漸變小。
水沸騰中，上下的水溫相等，上下的水均汽化成水蒸氣，所以氣泡上升時，逐漸變大。
知3－講
4. 蒸發(fā)與沸騰的對比
項目 蒸發(fā) 沸騰
相 同 點 物態(tài)變化 都是汽化現(xiàn)象 吸、放熱情況 都是吸熱過程
知3－講
續(xù)表：
項目 蒸發(fā) 沸騰
不 同 點 發(fā)生的位置 只在液體表面發(fā)生 在液體內(nèi)部和表面同時發(fā)生
發(fā)生的快慢 緩慢 劇烈
發(fā)生的現(xiàn)象 不容易觀察到 迅速產(chǎn)生大量的氣泡
發(fā)生需要的 溫度條件 任何溫度下都能進(jìn)行 在一定溫度(沸點)下進(jìn)行，且與氣壓有關(guān)
液體自身溫 度變化情況 溫度降低 溫度保持在沸點不變
知3－練
[中考·沈陽]在課堂上同學(xué)們用小紙鍋燒水，如圖4甲所示。為什么水能燒開而紙鍋不會燃燒呢？帶著這個問題，同學(xué)們開始探究水沸騰時溫度變化的特點。
例 3
知3－練
解題秘方：探究型實驗在實驗過程中一定要重過程，從實驗器材的選擇、安裝，到實驗過程中遇到的各種問題，再到實驗數(shù)據(jù)的處理與分析，以及交流與評估，都不能敷衍。
知3－練
(1)如圖乙，在安裝實驗器材時，老師提醒大家
固定夾A和B的高度都要適當(dāng)，固定夾A高度
適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)是保證能夠用酒精燈外焰加熱，
那么固定夾B高度“適當(dāng)”的標(biāo)準(zhǔn)是_____________________________________
_______________________。
解析：固定夾B高度“適當(dāng)”的標(biāo)準(zhǔn)是溫度計的玻璃泡要全部浸入被測液體中，不要碰到容器底或容器壁。
溫度計的玻璃泡要全部浸入在水中，不要碰到容器底或容器壁
知3－練
(2)用酒精燈給水加熱至沸騰，需要計時，記
錄溫度并觀察現(xiàn)象。實驗中判斷水沸騰的
依據(jù)是燒杯中出現(xiàn)圖丙中的 ______(填“a”
或“b”)所示現(xiàn)象。
解析：水沸騰時溫度較高，會不斷有大量水汽化成水蒸氣進(jìn)入氣泡，這些氣泡上升時體積逐漸變大，迅速到達(dá)液面破裂開，由此可知圖a所示為水沸騰時的現(xiàn)象。
a
知3－練
(3)將收集的數(shù)據(jù)繪制成如圖丁所示的“溫度—時間”圖像，發(fā)現(xiàn)水在沸騰過程中，溫度變化的特點是_________。
解析：由圖丁可知，水在沸騰過程中，溫度保持不變。
保持不變
知3－練
(4)交流評估環(huán)節(jié)中，同學(xué)們提出了各自的觀點，其中正確的有_______(填字母)。
a. 紙板上的小孔加快了水的散熱，因此小孔是多余的
b. 用初溫較高的水做實驗，可以縮短沸騰前的加熱時間，節(jié)約能源
c. 紙鍋燒水實驗中，紙鍋不會燃燒是因為紙的著火點高于水的沸點，且水沸騰時要不斷吸熱
b、c
知3－練
解析：a. 實驗中若在燒杯上加蓋密閉，氣壓升高，水的沸點會升高，所以設(shè)計一個小孔是為了使杯內(nèi)外氣壓平衡，故a錯誤；b. 適當(dāng)提高水的初溫，可以縮短沸騰前的加熱時間，節(jié)約能源，故b 正確；c. 紙鍋里裝些水，放到火上加熱，過一會兒水就會沸騰，而紙鍋不會燃燒，這主要是因為水沸騰時要吸熱，并且溫度不變，使紙鍋的溫度不能達(dá)到紙的著火點，故c 正確。故選b、c。
知3－練
3-1. [中考·攀枝花改編]在科學(xué)實踐活動中，小明利用紙鍋燒水來觀察水的沸騰，如圖甲所示。
知3－練
