我國南方有一種涼水壺,夏天開水放入這種水壺後很快就冷卻,且一般略比氣溫低,這是因為這種涼水壺是用陶土做成的,水可以滲透出來,滲透到容器外壁的水會很快蒸發,而水蒸發時要從容器和它裡面的水中吸收大量的熱量,因而使水溫很快地降低到和容器外的氣溫相周。這時,水還會滲透、蒸發,還要從水中吸熱,使水溫繼續降低。但因為水溫低于氣溫,水又會從周圍空氣吸收熱量,使水溫不會降得過低。你知道這其中涉及到哪些物态變化過程嗎?
1、蒸發(重點)
1.1汽化
(1)定義:物質由液态變為氣态的過程,稱為汽化。
(2)汽化的兩種方式:蒸發和沸騰。
(2)特點:①蒸發隻在液體表面發生。②蒸發可以在任何溫度下發生。③蒸發是吸熱過程,液體蒸發需要從周圍物體(或自身)中吸收熱量,使周圍物體(或自身)的溫度降低,所以蒸發有緻冷作用。
(3)液體蒸發緻冷的應用:醫生常用蒸發得很快的氯乙烷作麻醉劑,使病人的皮膚冷卻到失去疼痛感覺的程度進行手術;還有病人發燒時,可在額頭或身上塗酒精來給病人降溫退燒等。
[方法點撥]蒸發是汽化的一種方式,液體蒸發可以在任何溫度下發生,液體蒸發時需要從液體和其周圍的物體吸熱。液體蒸發有緻冷作用。
2、影響液體蒸發快慢的因素(重點、難點)
2.1實驗探究過程
(1)提出問題:蒸發快慢與空氣流動快慢、表面積大小、溫度高低等因素有什麼關系?
(2)設計并進行實驗
實驗①:如圖甲所示,用滴管把兩滴水(體積相等)分别滴在兩個相同的玻璃片上,用硬紙闆對其中一滴水扇風,觀察哪一滴水幹的快。
實驗②:如圖乙所示,把兩滴水(體積相等)分别滴在兩個相同的玻璃片上,把其中一滴水用小螺絲刀攤平,觀察哪一滴水幹得快。
實驗③:如圖丙所示,把兩滴水(體積相等)分别滴在兩個相同的玻璃片上,用酒精燈給其中一玻璃片加熱,觀察哪一滴水幹得快。
(3)實驗現象
實驗①:用硬紙闆對其扇風的那一滴水幹得更快。
實驗②:用小螺絲刀攤平的那一滴水幹得更快。
實驗③:用酒精燈對其加熱的那一滴水幹得更快。
(4)實驗結論:水面空氣流動越快,水的表面積越大,溫度越高,蒸發的得越快。
2.2實驗歸納
(1)影響液體蒸發快慢的因素有液體的溫度高低、液體的表面積大小及液面上的空氣流動速度大小。
(2)加快液體蒸發的方法有提高液體的溫度,增加液體的表面積及加快液面上的空氣流動速度等;反之則能減慢液體的蒸發。
[方法點撥]影響液體蒸發快慢的因素:一是液體表面積的大小;二是液體溫度的高低;三是液體表面空氣流動的速度大小。在探究影響液體蒸發快慢的因素時,運用了控制變量法。
3、沸騰(重點、難點)
3.1沸騰的定義
在液體内部和表面同時發生的劇烈的汽化現象,叫作沸騰。
3.2探究液體沸騰的特征
(1)提出問題:水在沸騰時有什麼特征?
(2)制訂計劃與設計實驗:用酒精燈給燒杯中的自來水加熱,直到燒杯中的水沸騰并持續一段時間為止。觀察燒杯中小的狀态及溫度變化情況。
(3)實驗器材:燒杯、酒精燈、自來水、溫度計、石棉網、火柴、鐘表、細線。
(4)實驗步驟:
①把水倒進燒杯裡,按如圖所示裝置安裝實驗儀器。
②用酒精燈外焰給盛水的燒杯加熱,并注意觀察溫度計的示數。③當水溫接近90℃時,每隔1min記錄一次溫度,直到水沸騰後幾分鐘為止。在此記錄過程中要注意觀察沸騰前、後杯内氣泡的變化情況。
(5)實驗記錄與描繪圖象:①将數據記錄在下表中。
時間/min |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
溫度/℃ |
90 |
92 |
94 |
96 |
98 |
99 |
99 |
99 |
99 |
②将表格中的數據畫在坐标系中,然後用平滑的曲線把它們聯結起來,就得到水沸騰前後溫度随時間變化的圖象,如圖所示。
核心提示:水的沸點受雜質和大氣壓的影響,可能不是100℃。
(6)實驗現象:①沸騰前,水中發生緩慢的汽化現象,形成少量氣泡,氣泡在上升過程中逐漸變小。②沸騰時,水中發生劇烈的汽化現象,形成大量的氣泡,氣泡在上升過程中逐漸變大,直到水面才破裂,将氣泡内的水蒸氣散發到空氣中。③沸騰前,對水加熱,水的溫度不斷上升;沸騰時,繼續對水加熱,水的溫度不變;停止對水加熱,水不再沸騰。可見,沸騰需要吸熱。
(7)實驗歸納:
①液體沸騰的特征:液體沸騰時,需要吸熱且液體溫度保持不變。②液體達到某一溫度後才沸騰,這個溫度就叫作該液體的沸點。③液體沸騰的條件:液體溫度需達到沸點且繼續吸熱。
3.3沸點與氣壓的關系
不同的液體,沸點一般不同。同一種物質的沸點是變化的,沸點與氣壓有關。氣壓越高,沸點越高;氣壓越低,沸點越低。
3.4蒸發和沸騰的比較
[方法點撥]液體沸騰需達到沸點且繼續吸熱,各種液體都有沸點,不同液體的沸點不同。液體的沸點還受大氣壓的影響。氣壓越低,沸點越低;氣壓越高,沸點越高。
4、液化(重點)
4.1液化
(1)定義:物質由氣态變為液态的過程,稱為液化。
(2)液化是汽化的逆過程,汽化吸熱,液化則放熱。
4.2使氣體液化的方法
(1)所有氣體在溫度降到足夠低時都可以液化。
(2)在一定溫度下,壓縮體積也可以使氣體液化,如液化氣罐、一次性打火機都是利用壓縮體積的方法來使氣體液化的。
核心提示:冬天,氣溫較低,人們呼出來的水蒸氣溫度較高,遇到低溫的空氣時發生了液化現象,水蒸氣變成了小水滴懸浮在空氣中,這就是我們看到的“白氣”,因此“白氣”不是水蒸氣。
[方法點撥](1)液化是汽化的逆過程,液化時要放熱。(2)使氣體液化的方法:降低溫度或壓縮體積。
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