第12章温度与物态变化第1节温度与温度计1.了解物态变化的概念.2.了解单凭感觉判断温度的高低是不准确的,摄氏温度的定义及常见温度值,了解液体温度计的原理.3.知道温度计的使用方法.4.了解体温计的量程、分度值、使用方法.一、物质的三态及其转化【自主预习】阅读课本第2、3页相关内容,完成下列填空:1.水有三种状态,分别为固态、液态和气态.2.物理学中,将物质由一种状态向另一种状态的变化称为物态变化. 【小组讨论】如图所示,将冰放入水壶,然后加热,待水沸腾后,拿着长柄勺子靠近壶嘴,观察到什么现象?说明什么?答:壶嘴附近有大量的“白气”产生,勺子内壁出现水珠;说明水有三种状态:固态、液态和气态,并且在一定的条件下可以相互转化.【教师】1.现实生活中,水的三态变化较常见.其实,除水以外,所有物质均有三态,而且相互之间可以发生转化,只是不常见而已.2.发生物态变化时通常都伴随着温度的变化.【跟踪训练】下列过程没有发生物态变化的是( B )A.冰棒含在嘴里化了B.酒精与水混合后得到一种液体C.春天,河里的冰化成水D.钢变成“钢水”二、温度和温度计【自主预习】阅读课本第4、5页相关内容,完成下列填空:1.在1个标准大气压下,将纯净的冰水混合物的温度定为0 ℃,水沸腾的温度定为100 ℃,把0 ℃和100 ℃之间划分100等份,每一等份代表1摄氏度.2.-4.7 ℃读作零下4.7摄氏度.3.要准确地判断和测量温度,就要选择科学的测量工具——温度计.4.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.【小组讨论】1.如图所示,3个杯子分别盛有冷水、温水和热水.一只手接触冷水,另一只手接触热水,过一会儿,两只手同时插入温水中,感受一下,两只手的感觉是一样的吗?说明什么问题?答:不一样;说明仅凭感觉器官去判断温度的高低不准确.2.如图所示,取一个带塞玻璃瓶(如注射用青霉素瓶)和一根透明细塑料管(如细饮料吸管),在瓶中装满水(在水中滴两滴红色墨水),将细管插入塞中并使细管中的水略高出瓶口,将玻璃瓶放入热水中,将会观察到什么现象?再将玻璃瓶放入温度更高的热水中,又会观察到什么现象?液面高度的不同,能够说明什么问题?常用的温度计是依据什么原理制成的?答:细管中的液面上升;液面会继续上升;说明物体的温度不同;液体的热胀冷缩.【教师】1.在制备简易温度计时,透明塑料管越细越好,能更好地观察到液面的变化;在玻璃瓶的水中加入红墨水,可以方便观察到液面的变化.2.温度计的刻度是均匀的,每一等份都表示着相同的温度,在0 ℃以上每上升一小格即增加1 ℃,0℃以下每往下数一小格即下降1 ℃,为负数.3.常见的温度计是利用液体的热胀冷缩工作的,另外也有温度计是利用气体的热胀冷缩工作的.【跟踪训练】1.为了提高液体温度计的灵敏度,下列措施中最好的是 ( D )A.在温度计的玻璃泡与玻璃管之间加一段非常细的管子B.把温度计下端的玻璃泡做小些C.把温度计玻璃管的内径做粗些D.把温度计玻璃管的内径做细些2.下列温度最接近23 ℃的是( C )A.人体的正常体温B.宜昌冬季的最低气温C.人体感觉舒适的气温D.冰水混合物的温度三、温度计的使用【自主预习】阅读课本第6页,完成下列填空:1.使用温度计前,要观察温度计的量程,估计被测物体的温度是否在量程内.2.使用时应把温度计的玻璃泡浸没在被测物体中,不要碰到容器底和容器壁;待温度计的示数稳定时再读数,视线要与温度计中液柱的上表面相平.【小组讨论】如图所示,观察如下使用温度计的操作,判断正误并说明理由.【教师】1.实验室用温度计的正确使用方法:①“一看一清”:观察它的量程,认清它的分度值;②“三要”:(a)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;(b)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;(c)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.2.