(1)由上表可知，本實驗應(yīng)選用_______(填“汞”或“酒精”)溫度計。
汞
測溫物質(zhì) 沸點/℃
汞 357
酒精 78
注：在1 個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下
知3－練
(2)水沸騰后，溫度不再變化，溫度計的示數(shù)如
圖乙所示，則水的沸點為______℃。
(3)為了驗證水在沸騰過程中是否需要吸熱，可
___________，觀察水是否繼續(xù)沸騰。
94
撤去酒精燈
(或熄滅酒精燈)
知3－練
3-2.[中考·涼山州] 如圖所示，燒杯里裝著水，試管中裝著酒精，1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下酒精的沸點為78 ℃，給燒杯加熱使水沸騰，繼續(xù)加熱，則試管中的酒精(　　)
A. 能沸騰
B. 溫度達(dá)不到沸點，不能沸騰
C. 溫度能達(dá)到沸點，但不能沸騰
D. 以上三種情況都可能發(fā)生
A
知4－講
知識點
液化
4
1. 降低溫度使氣體液化
實驗觀察：(1)在燒瓶中注入適量的水，用酒精
燈加熱到沸騰。觀察到瓶內(nèi)和瓶口附近透明，
距離瓶口較遠(yuǎn)位置有“白氣”。
(2)如圖5 所示，在燒瓶口上方傾斜放置一個裝有冰塊的金屬盤。觀察到金屬盤的底面有大量的小水珠。
知4－講
易錯提醒
看到的“白氣”不是水蒸氣，而是水蒸氣液化而成的小水珠。
知4－講
分析思考
(1)從燒瓶中的水到金屬盤底面的水經(jīng)歷的兩種物態(tài)變化是什么？
分析結(jié)果
一是瓶內(nèi)水汽化成水蒸氣；二是水蒸氣在金屬盤底面液化成水。
知4－講
分析思考
(2)由于瓶內(nèi)和瓶口附近透明，可知水蒸氣在瓶內(nèi)和瓶口附近沒有液化，而在距離瓶口較遠(yuǎn)位置或裝冰塊的金屬盤底面發(fā)生液化。“瓶內(nèi)和瓶口附近”和“距離瓶口較遠(yuǎn)位置或裝冰塊的金屬盤底”，哪兒的溫度低？水蒸氣在怎樣的溫度環(huán)境下，會發(fā)生液化？
知4－講
分析結(jié)果
瓶內(nèi)和瓶口附近的溫度高于距離瓶口較遠(yuǎn)的位置或裝冰塊的金屬盤底的溫度，即水蒸氣在低溫環(huán)境下才能液化。
知4－講
實驗結(jié)論：降溫可以使水蒸氣液化。
知4－講
2. 壓縮體積使氣體液化
實驗觀察：如圖6所示，在注射器中吸入少量液態(tài)乙醚，用橡皮塞堵住注射孔。向外拉動活塞，液態(tài)乙醚消失；再推動活塞，液態(tài)乙醚又出現(xiàn)了。
知4－講
分析思考 (1)向外拉動活塞時，液態(tài)乙醚到哪兒去了？
(2)推壓活塞，液態(tài)乙醚又回來了，說明氣態(tài)乙醚可以通過什么方法液化？
分析結(jié)果
(1)向外拉動活塞時，液態(tài)乙醚變成氣態(tài)乙醚而看不見。
(2)推壓活塞，液態(tài)乙醚又出現(xiàn)了，表明壓縮體積可使氣態(tài)乙醚變成液態(tài)乙醚，即液化。
知4－講
實驗結(jié)論：壓縮體積可以使氣體液化。
知4－練
如圖7所示是一款環(huán)保驅(qū)蚊用品——電熱液體蚊香器。蚊香器通電后其內(nèi)部的發(fā)熱部件對驅(qū)蚊液加熱，過一會兒，可見其頂部有“白氣”飄出，房間里彌漫著驅(qū)蚊液的清香，起到驅(qū)蚊和滅蚊的作用。
例 4
知4－練
下列說法正確的是(　　)
A. 產(chǎn)生“白氣”需要吸收大量的熱量
B. 產(chǎn)生的“白氣”是空氣中的水蒸氣
C. “白氣”是驅(qū)蚊液先汽化后液化產(chǎn)生的
D. “白氣”是驅(qū)蚊液先液化后汽化產(chǎn)生的
