第3章 温度
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第3节汽化和液化一、汽化和液化物质从液态变为气态的过程叫汽化。
物质从气态变为液态的过程叫液化。
二、沸腾1、沸腾:在一定温度下,在液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象。
2、沸点:液体沸腾时的温度叫做沸点。
[不同液体沸点不同!]液体沸点受气压影响,气压越高、沸点越高,气压越低,沸点越低。
气压不变时,液体的沸点不变。
3、沸腾条件:[1]、液体温度达到沸点;[2]、继续吸热。
4、沸点与气压的关系:一切液体的沸点都是气压减小时降低,气压增大时升高。
三、蒸发1、蒸发液体在任何温度下都能发生的汽化现象叫蒸发。
[蒸发只在液体表面发生。
]2、影响因素:[1]、液体的温度;[温度越高蒸发越快!][2]、液体的表面积;[表面积越大蒸发越快!][3]、液体表面空气的流动。
[空气流动越快蒸发越快!]3、作用:蒸发吸热(吸收外界或自身的热量),具有制冷作用。
4、汽化的两种形式:蒸发和沸腾。
四、液化1、液化:物质从气态变为液态的过程叫液化。
2、液化的方法:(1)降低温度;(2)压缩体积。
3、作用:液化放热。
【典型例题】类型一、汽化和液化1.在手背上涂些酒精,过一会,发现酒精干了,同时感到手背凉凉的.针对这一现象,以下解释正确的是()A.这是汽化现象,酒精从手上吸热 B.这是汽化现象,手从酒精中吸热C.这是液化现象,手从酒精中吸热 D.这是液化现象,酒精从手上吸热【思路点拨】汽化是物质从液态变为气态的过程,汽化过程是吸收热量的。
【答案】A【解析】在手背上涂一些酒精,过一会儿酒精消失了,实质上是酒精发生了蒸发现象,蒸发是汽化的一种方式;汽化过程要吸收热量,液体从手上所涂部分吸收热量,所凃部分温度降低,我们能感到所涂部位凉凉的,故A正确,故选A。
【总结升华】掌握六种物态变化的吸热和放热情况:熔化、汽化、升华吸热;凝固、液化、凝华是放热的。
举一反三:【变式】(多选)关于汽化和液化下列说法正确的是()A.液体的温度达到沸点时,液体一定会沸腾B.当液体的温度升高时,液体的蒸发一定加快C.所有气体,温度降到足够低时,都可以液化D.有些气体,单靠压缩体积不能液化【答案】BCD类型二、液体沸点与气压的关系2.(多选)将烧瓶内的水加热至沸腾后移去火焰,水会停止沸腾,迅速塞上瓶塞,把烧瓶倒置并向瓶底浇冷水(如图),你会观察到烧瓶内的水第二次沸腾起来.则下列说法正确的是()A.两次沸腾时,瓶内气体压强相同B.第二次沸腾时比第一次沸腾时,瓶内气体压强小C.两次沸腾时,瓶内水的沸点相同D.第二次沸腾时比第一次沸腾时,瓶内水的沸点低【思路点拨】从液体的沸点与气压关系角度来分析,气压减小,沸点降低。
3.5 使用温度计对水温进行测量,若水温为恒定值,该温度计能在1分钟时指示出实际温度值的98%。
假定温度计为一个一阶系统,求该系统的时间常数T 。
解:恒定的水温可以视为一个阶跃输入信号,温度计的测量输出可以视为对该阶跃输入信号的响应。
一阶系统的单位阶跃响应的时间函数为:)0(1)(/>-=-t e t x T t o (P82,3.3.2) 根据题意可知:98.01)(/11=-=-=Tt o e t x→02.0/1=-T e →256.050ln 1==T (min)若测量开始后,实际水温从零度起,以10°C/min 的速度线性升温,求温度计在1分钟时的示值与实际水温的误差是多大?