师:同学们,大家好。本节课我们一起复习第三章“物态变化”,请准备好纸笔和学习任务单,和我一起开始本节课的学习。
本章我们学习了“温度”“熔化和凝固”“汽化和液化”“升华和凝华”四节内容,了解了可以用温度计测量物体的温度,用体温计测量人体的温度。其中,熔化、汽化、升华是吸热过程,凝固、液化、凝华是放热过程。还了解了汽化有沸腾和蒸发两种方式,液化有降低温度和压缩体积两种方法。下面我们依次来复习。
物理学中通常用温度来表示物体的冷热程度,常用单位是摄氏度。摄氏温度是这样规定的:在标准大气压下,冰水混合物的温度定为0摄氏度,沸水的温度定为100摄氏度。将0度和100度之间分成100个等份,每个等份就是1摄氏度。人的口腔温度正常是37度左右,读作37摄氏度。水银的凝固点是 - 39度,读作 - 39摄氏度或零下39摄氏度。
测量温度的工具是温度计。家庭和实验室常用的温度计是根据液体热胀冷缩的规律制成的,里面的液体有的用酒精,有的用水银,有的用煤油。常用的温度计中,实验室温度计量程为 - 20摄氏度至110摄氏度,分度值为1摄氏度;体温计量程为35摄氏度至42摄氏度,分度值为0.1摄氏度;寒暑表量程为 - 30摄氏度至50摄氏度,分度值为1摄氏度。
在使用温度计测物体温度时,要注意规范操作。首先要看清温度计的量程,估计被测物体的温度,选择合适的温度计,以保证不超出温度计所能测量的范围。还要看清温度计的分度值,以保证读数的正确。测液体温度时,温度计的玻璃泡要全部浸入被测液体中,不要碰到容器底或容器壁。使用体温计测温前要甩一甩,把水银甩回玻璃泡,其他温度计不允许甩。测液体温度时,温度计的玻璃泡进入液体后要稍微等一会,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,体温计可离开人体读数。读数时视线要与液柱液面平齐,如果从上往下俯视,会造成结果偏大;如果从下往上仰视,会造成结果偏小。最后记录下数值和单位,整理好实验器材。
例一:如图甲、乙所示,为两支温度计液柱处的放大部分,则这两支温度计的分度值分别是多少?指示的示数分别为多少?
分析:观察图片,甲图的示数从10 - 20之间均匀划分为10个小格,分度值为1摄氏度。乙图中的刻度从10 - 20之间均匀划分为5个小格,分度值为2摄氏度。温度计读数问题,主要抓住液柱在0刻度的上方还是下方,在0的上方就是0上多少度,在0的下方就是零下多少度。甲图中液柱在0刻度的上方,读作16摄氏度;乙图中液柱在0刻度的下方,读作零下18摄氏度。
固态、液态、气态是物质的三种常见状态,随着温度的变化,物质会在固态、液态、气态三种状态之间变化,如冰融化成水,冰直接变成看不见的水蒸气,水干了变成水蒸气,水凝固成冰等。物质各种状态之间的变化叫做物态变化。之前我们已学过6种物态变化,先来看看熔化和凝固。
物质从固态变成液态的过程叫做熔化,熔化吸热。物质从液态变成固态的过程叫做凝固,凝固放热。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,这个确定的熔化温度叫做熔点,这类固体叫做晶体。有些固体只要不断地吸热,温度就不断地上升,没有确定的熔点,叫做非晶体。同一种物质的凝固点和它的熔点相同。常见的晶体有冰、海波、各种金属等;常见的非晶体有玻璃、松香、蜡、沥青等。晶体熔化条件是温度达到熔点并能继续吸热;凝固的条件是温度达到凝固点并能放热。夏天人们利用熔化吸热给食品保鲜;在北方的深秋和寒冬,为了保存蔬菜和避免橘子晚上冻伤,人们通常会在菜窖里放几桶水,往橘子树上喷水,这样可以利用水结冰时放出的热,使菜窖内、树上橘子温度不会太低。
例二:如图,是两种物质在熔化时温度随时间的变化曲线。请根据图像回答下列问题。
由图判断出哪个图线是晶体?
分析:通过观察,乙物质在熔化过程中有确定的熔点,即乙是晶体。
该晶体的熔点是多少?
分析:由图可知,熔化时温度不变,所以该晶体的熔点是210摄氏度。
熔化时间是多少?
分析:融化时间是2 - 5分钟,共3分钟。另一图线甲没有确定的熔点,是非晶体。
观察图像,晶体温度升高的是哪几段?温度不变的是哪段?各段分别处于什么状态?哪些阶段吸热?
分析:由图可知,晶体温度升高的是AB和CD段,温度不变的是BC段。AB段处于熔化前固体状态,BC段处于熔化过程中,处于固液共存状态,CD段处于熔化后,处于液体状态。整个过程都吸热,即AB、BC、CD段都吸热。
例三:1983年7月21日,科学家在沃斯托克科考站采用地面测量的方式记录下南极地区的最低温度零下89.2摄氏度。在那里,考察队用的液体温度计是酒精温度计,而不用水银温度计,为什么?
分析:因为同一种物质的凝固点和它的熔点相同。水银的凝固点为零下39摄氏度,过低温度水银会凝固,无法正常使用,而酒精凝固点为零下117摄氏度。当南极的温度很低时,酒精仍不会凝固,所以可以用酒精温度计测南极的温度。
物质由液态变为气态的过程叫做汽化,汽化吸热。汽化有沸腾和蒸发两种方式。沸腾是液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象。各种液体沸腾时都有确定的温度,这个温度叫做沸点。不同液体的沸点不同,标准大气压下水的沸点是100摄氏度。人们利用高压锅增大液体表面气压,使液体沸点升高,从而容易将食物煮熟。沸腾的条件是达到沸点并且能继续吸热。而蒸发是在任何温度下只发生在液体表面的汽化现象。影响蒸发快慢的因素有三个:液体温度、液体表面积、液体表面空气流动的速度。沸腾时吸热,沸腾前在水中出现小的气泡,随水温升高而变大,上升过程中温度降低,体积收缩变小,未到液面就消失,同时水温持续上升。沸腾时水中形成大量的气泡,上升变大到水面破裂开来,里面的水蒸气散发到空气中。沸腾后水继续吸热,但温度始终保持不变。蒸发吸热,温度降低,有制冷作用,刚从水中出来感觉特别冷,洒水车不仅能美化环境,也为城市除尘降温,冰箱利用液态的氟利昂汽化吸热,使冰箱内温度降低,这些都是因为汽化吸热。
