专题 蒸发与沸腾
专题 蒸发与沸腾
1. 体验蒸发现象,通过实验探究液体在蒸发过程中需吸热的物理本质,了解其应用。通过对“坎儿井”的了解,激发民族自豪感。
2. 通过观察水的沸腾,记录数据,描绘图像,经历科学实验的基本过程,体会物理实验的魅力。了解图像是一种比较直观的表示物理量变化的方法。
3. 知道蒸发和沸腾统称为汽化现象,汽化时吸热;与之相反的过程成为液化,液化时放热。
4. 了解蒸发和沸腾的相同点和不同点。
二. 重点、难点:
1. 知道物质的液态和气态能相互转化,了解转化过程的名称。
2. 知道蒸发和沸腾的相同与不同点。
3. 会画水的沸腾图像。
4. 认识液化的两种方法。
三. 知识点分析:
汽化与液化 汽化:物质从液态变为气态。汽化需吸热。汽化有蒸发和沸腾两种方式。 液化:物质从气态变为液态。液化时会放热。
(一)蒸发
1. 蒸发
发生在液体表面的汽化现象叫蒸发。
2. 影响蒸发快慢的因素:
(1)液体的温度。液体的温度越高蒸发越快;液体的温度越低蒸发越慢。同样湿的衣服在阳光下干得快,在树荫下干得慢。
(2)液体的表面积。液体的表面积越大蒸发越快;液体的表面积越小蒸发越慢。同样多的水,装在盘子里干得快,装在瓶子里干得慢。
(3)液面上的空气流动。液体表面上的空气流动越快蒸发越快;液体表面上的空气流动越慢蒸发越慢。同样湿的鞋子在通风的地方干得快,在没风的地方干得慢。
3. 蒸发致冷
液体蒸发时,要从周围的物体(或自身)中吸收热量,使周围物体(或自身)的温度降低,因此蒸发有致冷作用。家用电冰箱,利用进入冷冻室细管中的氟利昂迅速蒸发吸热,从而达到致冷的目的。
(二)沸腾
1. 沸腾
沸腾是汽化的一种方式,它是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。在实验中,可以发现沸腾时保持温度不变,这个温度叫沸点。不同液体的沸点不相同。
2. 液体沸腾的两个必要条件:一是液体的温度要达到沸点,二是需要吸热。只有同时满足上述两个条件,液体才能达到沸腾。如果液体温度达到沸点而不能继续吸热,那么液体也不会沸腾。
3. 蒸发与沸腾的相同点和不同点:
(1)相同点:蒸发与沸腾都是汽化现象,都需要吸热。
(2)不同点:
A. 蒸发是只在液体表面发生的汽化现象,而沸腾是在液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象;
B. 蒸发在任何温度下都能发生,而沸腾是在一定温度下发生的;
C. 液体蒸发时需吸收热量,温度可能降低;而沸腾过程中吸收热量,但温度保持不变;
D. 蒸发吸收的热量主要来自液体本身,所以蒸发有致冷作用,而沸腾需要的热量从热源获得。
4. 摄氏温度规定沸点的温度是100℃,这是在1atm下纯水的沸点。实验时所测水的有时并不是100℃,常是因为当时的气压不是1atm,还可能因水中有杂质,实验时存在误差等原因。包括水在内的一切液体的沸点都和气压有关。
(三)液化
1. 液化和汽化是两个相反的过程,物质从气态变成液态叫做液化。例如水蒸气变成水就是液化现象。
2. 液化的两种方法:一是降低温度可以使气体液化;二是压缩体积可以使气体液化。 注意:有些气体液化时必须同时采用两种方法,才能达到液化的目的。
3. 气体液化时要放热。
为什么被100℃水蒸气烫伤比被100℃的水烫伤厉害?