(帮助公式:11111222++-=+⋅Ts T s T sTs s ) 根据题意,实际的温度输入信号为:t t x i ⋅=10)(其拉氏变换为:210)(ss X i =测量误差的时间函数为:]1110[)()]()([)()]([)()()()(2111+⋅⋅-=⋅-=-=-=---s T sL t x s G s X L t x s X L t x t x t x t e i i i o i o i其中:)(10]11[10]111[10]1110[/2212121T t e T T t Ts T s T s L Ts s L s T s L ----⋅+-=++-=+⋅=+⋅⋅所以:)1(56.2)1(10)(1010)(256.0///t T t T t e e T e T T t t t e ----=-=⋅+--=当t=1时,测量误差为:5.2)1(56.2)(256.0/11=-=-=e t e t3.7已知控制系统的微分方程为)(20)()(5.2t x t y t y =+',试用拉氏变换法求该系统的单位脉冲响应)(t w 和单位阶跃响应)(t x ou ,并讨论二者之间的关系解:由传递函数的定义和系统的微分方程(P34,2.2.2~2.2.3),可得系统的传递函数为4.0815.220)()()(+=+==s s s X s Y s G 系统的单位脉冲响应为(P81)t e s L s X s G L t w 4.0118]14.08[)]()([)(---=⋅+==系统的单位阶跃响应为(P82):)1(20]4.011[4.08]14.08[)]()([)(4.0111t ou e s s L s s L s X s G L t x -----=+-=⋅+==比较)(t x ou 和)(t w ,有)(t w =)(t x ou' 即系统的单位脉冲响应等于系统的单位阶跃响应的微分。
第1篇第三章:蝉的蜕变摘抄一:“在炎热的夏日,蝉的鸣叫声仿佛是夏天的交响曲,它们在树梢上高声歌唱,仿佛在诉说着一段古老的传说。
然而,这段传说背后,却隐藏着蝉蜕变的故事。
”摘抄二:“蝉的一生,只有短短的五个星期。
在这五个星期里,蝉要完成从幼虫到成虫的蜕变,这个过程充满了艰辛和挑战。
”摘抄三:“蝉的幼虫生活在地下,它们在土壤中挖掘隧道,寻找食物。
这个阶段,蝉的体型微小,几乎无法被人察觉。
然而,正是这个微小的生命,在地下经历了长达四年的成长。
”摘抄四:“四年后,蝉的幼虫终于长大,它们开始寻找一个合适的地点,准备进行蜕变。
这个过程被称为‘蜕皮’。
”摘抄五:“蜕皮的过程非常痛苦,蝉的幼虫会从地下爬出,寻找一棵树或其他物体作为蜕皮的地方。
在这个过程中,幼虫会经历三次蜕皮,每一次蜕皮都会让它们的身体发生巨大的变化。
”摘抄六:“第一次蜕皮后,幼虫的体型会变得更大,它们的身体逐渐呈现出成虫的轮廓。
然而,这时候的蝉仍然没有翅膀,它们需要继续寻找食物,积累能量。
”摘抄七:“第二次蜕皮后,蝉的体型再次增大,它们的身体逐渐变得坚硬,呈现出成虫的肤色。
这时候的蝉已经拥有了成虫的基本特征,但它们仍然无法飞翔。
”摘抄八:“第三次蜕皮后,蝉的体型达到了成虫的最大值,它们的身体变得透明,翅膀开始发育。
这时候的蝉已经准备好迎接最后的蜕变。
”摘抄九:“最后,蝉的幼虫会从壳中爬出,经历最后一次蜕变。
这一次,它们会变成一只拥有鲜艳翅膀的成虫,准备在夏日的高空展示它们的歌喉。
”摘抄十:“蝉的蜕变是一个充满奇迹的过程,它不仅展现了生命的顽强,也揭示了自然界中生命的奥秘。
蝉的蜕变告诉我们,即使是最微小的生命,也有可能创造奇迹。
”摘抄十一:“在蝉的蜕变过程中,我们看到了生命的坚韧和美丽。
蝉的幼虫在地下默默成长,经历了漫长的等待,最终破茧成蝶,飞向天空。
这个过程仿佛在告诉我们,只要我们有足够的耐心和毅力,就一定能够实现自己的梦想。
”摘抄十二:“昆虫记》中的蝉的蜕变故事,不仅让我们了解了蝉的生命历程,也让我们对生命有了更深的感悟。
第三章物态变化第一节温度1、物体的冷热程度,我们用温度来表示。
温度是用来表示物体冷热程度的。
2、温度的测量工具是温度计。
常用温度计的原理是液体的热胀冷缩。
3、温度的单位是摄氏度;用字母0C表示。
4、人们规定冰水混合物的温度为00C;1标准大气压下开水的温度为1000C。
这样规定的温度为摄氏温标(摄氏温度)。
5、温度计可分为常用温度计和医用温度计(又叫体温计)。
6、温度计的构造:体温计和常用温度计都有(1)玻璃管;(2)玻璃泡;(3)有色液体;(4)刻度。
体温计和常用温度计在构造上的不同点是:常用温度计的玻璃管和玻璃泡是直接连接的;而体温计的玻璃管和玻璃泡是靠弯曲的缩口(弯曲的毛细管)来连接的,这样做的目的是让体温计能离开被测物体读数。
