浙教版科学七年级上册第四章《物质的特性》知识点过关

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浙教版科学七年级上册第四章《物质的特性》知识点过关

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第1节 物质的构成
一、 分子之间存在空隙
(一)实验一:水和酒精混合
①实验现象:水和酒精混合后的总体积小于水和酒精的体积之和。
②解释:水分子之间和酒精分子之间存在着空隙,当水和酒精混合时,水分子和酒精分子彼此进人对方分子的空隙中,所以水和酒精混合后的总体积会减小。
(二)实验二:芝麻和黄豆混合
①实验现象:芝麻和黄豆混合后的总体积小于混合前的体积之和。
②解释:黄豆与黄豆之间存在空隙,一部分芝麻钻到了黄豆之间的空隙中。
结论:不论固体、液体还是气体,构成物质的分子(或微粒)之间都有一定的空隙,不同物质分子(或微粒)间的空隙大小不同,固体的最小,液体的次之,气体的最大。
二、分子处于不停的运动之中
(一)扩散现象
(1)现象探究:一瓶是(无色)空气,一瓶是二氧化氨(红棕色),用玻璃板隔开。
抽去玻璃板,使两个瓶口相互贴紧,将会看到没有颜色的那瓶气体变红了,两瓶气体的颜色最后变得均匀。这就是气体的扩散现象。将红墨水注人水中,一段时间后,水会变红,这是液体的扩散现象。扩散现象还能在固体中发生,如把磨得很光滑的铅片和金片紧压在起,5年后,将它们切开,发现它们互相渗入约1毫米深。
(2)概念:不同物质的分子彼此进人对方分子空隙中的现象叫做扩散。
(3)扩散现象表明:
①构成物质的分子都在不停地做无规则运动。
②构成物质的分子间存在空隙。
(二)扩散快慢与温度的关系
温度越高扩散越快,说明分子的运动越剧烈。因为分子的运动与温度有关,所以分子永不停息的无规则运动也叫做热运动。
三、分子之间的引力和斥力
(一)构成物质的分子间存在相互作用的引力和斥力
(1)构成物质的分子之间(物体内部)存在引力。
分子间的相互引力像一只只无形的手,将分子与分子聚集在一起,构成各种固体和液体。不但物体内部的分子之间存在着引力,两个物体接触面上的分子之间(不同物体之间)同样存在着相互作用的引力。
(2)构成物质的分子之间存在斥力。
构成物质的分子之间存在空隙,很难将其压缩是因为分子之间存在着相互作用的斥力。
(二)物质三态的分子结构及宏观特征对比
物质状态 微观特征 宏观特征
分子间距离 分子间作用力 分子运动情况
固态 很小 很大 只能在平衡位置附近做微小振动 有一定体积和形状,没有流动性
液态 比固体稍大 较大 既可以在一个位置振又可以移动到另一位置振动 有一定的体积,没有一定的形状,具有流动性
气态 很大 十分微弱,可以忽略 除碰撞外,均做匀速直线运动,可以充满整个空间 既没有一定的体积,也没有一定的形状,具有流动性
第2节 质量的测量
一、质量的概念及单位
(一)质量的概念
一切物体都是由物质组成的。质量表示物体含有物质的多少,用字母m表示。
科学中把物体含有物质的多少叫做质量。物体所含的物质越多,物体的质量越大。例如一桶水比一杯水所含的物质多,质量大。
探究:物体的质量与其形状状态温度所处的空间位置有什么关系呢
①一片牙膏皮,将它卷起来,形状改变了。
②给一块冰加热, 冰熔化成水,状态改变了。
③把一块铁片投人沸水中,铁片温度升高了。
④“神舟十号”飞船从地球到了太空后,位置改变了。
以上物体的形状、状态温度、所处位置发生了改变,它们所含物质的多少变化了吗
探究分析:物体的形状、状态温度、所处的位置发生了改变,但它们所含物质的多少没有变,质量也不会变,即物体的质量不随物体的形状、状态、温度和所处位置的改变而改变,所以说物体的质量是物体的一种属性。
探究结论:物体的质量不随物体的温度、形状、所处位置、状态的改变而改变,质量是物体的一种属性。
(二)质量的单位