若将玻璃泡接触容器的底或壁,温度计将显示的是容器本身的温度;视线若在液柱的上表面以上或以下,读取的数值将比实际值偏大或偏小.【跟踪训练】使用温度计时,首先要观察它的量程和认清它的分度值.小明用温度计测量烧杯中液体的温度,分别进行了三次操作,如图甲所示,其中正确的操作是C.图乙中所示的是用温度计分别测得的冰和水的温度,那么冰的温度是-2℃,水的温度是87℃.四、体温计【自主预习】阅读课本第7页,完成下列填空:1.体温计的量程是35 ℃~42℃,分度值是0.1 ℃.2.体温计的玻璃泡前面有细弯管,这种结构使体温计可以(填“可以”或“不可以”)离开人体读数.3.每次使用前,体温计需要甩动,使玻璃管中的水银回到玻璃泡内. 【小组讨论】1.取一支体温计,认识它的量程和分度值是多少?答:35 ℃~42℃、0.1 ℃.2.将实验室用温度计和体温计同时放入一杯温水中(37 ℃左右),待示数稳定后读数并记录,将它们取出过两分钟后再次读数,比较它们的示数有什么不同?为什么?答:体温计示数较高;实验室用温度计拿出后示数下降,而体温计拿出几分钟后示数保持不变,因为体温计有一缩口结构.【教师】体温计与常用温度计的区别表现在:①量程不同;②分度值不同;③使用方法及读数方法不同;④结构不同.【跟踪训练】在防范甲型H1N1流感疫情中,体温计发挥了重要作用.体温计是根据水银的热胀冷缩性质制成的,读数时看到的是水银柱的正立、放大的虚像.下图中体温计的示数是36.5℃,请写出一点有关体温计使用的注意事项:使用前先甩一下,使管内的液体回到35 ℃以下.第2节熔化与凝固1.知道物质熔化的规律、图像,了解晶体、非晶体的概念,知道熔化需要吸热.2.知道物质凝固的规律、图像,知道凝固需要放热.一、熔化【自主预习】阅读课本第9~12页相关内容,完成下列填空:1.物质从固态变成液态的过程叫熔化.2.有些固体在熔化过程中尽管不断吸热,但温度却保持不变,有确定的熔化温度,这类固体叫晶体.3.有些固体在熔化过程中不断吸热,温度不断上升,没有确定的熔化温度,这类固体叫非晶体.4.晶体熔化时的温度叫熔点.【小组讨论】请完成下面实验,并回答问题:取适量的碎冰和石蜡放在两个试管中,分别插入正在加热的热水中,用温度计测出它们的温度变化,并每隔1 min记录一次温度,如图所示.(1)冰和石蜡在由固态变成液态时温度变化有什么不同?根据这些不同能否将物质进行分类?答:冰在熔化过程中,温度保持不变,而石蜡在熔化过程中,温度不断上升;可以将物质分为晶体和非晶体.(2)冰和石蜡在由固态变成液态时需要哪些相同的条件?若冰和石蜡在刚开始熔化后,停止给它们加热,此时会出现什么现象?由此现象,你能分析出物质由固态变成液态时遵循怎样的规律呢?答:需要加热;不再熔化;物体在熔化时,要持续加热.(3)在方格纸上画一根横轴表示时间,画一根纵轴表示温度,标出各个时刻所记的物质的温度(坐标点),然后用平滑的曲线把这些点连接起来得到熔化图像.分析冰和石蜡的熔化图像有什么不同?答:冰的熔化图像有一横向平线,石蜡的熔化图像没有.【教师】1.做熔化实验时,将有碎冰或石蜡的试管放到烧杯的水中加热,而不是将试管直接放到酒精灯上加热,目的是使受热物体尽可能均匀地缓慢地受热,从而能够得出晶体熔化时温度保持不变的结论.这种方法叫做水浴法,生产生活中应用十分广泛;另外,实验时还应注意酒精灯的安全使用.2.晶体熔化需经历固态、固液共存态、液态三个状态的过程;物质吸热温度不一定升高,如晶体在熔化时吸热而温度保持不变.3.用图像法描述一个物理量随另一个物理量变化的情况非常直观,在各门科学中应用非常广泛.【跟踪训练】1.小丽选择蜂蜡和海波探究“不同固态物质在熔化过程中温度的变化是否相同”,设计的实验装置如图甲所示.