7、使用温度计测量温度时必须注意:(1)不超过测量范围;(2)液泡要与被测物体充分接触;(3)要等到液柱稳定了才读数;(4)常用温度计不能离开被测物体读数;体温计能够离开被测物体读数,因为体温计的玻璃管和玻璃泡是靠弯曲的缩口来连接的(前两空选填:能、不能)。
(5)常用温度计用过后不能甩,体温计用过后和用之前都必须甩,目的是利用惯性把管内的液体甩入泡内;(6)读数时视线要与被温度计相互垂直。
8、如果用常用温度计测量时,温度计没有和被测物体充分接触,温度计的玻璃泡与容器壁、容器底接触,温度计离开了被测物体读数,没有等液柱稳定就读数,测量结果会偏大或偏小。
如果外界高于被测物体的温度,测量结果会偏大;如果外界低于被测物体的温度,测量结果会偏小。
9、如果体温计没有甩就进行下一次测量,测量方法一定错误,测量结果可能正确、可能错误。
(选填:一定、可能、一定不)10、体温计没有甩就进行下一次测量,如果先测量的物体温度高,后测量的物体温度低,后测量的温度是错误的;如果先测量的物体温度低,后测量的物体温度高,后测量的温度是正确的。
(选填:正确、错误)11、体温计没有甩就进行下一次测量,测量的最后一个物体的温度等于高温物体的温度。
第三章温度一、名词解释题: 1. 温度(气温)日较差:一日中最高温度(气温)与最低温度(气温)之差。
2. 温度(气温)年较差:一年中最热月平均温度(气温)与最冷月平均温度(气温)之差。
3. 日平均温度:为一日中四次观测温度值之平均。
即T平均= (T02+T08+T14+T20)÷4。
4. 候平均温度:为五日平均温度的平均值。
5. 活动温度:高于生物学下限温度的温度。
6. 活动积温:生物在某一生育期(或全生育期)中,高于生物学下限温度的日平均气温的总和。
7. 有效温度:活动温度与生物学下限温度之差。
8. 有效积温:生物在某一生育期(或全生育期)中,有效温度的总和。
9. 逆温:气温随高度升高而升高的现象。
10. 辐射逆温:晴朗小风的夜间,地面因强烈有效辐射而很快冷却,从而形成气温随高度升高而升高的逆温。
11. 活动面(作用面):凡是辐射能、热能和水分交换最活跃,从而能调节邻近气层和土层温度或湿度状况的物质面。
12. 容积热容量:单位容积的物质,升温1℃,所需要的热量。
13. 农耕期:通常把日平均温度稳定在0℃以上所持续的时期,称为农耕期。
14. 逆温层:气温随高度升高而升高的现象,称为逆温现象。
发生逆温现象的气层,称为逆温层。
15. 三基点温度:是指生物维持生长发育的生物学下限温度、上限温度和最适温度。
二、填空题: 1. 空气温度日变化规律是:最高温度出现在(1) 时,最低温度出现(2) 时。
年变化是最热月在(3) ,最冷月在(4) 月。
2. 土温日较差,随深度增加而(5) ,极值(即最高,最低值)出现的时间,随着深度的增加而(6) 。
3. 水的热容量(C)比空气的热容量(7) 。
水的导热率(λ)比空气(8) 。
粘土的热容量比沙土的要(9) ,粘土的导热率比沙土(10) 。
4. 干松土壤与紧湿土壤相比:C干松土<C紧湿土;λ干松土<λ紧湿土土壤的春季增温和秋季的降温比较:沙土春季升温比粘土(11) ,秋季降温,沙土比粘土(12) ,沙土温度日较差比粘土要(13) 。
5. 土壤温度的日铅直分布的基本型有:白天为(14) 型;夜间为(15) 型;上午为(16) 型;傍晚为(17) 型。
6. 在对流层中,若1000米的温度为16.5℃,气温铅直梯度是0.65℃/百米,到2000米处,温度应是(18) ℃。
7. 温度的非周期性变化,常由(19) 而造成。
多发生在(20) 季节。
8. 当rd =1℃/100米,r =0.9℃/100米,则此时的大气层结对干空气是(21) 的。
9. 我国气温日较差,高纬度地区(22) ,低纬度地区(23) ,年较差随纬度的升高而(24) ,且比世界同纬度地区要(25) 。
10. 土、气、水温日较差,以土温(26) ,气温(27) ,水温(28) 。