因为100℃水蒸气遇到皮肤时,先要液化成100℃的水,然后从100℃的水继续降温放热。由于在前一个液化过程中会放出大量的热,所以它比被100℃的水烫伤要厉害。
【典型例题】
[例1] 下列关于的说法正确的是 [ ]
A. 液体的温度高得一定快 B. 液体吸热后才能C. 0℃的水也可以 D. 在常温下液体才能[分析]由于蒸发快慢与三个因素有关,假若液体表面都被覆盖(如塑料膜)住,温度高蒸发也不一定快、液体蒸发时本身温度降低、不必先吸热、蒸发可以在任何温度下进行。
[答] C
[说明] 快慢相关因素多,解答有关
[例2] 在下列现象中,不属于汽化现象的有 [ ]
A. 新鲜大白菜会慢慢干瘪 B. 冰棒从冰箱中取出时冒“白气”
C. 湿衣服晾干 D. 酒精擦在皮肤上会很快干燥
[分析] 新鲜大白菜会慢慢干瘪是因为水分所致;湿衣服晾干也是水酒精擦在皮肤上,由于酒精蒸发较快,使皮肤会很快干燥。因此,它们都属于汽化现象。冰棒从冰箱中取出时,冰棒周围空气中的水蒸气遇冷迅速液化成小水珠,所以,它不是汽化现象。
[答] B
[例3] 甲、乙两位同学各倒质量和温度相同的一杯热水,甲同学用嘴吹水、乙同学用两只杯子来回倒水,过一会热水就不烫嘴了。他俩的做法使水凉得快的是 [ ]
A. 用嘴吹 B. 两杯水来回倒
C. 一样快 D. 不能确定
[分析] 本题由例3转化为从影响快慢的因素去思维。甲同学用嘴吹水,依据的物理知识是增加空气的流动速度,从而加快热水蒸发;乙同学用两只杯子来回倒水,依据的物理知识是既增加空气的流动速度,同时又增加表面积,从而加快热水蒸发,把热迅速带走。因此,他俩的做法使水凉得快的是乙同学。
[答] B
[例4] 用酒精灯给盛水的烧杯加热,使杯中的水,在烧杯中插一装满水的试管,试管中的水将 [ ]
A. 全部不能达到,也不能
B. 全部能达到沸点,能沸腾
C. 全部能达到
D. 加热时间略长一些,可[分析] 本题综合和进行发散思维。水达到时,如果仍吸热,则水会沸腾;如果停止吸热了,水就不会沸腾。烧杯和试管中的水都达到沸点时,它们之间没有温度差,则就停止了热传递。此时,试管中的水虽然达到了沸点,但不再继续吸热,则就不会沸腾。
[答] C
[例5] 在吉尼斯大全中,记述了一个创造了赤着脚在650℃的燃烧着的一长堆木炭上步行了约7.5米的“世界之最”纪录。他创下了这个奇迹,下面说法正确的是 [ ]
A. 这个表演者一定在脚下事先抹上了一种高级绝热防护剂
B. 这个表演者一定是跳跃式地走过去的,这样做接触时间短,炭火来不及灼伤脚
C. 这个表演者一定是用汗脚踩在炭火上一步步轻松地走过去的
D. 这个表演者一定是轻轻地踮着脚走过去的,这样做接触面积小,即使灼伤也不厉害
[分析] 本题综合的脚踩上炭火时,灼热的炭火使脚底的汗水迅速汽化,立即在脚底下形成一个很薄的蒸气层。由于气体是热的不良导体,在一段短暂的时间内,对脚板将起到绝热防护作用,行走中步与步之间脚上流出的汗水部分地补偿了汽化所需的水分。如果脚底下还沾上了一层炭灰(未汽化完的汗水成为调合剂),将使表演者能多走上几步。这里关键是表演者要有足够的汗水和不让保护层失效,所以只能是轻轻地一步一步走。因为跳跃、踮着脚走均不能提供足够的汗水,且容易使脚陷进炭火,从而使保护层失效。
[答] C
[例6]把凉开水装在陶罐里,经过一段时间后,你就可以喝到冷饮了,这是什么道理?
[分析] 陶罐是一种用土烧制成的多微孔容器,将水装在陶罐里,实际上就增加了水的表面积,使水蒸发加快,而蒸发吸热,使水的温度降低。
[答] 这是增大水的面积,加快水的蒸发,使水的温度降低。
[例7]小明两次煮鸡蛋,第一次在水烧开后继续用急火煮,直到煮熟;第二次在水烧开后将火焰调小,但仍保持锅中的水沸腾,直到煮熟。两次比较发现 [ ]
A. 第一种方法比第二种方法省燃料又省时间
B. 第一种方法费燃料但省时间
C. 第二种方法比第一种方法省燃料但费时间
D. 第二种方法比第一种方法省燃料,两种方法所用时间相近
[分析] 在常压下,水的是100℃,继续加热,水温仍维持在100℃。用急火煮并不
能提高水的沸点,缩短煮熟鸡蛋的时间。所以把火焰调小,只要保持锅中水继续沸腾,既可省燃料,且煮熟鸡蛋的时间和用急火煮的时间相近。
[答] D