丙(1)该实验装置应自下而上(选填“自上而下”或“自下而上”)安装,将装有蜂蜡、海波的试管分别放在盛水的烧杯内加热,而不是直接用酒精灯加热,目的是为了使物质受热均匀;(2)图乙是小丽绘制的海波的熔化图像,图中BC段表示海波温度不变并且吸收(填“吸收”或“放出”)热量,说明海波是晶体(填“晶体”或“非晶体”),第10 min海波处于固液共存态(填“固”“液”或“固液共存”);(3)图丙是小丽绘制的蜂蜡的熔化图像,蜂蜡在熔化过程中温度升高(填“升高”“降低”或“不变”).2.火山爆发是近段时间人们常议论的话题.岩浆是多种物质成分组成的液体,在流淌过程中不断降温,就会按下列顺序先后在火山口形成一系列的矿物:橄榄石——辉石——角闪石——黑云母——正长石——白云母——石英.由此可以判断出这些矿物的熔点依次降低(填“升高”或“降低”).二、凝固【自主预习】阅读课本第13、14页内容,完成下列填空:1.物质由液态变成固态的过程叫凝固.2.晶体在凝固过程中要放热,但温度不变.3.非晶体在凝固过程中放热,温度降低.4.晶体在凝固时的温度叫凝固点.同一晶体,其熔点与凝固点相同(填“相同”或“不相同”).【小组讨论】如图所示,北方冬天储存白菜,人们常常在地窖里放几桶水,以防止地窖的菜被冻坏,请问原理是什么?答:利用水凝固时放热,使得地窖的温度不至于太低.【教师】1.同种物质的熔化和凝固过程互为逆过程.因此,晶体熔化需要吸热,且温度不变,则晶体凝固需要放热,且温度也不变.2.晶体凝固放热在生产生活中应用非常广泛.【跟踪训练】豆腐光滑细嫩,经冰冻再解冻以后,会出现许多小孔,成为美味的“冻豆腐”,冻豆腐中产生许多小孔的原因是( D )A.豆腐冷缩而成的B.豆腐膨胀而成的C.冰箱中的冰霜进入豆腐而形成的D.豆腐里的水先遇冷结成冰,后熔化成水而形成的第3节汽化与液化1.了解汽化和液化的概念,理解液化是汽化的逆过程.2.了解沸腾现象、知道沸点与气压的关系.3.了解蒸发与沸腾的区别、影响蒸发快慢的因素,以及在生活中的应用.一、沸腾【自主预习】阅读课本第16、17页内容,完成下列填空:1.物质从液态变为气态的过程叫做汽化.2.沸腾是液体表面和内部同时发生的剧烈汽化现象.3.在水沸腾的过程中,虽然继续吸热,但它的温度却保持不变(填“升高”或“不变”),这个温度叫做沸点.【小组讨论】1.取温度计、酒精灯、烧杯、石棉网、铁架台、水,按如图所示组装好实验器材.实验时自水温90 ℃开始每隔一分钟记录温度,并观察水中气泡的变化情况.(1)请根据记录的温度在图乙中画出水的温度—时间图像. 答:图略.(2)水在沸腾时有哪些现象? 答:气泡在上升过程中,由小变大.(3)若水在沸腾时,撤去酒精灯,烧杯中的水还能保持原来的沸腾现象吗?这说明什么?答:不能;水沸腾时需要继续吸热.(4)你所测到的水沸腾的温度是多少?在水沸腾的过程中,这个温度是否变化?答:略;不变.2.请根据下面表格中的“一些物质的沸点”说明为什么测量沸水的温度时,用水银温度计而不是酒精温度计.一些物质的沸点(在1个标准大气压下) 物质 (液态) 沸点 t/℃ 物质 (液态) 沸点t/℃ 物质(液态) 沸点t/℃ 氦-269 乙酸35萘218氢-253 酒精78 亚麻仁油287氮-196 水100 汞357氧-183 甲苯111 铅1740氨-33 煤油150 铁2750答:水银的沸点是357 ℃,酒精的沸点是78 ℃,沸水的温度是100 ℃,所以应选用水银温度计.3.如图所示,使烧瓶中的水沸腾,移去酒精灯,水停止沸腾,待水温稍降低一些后,将一大注射器接到密闭的烧瓶口上,向外拉注射器的活塞,可以看到什么现象?说明什么问题?答:水重新沸腾;水的沸点随大气压的减小而降低.【教师】1.为了缩短水加热至沸腾的时间,实验中通常可以采取如下措施:①提高水的初温;②减小水量;③加大酒精灯的火焰;④加盖纸盖.2.绝大多数情况下,实验中测得的液体沸点偏离100 ℃,这主要是由于实验时的大气压不是标准大气压导致的;另外水质不纯对沸点也有影响.【跟踪训练】1.在塑料袋中滴一些酒精,将袋挤瘪后把袋口扎紧,再把它放入热水中.过一会儿,塑料袋鼓起,这主要是因为酒精发生了( C )A.熔化B.凝固C.