11. 日平均气温稳定大于0℃持续日期,称为(29) 。
12. 某地某月1~6日的日均温分别是10.2,10.1,9.9,10.5,10.0,10.2℃,若某一生物的生物学下限温度为10℃,则其活动积温为(30) ℃,有效积温为(31) ℃。
答案:(1)14时,(2)日出前后, (3)7月, (4)1月, (5)减小,(6)推迟,(7)大,(8)大,(9)大,(10)大,(11)快, (12)快, (13)大, (14)受热型,(15)放热型,(16)上午转换型,(17)傍晚转换型,(18)10℃, (19)天气突变及大规模冷暖空气入侵,(20)春夏和秋冬之交,(21)稳定,(22)大, (23)小,(24)增大,(25)大,(26)最大,(27)其次,(28)最小,(29)农耕期,(30)51℃,(31)1℃。
三、判断题: 1. 对流层中气温随高度升高而升高。
2. 我国气温的日较差,年较差都是随纬度升高而升高。
3. 寒冷时期,灌水保温,是因为水的热容量大。
4. 紧湿土壤,春季升温和秋季降温均比干松土壤要慢。
5. 干绝热直减率:rd =0.5℃/100米;湿绝热直减率:rm=1.0℃/100米。
6. 因为太阳辐射先穿进大气,再到达地面,所以地面上最高温度出现的时刻比空气的要稍后。
7. 日平均气温大于5℃的日期越长,表示农耕期越长。
8. 气温随高度升高而升高的气层,称为逆温层。
9. 对同一作物而言,其生物学下限温度高于其活动温度,更高于有效温度。
10. 正午前后,土温随深度加深而升高,气温随高度降低而降低。
11. 地面辐射差额最大时,地面温度最高。
答案: 1. 错; 2.对;3.对;4. 对;5. 错;6. 错;7. 错;8. 对;9 错;10. 错;11. 错四、选择题: 1. 某时刻土壤温度的铅直分布是随着深度的增加而升高,它属于( ) 。
①清晨转换型②正午受热(日射)型③夜间放热(辐射)型④傍晚转换型2. 地面温度最高时,则是( )时。
①地面热量收支差额等于零②地面热量收支差额小于零③地面热量收支差额大于零④地面热量收支差额不等于零3. 由于水的热容量、导热率均大,所以灌溉后的潮湿土壤,白天和夜间的温度变化是( )。
①白天升高慢,夜间降温快②白天升高快,夜间降温慢③白天和夜间,升温、降温都快④白天升高慢,夜间降温慢4. 我国温度的日较差和年较差随着纬度的升高是( )。
①日较差,年较差均减小②日较差、年较差均增大③年较差增大,日较差减小④日较差增大,年较差减小答案:1.③;2.①;3.④;4.②。
1. 地面最高温度为什么出现在午后(13时左右)?答:正午时虽然太阳辐射强度最强,但地面得热仍多于失热,地面热量贮存量继续增加,因此,温度仍不断升高,直到午后13时左右,地面热收入量与支出量相等,热贮存量不再增加,此时地面热贮存量才达到最大值,相应地温度才出现最高值。
2. 试述什么是逆温及其种类,并举例说明在农业生产中的意义。
答:气温随着高度升高而升高的气层,称为逆温层。
逆温的类型有辐射逆温、平流逆温、下沉逆温和锋面逆温。
农业生产中,常利用逆温层内气流铅直运动弱的特点,选择上午喷洒农药和进行叶面施肥以提高药效及肥效。
逆温层对熏烟防霜冻也有利。
特别是晴天逆温更显著,贴近地面温度,可比2米上的气温低3~5℃,故冬季对甘薯、萝卜等晒干加工时,为防冻应将晒制品搁放在稍高处。
3.试述我国气温日较差和年较差随纬度的变化特点、以及海陆对它的影响。
答:在我国气温的日较差和年较差均是随纬度升高而升高,且我国气温的年较差比其它同纬度地区要大,因为我国的大陆性强。
另外,由海洋面上—沿海地区—内陆地区气温的日、年较差均依次增大,这是因为水、陆热特性差异而造成的。
4. 试比较沙土和粘土、干松土壤和紧湿土壤温度变化的特点及其成因。
答:沙土和干松土在白天或增温季节,升温比粘土、紧湿土壤要快;在夜间或降温季节沙土和干松土降温比粘土和紧湿土也快。
结果沙土和干松土的温度日较差比粘土和紧湿土的日较差大。
这是因为沙土和干松土中空气较多,粘土和紧湿土中水分较多,而空气的热容量和导热率比水的要小的缘故。
