温度
一、水的三变化
自然界中水有三种状态,分别是固态、液态、气态,在温度变化的情况下三种状态是可以发生变化的。熟悉自然界水的不同状态。
二、温度
物理学中通常用温度表示物体的冷热程度。
(1) 温度的物理量符号是t,常用单位是摄氏度,摄氏度的符号是℃。
(2) 摄氏温度的规定:在1标淮大气压下,将纯净的冰水混合物的温 度定为0℃,水沸腾时的温度定为100℃,把0℃到100℃之间划分 为100等分,每等分就为1摄氏度。
(3) 摄氏温度的读法:“摄氏度”是摄氏温度的单位,“摄氏度”三个字 是一个整体,不可省略读成度,也不可分开读,例如37℃不可读成 37度,也不可读成摄氏37度。
(4) 在国际单位制中,温度的单位是开尔文,物理量的符号是K,温度 的国际单位制又叫做热力学温度,热力学温度与摄氏温度的关系是 T=+273℃。
三、温度计
1.温度计的工作原理:利用液体热胀冷缩的性质制成的。
2.温度计是标度方法:在1个标准大气压下,把冰水混合物的温度规定为0℃,把沸水的温度规定为100℃,在0℃和100℃之间,平均分成100等份,每等份代表1℃.
3.温度计的使用
(1) “一看一清”:观察它的量程;认清它的分度值。
(2) “三要
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温度计的玻璃泡要全部浸入被测液体中,不能碰到容器壁或底:
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温度计的玻璃泡浸入液体后要稍候一会儿,待示数稳定后再读数:
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读数时玻璃泡要继续留在被测液体中,视线与液柱的上表面相平。
解读:温度计的量程是指温度计所能测量的最高温度和最低温度。温度计的分度值反映了温度计的准确程度,分度值越小的温度计,所测得的数据越精确。观察温度计时,必须看清0℃刻度的位置,液柱的液面在·℃刻度的下方时,显示的温度为负值,即低于0℃的为“零下温度”。
物态变化
一、熔化和凝固
1.物态变化
常见的物质有三种状态:固态、液态、气态。物质可以由一种状态变成另一种状态,这种现象叫做物态变化。
2.熔化和凝固
物质从固态变成液态叫做溶化,从液态变成固态叫做凝固。不同的物质在溶化时,表现出的情况是不一样的。一类物质在容化时,虽然续吸热,但温度不变,直到由固态全部容化为液态,温度才上升。这类固体称之为晶体。另一类物质在容化时,没有一定不变的温度,在吸热后先变软,再变稀,最后全变为液态,温度不断升高,这类物质称之为非晶体。
凝固是熔化的逆过程。晶体溶液在凝固过程中有一定的凝固温度,叫做凝固点。非晶体没有凝固点。同一种物质的溶点和凝固点相同,不同物质的溶点和凝固点一般是不相同的。
晶体和非晶体的重要区别在于晶体熔化时有一定的容化温度,叫做溶点。而非晶体没有一定的溶点。
解读:溶化和凝固图像
如图所示是晶体萘的容化和凝固图像,由图可知:A点开始计时,B点表示=5min时萘的温度为80℃,此时萘仍全部处于固态。随着时间的推移,萘不断吸收热量,萘吸收的热量全部用于萘的熔化,温度保持不变,所以萘的熔点是80℃。BC段与时间轴平行,到C点全容化成液态。此后,萘续吸热升温,如CD段所示。从图象看出,B点是80℃固态的萘,C点是80℃液态的萘,BC之间是80℃固液共存状态的萘。
若从D点起停止加热后,液态萘温度不断降低。当降到点(80℃)时,开始凝固,凝固过程中不断放热,但温度仍保持80℃不变,直到F点全凝固。以后,固态萘放热,温度才开始下降,即图线中G段。
非晶体溶化和凝固时没有确定的温度,容化时吸热,温度不断上升。凝固时放热,温度不断下降。
二、汽化和液化
1.汽化
(1) 概念:物质从液态变为气态的过程,汽化过程中物质要吸收热量。
(2) 汽化的两种方式:蒸发和沸腾。
(3) 蒸发:只是在液体表面发生的汽化现象。蒸发能在任何温度下进行。蒸发要吸热,所以有制冷作用。
(4) 影响蒸发快慢的因素有:①液体的温度;②液体的表面积③液面上方空气的流动速度。
(5) 沸腾:在液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象。沸腾要吸热,且温度保持不变。
解读