汽化D.液化2.妈妈在蒸馒头时,开锅后改用“小火”.针对这种做法,下列说法中正确的是( C )A.水沸腾后,改用“小火”能更快地让馒头蒸熟B.改用“小火”可以提高水的沸点C.无论使用“大火”还是“小火”,水达到沸点后温度都保持不变D.用“大火”可以提高水的沸点,不应该改用“小火”二、蒸发【自主预习】阅读课本第18页内容,完成下列填空:1.只在液体表面(填“液体内部和表面”或“液体表面”)发生的汽化现象叫蒸发.2.液体在蒸发过程中需要吸(填“吸”或“放”)热.3.液体的蒸发随时都在发生,液体温度越高、表面积越大、表面空气流动越快,液体蒸发就越快,反之,蒸发越慢.【小组讨论】1.如图所示,人们常用酒精擦拭体表为高烧病人降温,说明什么问题?答:说明液体蒸发需要吸热.2.完成下述实验,回答问题:(1)如图甲所示,将等量的酒精分别滴在两块玻璃片上,只将一块玻璃片上的酒精涂抹开,会发现什么现象?说明什么问题?答:涂抹开的酒精先消失,说明液体蒸发的快慢与液体的表面积有关;(2)如图乙所示,将等量的酒精分别滴在两块玻璃片上,只对一块玻璃片上的酒精加热,会发现什么现象?说明什么问题?答:被加热的酒精先消失,说明液体蒸发的快慢与液体的温度有关;(3)如图丙所示,将等量的酒精分别滴在两块玻璃片上,只对一块玻璃片上的酒精扇风,会发现什么现象?说明什么问题?答:被扇风的酒精先消失,说明液体蒸发的快慢与液体上方的空气流动速度有关.【教师】1.沸腾和蒸发都属于汽化,可以通过比较的方法掌握这两种汽化方式(如下表).名称相同点不同点发生的温度发生位置剧烈程度制冷作用蒸发汽化、吸热任何温度下都可进行表面平和缓慢有沸腾汽化、吸热达到沸点并吸热才能进行表面和内部剧烈无2.在探究影响液体蒸发快慢的因素时,注意控制变量法的使用. 【跟踪训练】下列措施中能减慢蒸发的是( D )A.夏天,人们使用电风扇吹风B.把湿衣服展开晾在通风向阳处C.喝热开水时,用嘴向水面吹气D.用保鲜袋装蔬菜并放入冰箱三、液化【自主预习】阅读课本第19、20页内容,完成下列填空:1.物质从气态变为液态的过程叫液化.2.液化向外放(填“吸”或“放”)热.【小组讨论】将正在加热且水已沸腾的烧瓶引出的水蒸气对准冰冷的玻璃表面和热的玻璃表面,哪块玻璃表面有水珠生成?这说明什么问题?答:冷的玻璃表面;说明液化需要向外放热.【教师】生活中谈及的“白气”为液态,不是气态.因为无色的气体是看不见的.“白气”一般是水蒸气遇冷液化形成的小水滴.【跟踪训练】100 ℃的水蒸气比等量的100 ℃的沸水对人体造成的烫伤更严重,这是因为 ( C )A.水蒸气是气体,更容易钻进人的皮肤B.水蒸气的温度比沸水的温度高C.水蒸气液化时要放出大量的热D.水蒸气液化时要吸收大量的热第4节升华与凝华1.知道升华的概念、常见的升华现象及升华需要吸热.2.知道凝华的概念、常见的凝华现象及凝华需要放热.3.统一认识、比较所学各种物态变化的吸、放热情况.一、升华【自主预习】阅读课本第22页内容,完成下列填空:1.物质从固态直接变成气态的过程叫升华.2.升华需要吸(填“吸”或“放”)热.【小组讨论】1.如图所示,把少量碘放入烧瓶中,瓶口盖上玻璃片,开始加热并观察瓶内有什么变化?答:加热时,会看到有紫色气体生成,没有出现液态的碘.2.舞台上的缕缕青云或淡淡薄雾等特殊效果得力于干冰升华,使水蒸气遇冷液化(如图所示),请说明原理.答:干冰升华吸热,使周围的温度快速降低,导致周围的水蒸气液化为小水滴,这便是我们看见的淡淡薄雾.【教师】1.要了解常见的升华现象:钨丝升华、萘升华、冰升华、干冰升华、碘升华等.2.发生升华现象时,物质并不是由固态熔化为液态,然后由液态变为气态的,而是由固态直接变为气态,只有一部分物质能发生升华.【跟踪训练】1.下列现象中,物态变化相同的一组是( C )①冰袋降温②冰冻的衣服晾干③干冰变小④冰花的形成A.①③B.①④C.②③D.②④2.为缓解旱情,某市多次实施人工增雨作业,即通过在空中投撒干冰进行人工降雨.投撒干冰的作用是( C )A.