5. 试述气温非周期性变化的原因及主要季节答:主要是由于大规模冷暖空气的入侵引起天气的突变所造成,如晴天突然转阴或阴天骤然转晴。
主要发生在过渡季节,如春夏或秋冬之交最为显著。
6. 空气块在作上升运动时会降温的原因是什么?空气块作上升运动是绝热过程。
当上升运动时,因周围气压降低,气块体积膨胀,以维持与外界平衡,对外作功,消耗能量。
因为是绝热过程,所消耗的能量只能取自气块本身,所以温度降低。
六、论述题: 1. 试述土温、水温和气温三者变化特征的异同。
三者温度日变化特征相似,都是一高一低型。
温度日较差土面最大,水面最小,空气居中。
极值出现时间土面最早,水面最迟,空气居中。
三者温度年变化,在中高纬度地区,均为一高一低型。
年较差土面最大,水面最小,空气居中。
极值出现时间土面和空气相似,水面落后二者约一个月。
三者随深度(高度)和纬度的变化,随深度(高度)增加白天土温(气温)温度降低,夜间则增高、日较差和年较差变小、极值出现时间推迟;随纬度增高日较差变小、年较差变大。
水温随深度和纬度变化与土温相似,只是变化缓和,极值出现时间更加推迟。
2. 试述辐射逆温、平流逆温的成因,并举例说明逆温在农业生产中的意义。
成因:辐射逆温是在晴朗无风或微风的夜间,因地面有效辐射强烈而冷却,使近地气层随之降温,形成自地面向上随高度增加而增温的逆温现象。
平流逆温是暖空气平流到冷的地面上,由于空气下层受冷地面影响而降温,形成自下而上随高度增加而增温的逆温现象。
意义:逆温层的层结稳定,抑制铅直对流的发展,可利用逆温层出现时间进行喷洒农药防治虫害,施放烟雾防御霜冻,或进行叶面施肥等。
冬季山区谷地或盆地因地形闭塞、夜间冷空气下沉常出现自谷底向上的逆温层,山坡处存在一个温度相对高的暖带,此带霜期短,生长期相对较长,越冬安全,有利于喜温怕冻的果树和作物越冬,是开发利用山区农业气候资源的重要方面。
逆温对于空气污染的严重地方却有加重危害的作用。
3. 试述“积温学说”的内容和积温在农业生产中的应用及其局限性。
答:“积温学说”认为作物在其它因子都得到基本满足时,在一定的温度范围内,温度与生长发育速度成正相关,而且只有当温度累积到一定总和时,才能完成其发育周期,这个温度的总和称为积温。
它反映了作物在完成某一发育期或全生育期对热能的总要求。
应用方面:①用活动积温作为作物要求的热量指标,为耕作制度的改革、引种和品种推广提供科学依据。
②用有效积温等作为作物的需热指标,为引种和品种推广提供重要科学依据。
③应用有效积温作为预报物候期和病虫害发生期的依据,等等。
局限性:积温学说是理论化的经济方法。
事实上在自然条件下作物的发育速度是多因子综合作用的结果。
如作物的发育速度不单纯与温度有关,还与光照时间、辐射强度、作物三基点温度和栽培技术条件等因子有关。
七、计算题: 1. 某地在200米处气温为19.9℃,在1300米处气温为7.8℃。
试求200~1300米气层中干空气块的大气稳定度。
解:据题意先求出γ:γ=(19.9-7.8)/(1300-200)=1.1/100米再进行比较判断:γ d =1℃/100米γ>γ d∴在200~1300米的气层中,对干空气块是不稳定状态。
2. 某作物从出苗到开花需一定有效积温,其生物学下限温度为10℃,它在日均气温为25℃的条件下,从出苗到开花需要50天。
今年该作物5月1日出苗,据预报5月平均气温为20.0℃,6月平均气温为30.0℃,试求该作物何月何日开花?所需活动积温及有效积温各是多少?解:(1) 求某作物所需有效积温(A):由公式 n=A/(T-B) 得:A=n(T-B)则A=(25℃-10℃)×50=750℃(2) 求开花期:5月份有效积温为:A5 = (20℃ -10℃ )×31=310℃从五月底至开花还需有效积温:750-310=440℃还需天数n = 440 / (30-10)=22天,即6月22日开花(3) 求活动积温与有效积温:活动积温=20℃×31+30℃×22=1280℃有效积温=750℃答:该作物于6月22日开花,所需要的活动积温和有效积温分别为1280℃和750℃。