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蒸发在任何温度下都可发生,只发生在液体表面,是一种缓慢的汽化现象。
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沸腾在一定的温度(沸点)下才发生,同时发生在液体的表面和内部,是一种剧烈的汽化现象。
2.液化
(1) 概念:物质从气态变为液态的过程,液化过程中物质要放出热量。
(2) 液化的方法:①降低温度;②压缩体积。液化石油气就是在普通温度下,用压缩体积的办法,把石油气液化装在钢罐里的。
解读:常见的液化现象:水蒸气遇到冷的物体如草、石块、树叶等发生液化形成露水;雾霉是空气中的水蒸气遇到空气中的尘埃发生的液化现象;烧开水时冒“白气”,冬天人嘴里呼出“白气”,夏天冰棒周围冒的“白气”,这些“白气都是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水珠。
三、升华和凝华
1.升华
(1) 定义:物质由固态直接变成气态的过程。
(2) 特点:升华时要吸收热量。
2.凝华
(1) 定义:物质由气态直接变成固态的过程。
(2) 特点:升华时要放出热量。
解读:常见的升华现象:碘加热升华、干冰升华用于人工降雨、寒冷冬天冰冻的衣服变干、樟脑球变小、灯丝变细等;常见的凝华现象:雪和霜的形成、冬天树枝上“霉凇”的形成、冬天窗户内测形成的“冰花”、从冰箱冷冻室取出的冷冻食品上白色“粉末”的形成等。
易错真题
(2022·六盘水中考)游泳时为了谨防抽筋现象,最适宜的水温是()
A.10℃ B.20℃ C.28℃ D.40℃
解:适合游泳的水温有很多,一般室内游泳池的水温在26一28℃,而儿童池和残疾人池的水温则略高一些,所以下水前应试试水温,最适宜的水温约为28℃。
答案:C。
(2022·无锡中考)暑假里,小明从电冰箱的冷冻室内拿出一根棒冰,发现包装纸上有一层“霜”;撕开包装纸后,棒冰冒出“白气”。关于这些现象,下列说法中正确的是()
A.“霜”是水蒸气凝华形成的 B.“霜”的形成需要吸热
C.“白气”是棒冰升华形成的 D.“白气”的形成需要吸热
解:AB、霜是空气中的水蒸气遇冷在棒冰表面疑华形成的冰晶,此过程放出热量,故A正确,B不正确;CD、白气是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,此过程放出热量,故CD不正确。
答案:A。
(2022·沈阳中考)如图所示,炎热的夏季,小雨向盛有常温饮料的杯中加入一些小冰块,一段时间后冰块变小,同时观察到杯的外壁出现一些小水珠,下列说法正确的是()
A.杯中冰块的内能为零 B.杯中饮料含有的热量减少
C.杯外壁小水珠的形成需要吸收热量 D.杯外壁小水珠是水蒸气液化形成的
解:A、任何温度下物体都有内能,所以杯中冰块的内能不为零,故A错误;
B、热量为过程量,不能说饮料含有热量,故B错误;
C、杯外壁小水珠是空气中的水蒸气液化形成的,需要放出热量,故C错误;
D、杯外壁小水珠是空气中水蒸气液化形成的,故D正确。
答案:D。
(2022·张家界中考)下列是小李同学在劳动实践活动中采取的系列措施,其中为了减缓蒸发的是()
①使用酒精灯加热,不使用时盖上灯帽
②植树时剪掉多余的枝叶
③把洗过的衣服晾晒在通风处
④培育玉米苗时盖上地膜
⑤将收割的小麦摊开晾晒
A.①②③ B.②③④ C.③④⑤ D.①②④
解:
①酒精灯不用时盖上灯帽,控制了液体的表面积,同时避免了空气流动的影响,可减缓蒸发;
②植树时剪除大量枝叶,可减小枝叶蒸腾作用的表面积,从而可减缓蒸发;
③将洗过的衣服晾在通风处,加快了液体表面空气的流动速度,可加快蒸发;
④利用地膜培育玉米苗,控制了液体的表面积,同时避免了空气流动的影响,可减缓蒸发;
⑤将收割的小麦摊开晾晒,增大了液体的蒸发面积,同时加快了液体表面空气的流动速度,可加快蒸发。
综上所述,各措施中为了减緩蒸发的是①②④。
答案:D。
(2022·六盘水中考)初冬的早晨,山林变成了冰清玉洁的银色世界,树枝上出现了霉凇,如图所示。霉凇是空气中的水蒸气经下列那种物态变化形成的()
A.凝华 B.熔化 C.液化 D.汽化