[例8] 夏天,打开冰棒的包装纸,常常会看见冰棒在冒“白气”,原因是 [ ]
A. 冰棒产生的小水滴
B. 冰棒周围的水蒸气遇冷放热液化而成的小水珠
C. 冰棒周围的空气遇冷放热液化而成
D. 冰棒后产生的水蒸气
[分析] “白气”不是水蒸气,更不是空气液化而成. 因为空气要液化,温度要低到零下一百多度. 夏天,空气中的水蒸气温度较高,遇到冰棒这样的低温物体,冰棒周围的空气的水蒸气会放热液化成小水珠。
[答] B
[例9 气体打火机的燃料是丁烷气体,它是用_____的办法将它装入打火机内的。
[分析] 在常温常压下,丁烷是以气体状态存在。当给丁烷气体加大,使它体积缩小可以使其变为液体。
[答] “压缩体积”
【模拟试题】(答题时间:50分钟)
(一)填空题
1. 湿衣服晾一段时间会变干,这实际上是水的______过程,它是物态变化中的______现象的一种,它可以在______温度下进行。
2. 人从游泳池上岸被风一吹感到特别凉快,这是由于______的原因,一杯40℃的酒精,打开盖子酒精不断蒸发,余下的酒精温度______40℃(填:高于、低于或等于)。
3. 大量事实表明,液体蒸发时要______热,所以蒸发有______作用。
4. 物质由液态变成______态的现象叫做汽化,汽化有______和______两种形式。
5. 沸腾是在______温度下,在液体______和______同时发生的剧烈的汽化现象,液体在沸腾的过程中,需要______热,温度______. 液体沸腾时的温度叫做______。
6. 沸腾时观察到的现象是:水中形成______,上升时______,到水面______,里面的水蒸气散发到空气中。
7. 液体在沸腾过程中要不断______热,但温度保持______,这一温度叫沸点,不同物质的沸点是______的(选填“相同”、“不同”)。
8. 在烧瓶中装一些刚停止沸腾的水,然后用抽气机抽去瓶中的空气,这时水面上的气压______(选填“减小”、“不变”或“增大”),可以观察到瓶中的水又沸腾起来了,可见______液面上方的气压可以使水的沸点降低。
9. 电冰箱是根据物质汽化时______热,液化时______热的原理制成的。
10. ______和______是使气体液化的两种方法. 液化石油气是利用______的方法实现的。
11. 打开冰箱门,看到冒“白气”,这“白气”是______,这是由于______遇冷______形成的。
12. 人被100℃的水蒸气烫伤要比100℃的开水烫伤厉害,这是因为______。
13. 在北方的冬天,汽车驾驶员常用水和酒精的混合物作为汽车冷却系统中的冷却液,这是因为这种混合液具有______。
14. 在烹炸食物时常会见到:滚开的油锅中,溅入一滴水后,会有剧烈的响声,并溅起油
来。其主要原因是______。
15. 医生为病人检查牙齿时,拿一个“带把的小镜子”在酒精灯上烧一烧,然后放入病人口腔内。这样做的目的是______。
(二)选择题
1. 图中有甲、乙两容器,装有相同质量、相同温度的酒精,过了一会儿,则 ( )
A. 甲容器中酒精多 B. 乙容器中酒精多
C. 两容器中一样多 D. 无法判断
2. 夏天游泳时,在水里不觉得冷,上了岸觉得冷,这是因为 ( )
A. 水的温度高,空气的温度低
B. 空气比水容易传导热量
C. 人体表面的水分蒸发要吸收热量
D. 以上都不对
3. 夏天用电风扇吹,人会感到凉快,这是因为 ( )
A. 电风扇吹出的风能产生冷气
B. 电风扇吹出的风能降低空气的温度
C. 电风扇吹出的风能吸收人体的热量
D. 电风扇吹出的风能加速人体表面水分的蒸发
4. 用苯在1atm下的沸点是111℃,如果在 1atm时,甲苯的温度是111℃,则下列说法正确的是 ( )
A. 甲苯沸腾 B. 甲苯不沸腾
C. 甲苯继续吸热,则能沸腾 D. 以上说法都不正确
5. 如图所示,大容器A和小容器B内均装有水,在容器A底部加热使容器A内的水沸腾,继续加热,容器B内的水 ( )
A. 不能达到沸点,不能沸腾 B. 能达到沸点,但不能沸腾
C. 不能达到沸点,但能沸腾 D. 能达到沸点,也能沸腾
6. 在敞开的水壶里烧水,使水沸腾后再用猛火继续加热,则水的温度将 ( )