知4－練
解題秘方：根據(jù)物質(zhì)的初始狀態(tài)與變化后的后續(xù)狀態(tài)判斷相應(yīng)的物態(tài)變化。
解析：電熱液體蚊香器的原理，即通過加熱蚊香液，使驅(qū)蚊液汽化，氣態(tài)的驅(qū)蚊液到空氣中遇冷液化，“白氣”是驅(qū)蚊液先汽化后液化產(chǎn)生的，故C 正確，A、B、D 錯誤。
答案：C
知4－練
4. 許多房間都有玻璃窗。在悶熱的夏天開著空調(diào)的甲房間和寒冷的冬天開著暖氣的乙房間，玻璃窗上都會出現(xiàn)“水霧”。下列關(guān)于“水霧”是在玻璃窗的哪一面的說法中，正確的是(　　)
A. 甲、乙的“水霧”都在內(nèi)表面
B. 甲、乙的“水霧”都在外表面
C. 甲的“水霧”在外表面，乙的“水霧”在內(nèi)表面
D. 甲的“水霧”在內(nèi)表面，乙的“水霧”在外表面
C
知5－講
知識點
汽化吸熱、液化放熱
5
1. 探究汽化吸熱
實驗體驗：(1)在手背上涂些酒精，手背上的酒精逐漸蒸發(fā)，手背感到?jīng)鏊蚝洹?br/>(2)將溫度計插入盛有酒精的容器中，測量酒精的溫度；將溫度計從酒精中取出，觀察到溫度計示數(shù)隨酒精的蒸發(fā)而漸漸降低。
知5－講
論證思考 根據(jù)手背感到?jīng)鏊蜏囟扔嬍緮?shù)漸漸降低，得出什么結(jié)論？
論證結(jié)果
手背感到?jīng)鏊f明酒精蒸發(fā)從手背吸熱；溫度計示數(shù)漸漸降低進(jìn)一步說明酒精蒸發(fā)需要吸熱。
知5－講
關(guān)聯(lián)思考 夏天吹風(fēng)扇覺得涼爽，是因為降低了環(huán)境的氣溫嗎？
關(guān)聯(lián)結(jié)果
不是降低周圍環(huán)境的溫度，而是吹風(fēng)加快了人體表面汗水的蒸發(fā)， 汗水的蒸發(fā)吸熱給人涼爽的體驗。
知5－講
2. 探究液化放熱
如圖8所示，先用溫度計測出容器B中的水溫；再將試管A放入容器B中，讓燒瓶內(nèi)的水沸騰時產(chǎn)生的水蒸氣通入試管A中，水蒸氣在試管中遇冷
會液化為水。過一段時間，再測量容
器B中的水溫，它的溫度是升高了還
是降低了？這個實驗說明了什么？
知5－講
第二次測量的容器B中的水溫高于第一次的結(jié)果，說明水蒸氣在試管A中液化放出了熱量，所以容器B中水溫升高。
知5－講
關(guān)聯(lián)思考 有些醫(yī)院和賓館利用高溫水蒸氣來做飯、燒水，你知道這樣做的道理嗎？
關(guān)聯(lián)結(jié)果
利用水蒸氣液化放熱。
知5－練
[中考·桂林]“漓江煙雨”是難得一見的美麗景色，江面上環(huán)繞的霧是由水蒸氣______(填物態(tài)變化名稱)形成的，在這個過程中水蒸氣會______(填“吸收”或“放出”)熱量。
例 5
液化
放出
知5－練
解題秘方：物質(zhì)由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的過程叫液化；液化是一個放熱過程。
解析：霧是由空氣中的水蒸氣遇冷液化成的小水珠，液化放熱。
知5－練
5. [綿陽期末] 生活中，我們有這樣的經(jīng)歷：煮熟了的雞蛋剛從開水中撈出時較燙，但等到雞蛋表面的水干了之后就更燙。那么雞蛋剛撈出沒有后面燙的原因是______________________。
蛋殼表面的水蒸發(fā)吸熱
汽化和液化
液化
降低溫度
壓縮體積
氣態(tài)
液態(tài)
放
熱
吸
熱
汽化
蒸發(fā)
沸騰

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