解:雾淞是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的冰晶,此过程放热,故A正确,
答案:A。
(2022·福建中考)国家速滑馆在冬奥会历史上首次采用“二氧化碳跨临界直冷制冰”技术。技术原理简化如图,下列说法正确的是()
A.CO2经过压宿机时温度降低
B.C02经过冷凝器时发生凝华
C.C02经过膨胀阀时发生升华
D.C02经过蒸发器时吸收热量
解:A、CO2经过压宿机时,压宿机对CO2做功,CO2的内能增大,温度升高,故A错误;
B、CO2经过冷凝器时由气态变成液态,发生了液化现象,故B错误;
C、由图可知,液态CO2经过膨胀阀后一部分变为气态C02,测此过程中发生了汽化现象,故C错误;
D、CO经过蒸发器时由液态变成了气态,发生了汽化现象,汽化吸热,故D正确。
答案:D。
(2022·淄博中考)水是人类环境的重要组成部分。水通过吸热、放热在固态、液态、气态三种状态间转化,如图所示。已知甲是水,则()
A.乙是冰
B.丙是水蒸气
C.由丙到甲的过程放热
D.由丙到甲是溶化过程
解:由甲是水,由甲转变成乙要吸热可知,乙是气体,可推导出丙是固体。
故A、B错误;从丙到甲是容化过程,要吸热,故C错误,D正确。
答案:D。
(2022·齐齐哈尔中考)下列物态变化过程中,需要吸收热量的是()
A.冰雪消融 B.清晨结露
C.深秋凝霜 D.泼水成冰
解:A、冰雪消融属于容化现象,需要吸热,故A正确;
B、露的形成属于液化现象,需要放热,故B错误;
C、霜的形成属于凝华现象,需要放热,故C错误;
D、冰的形成属于凝固现象,需要放热,故D错误;
答案:A。
(2022·东营中考)谚语是劳动人民智慧的结晶,下列分析正确的是
A.“十月打了霜,来年粮满仓”,如图甲,霜的形成是凝华现象,需要吸热
B.“大雾不过晌,过响听雨响”,如图乙,霉的形成是汽化现象,需要放热
C.“草上露水凝,天气一定晴”,如图丙,露的形成是液化现象,需要放热
D.“大雪河封住,冬至不行船”,如图丁,冰的形成是凝固现象,需要吸热
解:A、霜是空气中的水蒸气遇冷凝华形成固态的小冰晶,疑华过程需要放热,故A错误;
BC、霉和露是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小液滴,液化过程需要放热,故B错误,C正确;
D、物体由液态变成固态的过程叫凝固,冰是水凝固形成的,凝固过程需要放热,故D错误。
答案:C。
(2022·常州中考)1标准大气压下,冰溶化过程中冰水混合物的温度(小于/等于/大于)水凝固过程中冰水混合物的温度,冰溶化过程中所需环境温度(小于/等于/大于)水凝固过程中所需环境温度。
解:标淮大气压下,冰溶化过程中冰水混合物的温度不变,为0℃,水凝固过程中冰水混合物的温度不变,为0℃,所以两者温度相同;冰溶化过程中需要续吸热,所人所需环境温度大于·℃,水凝固过程中需要继续放热,所以所需环境温度小于·℃。
答案:等于;大于。
(2022·宜昌中考)如图为关于“55°”水杯的图片。将沸水倒入这种杯中摇一摇,便可使水温快速变为55℃,并在一定时间内保持温度不变,这是因为杯的内壁和外壁间贮存了一种颗粒,这种颗粒是[ ](选填“晶体”或“非晶体”),使沸水降温利用了它[ ]的特点。
解:由题意可知,将沸水倒入“55·”水杯后摇一摇,便可使水温快速变为55℃,并在一定时间内保持温度不变,说明这种颗粒由固体变为液体时吸热但温度保持不变,故这种颗粒是晶体,使沸水降温利用了它溶化吸热的特点。
答案:晶体;熔化吸热。
(2022·河南中考)在干旱缺水的地区,可用塑料布收集露水,如图所示。露形成时发生的物态变化是[ ],该物态变化过程要[ ]热量,所以露的形成多在夜间。
解:露是空气中的水蒸气遇冷液化为液态的小水滴,液化放热。
答案:液化;放出。
(2022·张家界中考)北京冬奥会赛道上的雪是利用造雪机将液态的水粉碎成霉状的小水滴,当小水滴遇到寒冷的外空气[ ]成小冰晶。自然降雪是水蒸气在赛冷的高空急剧降温,从而[ ]成微小的冰晶,这些冰晶聚集起来变成雪花飘落大地。(填写物态变化名称)
解:人工造雪是液体变成固体,是凝固现象;自然降雪是水蒸气直接变成固体,是凝华现象。
答案:凝固;凝华。
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