A. 逐渐升高 B. 不变 C. 逐渐降低 D. 忽高忽低
7. 雾与露是空气中水蒸气______形成的。 ( )
A. 熔化 B. 汽化 C. 液化 D. 凝固
8. 在通常情况下,已知液态氧的沸点是-183℃,液态氮的沸点是-196℃,液态氦的沸点是-268.9℃,利用液态空气提取这些气体,随温度升高而先后分离出来的次序是 ( )
A. 氧、氦、氮 B. 氧、氮、氦 C. 氦、氧、氮 D. 氦、氮、氧
9. 生活中常有“扬汤止沸”和“釜底抽薪”的说法。扬汤止沸是指把锅里沸腾的水舀起
来再倒回去,釜底抽薪是指从锅下抽掉燃着的木柴。应用热学知识分析下列说法正确的是 ( )
A. “扬汤止沸”和“釜底抽薪”都只能暂时止沸
B. “扬汤止沸”和“釜底抽薪”都能彻底止沸
C. “扬汤止沸”只能暂时止沸,“釜底抽薪”能彻底止沸
D. “扬汤止沸”能彻底止沸,“釜底抽薪”只能暂时止沸
10. 深秋的早晨起床时可看到房间玻璃窗上有许多小水珠,这些水珠在 ( )
A. 窗玻璃朝房内的一面 B. 窗玻璃朝房外的一面
C. 窗玻璃的里外两面 D. 不能断定在哪一面
11. 生活中常用碗炖食物(碗不与锅接触),当锅里的水沸腾后,碗中的汤 ( )
A. 会沸腾的慢一点 B. 同时沸腾
C. 不会沸腾,温度为100℃ D. 不会沸腾,温度低于100℃
12. 对锅加热,里面的水持续沸腾时,水面上的“白气”并不明显;如突然止火,水面上很快出现很多“白气”,这是因为 ( )
A. 沸腾时水不蒸发
B. 沸腾时水面上的蒸气高于100℃
C. 止火后水分开始大量蒸发
D. 止火后水面上的温度低于100℃;大量水蒸气液化为小水滴形成“白气”
13. 夏天有人用湿毛巾包在牛奶瓶外,希望牛奶不致很快变质。从物理学角度来看,这种做法 ( )
A. 毫无意义,因为物体间温度相同时不发生热传递
B. 错误,湿毛巾包裹使奶瓶散热困难,牛奶反而要变质
C. 正确,湿毛巾中的水分蒸发,要从奶瓶吸收部分热,有降温作用,从而延缓牛奶变质
(三)说理题
1. 炎夏酷暑,在屋内地上洒些水便觉得凉爽些,而在太阳直射的马路上洒水反觉得闷热,为什么?
2. 严寒的冬天,为什么菜农常用塑料薄膜覆盖菜地?
(四)实验题
某同学在做水的沸腾的实验时,写了如下的实验报告。请你仔细阅读这份实验报告,并回答所提出的问题。
实验报告
实验目的:观察水的沸腾。
实验步骤:
①在烧杯里放入适量水,将烧杯放在石棉网上,然后把温度计插入水里。
②把酒精灯点着,给烧杯加热。
③边观察边记录。
④做好实验后,把器材整理好。
观察记录:
①水温在 60℃以下时,随着水温不断升高,杯底上气泡越来越多,有少量气泡上升。 ②水温在60℃~90℃之间时,杯底气泡逐渐减少,气泡上升逐渐加快。
③在90℃~100℃之间时,小气泡上升越来越快。
④水在沸腾时,大量气泡迅速上升,温度在98℃不变。
⑤移走酒精灯,沸腾停止。
实验结论:
①沸腾是在液体表面和内部同时进行的汽化现象。
②水在沸腾时,温度不变。
回答问题
①你认为这份实验报告是否完整?如果不完整,应该添上什么项目?
②实验结论是否全面?如果不全面,请你补上。
答案
(一)1. 蒸发,汽化,任意 2. 蒸发吸热,低于 3. 吸,致冷 4. 气,蒸发、沸腾
5. 一定,表面,内部,吸,不变,沸点 6. 气泡,变大,破裂
7. 吸;不变;不同 8. 减小;降低 9. 吸;放
10. 降低温度,压缩体积,压缩体积. 11. 小水珠,水蒸气;液化。
12. 水蒸气液化放热. 13. 较低的熔点。 14. 水的沸点比油的沸点低。
15. 避免口腔内水汽在镜面上凝结而看不清牙齿。
(二) 1. B 2. C 3.D 4. C 5. B 6. B 7.C
8. D 9. C 10.A 11.C 12.D 13.C
(三)1.水蒸发要吸热,可使室温降低,而阳光直射下的马路温度远高于气温,洒在马路上的水蒸发形成温度高于气温的水蒸气,使人感到闷热。
2.防止菜地表面上空气流动,以减少蔬菜和土壤水分的蒸发。另外夜间水蒸气液化成小水滴时要放热,这样做可以防止蔬菜受冻。
(四)①不完整,应该添上实验器材。
②不全面,应补上“当水的温度低于沸点时,水并不沸腾”。