使空气液化B.使空气中的小水珠汽化C.使空气中的水蒸气液化D.“干冰”熔化变为雨水二、凝华【自主预习】阅读课本第23页内容,完成下列填空:1.物质从气态直接变成固态的过程叫凝华.2.凝华需要向外放(填“吸”或“放”)热.【小组讨论】请同学们完成下面实验,并回答问题:1.如图所示,在烧瓶中放入少量碘,加热,至出现紫色气体时,停止加热,会有什么现象出现?说明什么问题?答:紫色气体渐渐变淡,玻璃片下表面和烧瓶内壁上有固态碘颗粒形成,没有出现液态碘;说明物质可以由气态直接变成固态.2.继续对烧瓶加热,待瓶内有紫色气体生成时,换一块烤热的玻璃片放置于瓶口,观察玻璃片下表面上是否有固体碘颗粒形成.这说明什么问题?答:没有;物质由气态直接变成固态需要向外放热.【教师】1.要了解常见的凝华现象:钨蒸气凝华、水蒸气凝华、碘蒸气凝华等.2.发生凝华现象时,物质并不是由气态变为液态,然后由液态凝固为固态的,而是由气态直接变为固态,只有一部分物质能发生凝华.【跟踪训练】寒冷的冬天,居民楼的玻璃窗上会起“雾”或结“冰花”.下列说法错误的是 ( B )A.玻璃窗上的“雾”是水蒸气液化生成的B.玻璃窗上的“冰花”是水蒸气升华生成的C.“冰花”结在玻璃窗的内表面D.“雾”出现在玻璃窗的内表面三、物态变化过程中的吸放热【自主预习】阅读课本第24、25页内容,完成下列填空:1.熔化、汽化、升华这些物态变化过程都是吸热过程.2.凝固、液化、凝华这些物态变化过程都是放热过程.【小组讨论】如图所示,制冷剂在“蒸发器”发生汽化(填物态变化)时吸热(填“吸热”或“放热”),在“冷凝器”发生液化(填物态变化名称)时放热(填“吸热”或“放热”).【教师】1.判断物态变化时一般采用三个步骤:①物质的初始状态是属于固态、液态还是气态;②物质经历了物态变化后最终属于什么状态;③由初始状态与终端状态确定物质中间的物态变化.2.对本章的物态变化知识可以总结如下:【跟踪训练】如图所示是水循环示意图.图中过程①发生的物态变化是汽化,同时伴随着吸热;过程②发生的物态变化是凝华和液化,同时伴随着放热.第5节全球变暖与水资源危机1.认识水与人类的关系,了解常见的水污染源及水污染现状.2.认识合理利用和保护水资源的重要性及节水的一些措施.一、全球变暖【自主预习】阅读课本第27、28页内容,完成下列填空:导致全球变暖的原因很多,其中主要原因是现代工业大量使用矿物燃料作为能源,排放出二氧化碳等多种温室气体,这些温室气体使太阳的热量聚集在地球的周围,导致温室效应加剧,使全球变暖.【小组讨论】如图所示,说说全球变暖对动、植物的影响?答:自然界的动物、植物可能因无法适应全球变暖的速度而惨遭厄运或被迫转移.【教师】1.全球变暖对人类健康也有很大的影响,高温天气将严重困扰人类健康,导致人类发病率和死亡率增加,一些热带地区疾病也可能随着气候变暖而向更多的国家传播.2.全球变暖使海面上升,其后果是引起地球南、北极的冰山熔化,这将使低地被淹;海岸被冲蚀;地表水和地下水盐分增加,影响城市供水;沿海和岛国居民生活受到严重威胁.二、水资源危机及珍惜每一滴水【自主预习】阅读课本第28~30页内容,完成下列填空:了解世界及我国的水资源现状,并提出节约用水的措施:随手关水龙头、水的循环使用等.【小组讨论】我们家庭生活中用水淘米、洗菜、洗衣、浇花、冲厕、洗澡……想想在这些用水环节中,可采取哪些节水方法?答:用洗过衣服的水冲马桶、用淘米的水浇花、关紧水龙头防止水的无谓流失等.【教师】谨记保护水资源、节约用水是地球上每一个人义不容辞的责任. 【跟踪训练】1.不会造成水污染的是 ( D )A.汽车排放的尾气B.污水的任意排放C.农药、化肥的任意使用D.植物的光合作用2.解决日益严重的水资源危机的重要措施是节约用水.像我国这样的人口大国,节约用水意义重大,下面的节水办法中不可行的是( C )A.每日定量、定时供水B.在每天的淘米、洗衣、冲厕的过程中,限量用水C.减少每个人每天的饮用水D.在农业生产中,推广喷灌技术。