质量的基本单位是千克(kg),比千克大的单位有吨(t),比千克小的单位有克(g)、毫克( mg )。
它们之间的换算关系:1吨= 1000千克,1千克= 1000克=1.0x 106毫克。
一些常见物体的质量:
物体 质量/千克 物体 质量/千克
大头针 8 x 10-5 大象 6.0 x 103
鸡蛋 0.05 鲸 1.5 x 105
苹果 0.15 月球 7.4 x 1022
鸡 2.0 地球 6.0 x 1024
成人 50-80 太阳 2.0 x 1030
【能力拓展】
①“物体”与“物质”的区别:物体是指具有一定形状、占据一定空间、 有体积和质量的实物,而物质是指构成物体的材料。一个物体可以由多种物质组成,同种物质也可以组成不同的物体。如铁球、铁锅都是物体,而它们都是由铁这种物质组成的。
②人们在生活中习惯上讲人的体重、称量物体的重量等,实际就是质量。
③日常生活中,我们还用“公斤”“斤”“两”表示质量,1公斤=2斤,1斤= 500克,1斤= 10两。国际上常用“盎司(oz)”作为贵重金属的质量单位。1盎司黄金的质量为31.103 5克。国际上还流行“磅”这种质量单位,1磅= 0.4536千克。
二、 质量的测量
(一)生活中测量质量的工具
生活中常用秤测物体的质量,常见的有杆秤、台秤、电子秤、案秤、磅秤等。
(二)实验室里测量质量的仪器
实验室里测量质量的仪器是托盘天平和物理天平。
(三)托盘天平的使用方法
(1)放:先将托盘天平放在水平面上。
(2)移:将游码移到横梁标尺左端的“0”刻度线处。
(3)调:调节平衡螺母,使指针对准分度盘的中央刻度线处或指针左右摆动的幅度相同。若指针偏向左边,调节平衡螺母向右调节
(4)称:把被测物体轻放于已调好的天平的左盘内,估计被测物体的质量,用镊子按“从大到小”的顺序向右盘依次添加砝码,若最小的砝码也不能使横梁平衡,此时需要移动游码,直到指针指在分度盘中央刻度线处或左右摆动幅度相同。特别提醒,此时不能调节平衡螺母。
(5)读:将右盘中砝码的总质量与游码左边所对质量值相加,即是被测物体的质量。
游码在标尺上读数时,应以游码左侧边缘所对刻度为准,如图所示,砝码总质量为75克,游码指示的质量值为3.0克,物体的质量为75克+3.0克= 78.0克。
(6)收:称量完毕,用镊子将砝码放回砝码盒,并使游码归零。
(四)托盘天平的维护
(1)每台天平能够测量的最大质量叫做天平的称量。用天平测量物体的质量前要先估计被测物体的质量,不能超过天平的称量。
(2)取放砝码移动游码要用镊子,轻拿轻放,测量完毕砝码放回盒内。
(3)不能把潮湿的物体和化学药品直接放在天平托盘上,防止锈蚀。而应在左、右两盘上各放一张相同质量、同样大小的纸,药品和砝码放在纸上。如果称量液体质量,则必须放在玻璃器皿内。
(五)测量液体的质量
可按以下步骤进行:
①按“放”“移”“调”的要求将天平调节平衡;
②将容器放在天平的左盘中,称出容器的质量m1;
③将液体倒入容器内,用天平称出液体和容器的总质量m2;
④液体的质量m液= m2- m1;
⑤整理实验器材。
(六)使用托盘天平时常见问题分析
常见问题 特征 测量结果
游码未归零 称量前,游码未置于横梁标尺左端的零刻度线处就将天平调节水平平衡 测量结果偏大。若记录测量前游码的初始值为mo,测量时游码的值为m游,则物体的质量m物= m砝+m游 -m。
“右物左码” 右盘放物体,左盘放砝码 若游码所对刻度不为零,则测量结果偏大,实际质量m物=m砝-m游
砝码生锈或粘有重物 砝码的质量变大 砝码质量变大,砝码表示质量不变,测量结果偏小
砝码磨损 砝码的质量变小 砝码质量变小,砝码表示质量不变,测量结果偏大
【能力拓展】
①调节平衡螺母的方法:把平衡螺母向指针偏向的反方向调,若指针向左偏,则把平衡螺母向右调节。(左右两侧平衡螺母的调节方法相同,可简记为“左偏右调”或“右偏左调”)
②天平的使用:水平台上放天平,游码归零调平衡。左偏右调反向动,平衡螺母起作用。指针指在分度中,天平横梁已平衡。左物右码莫颠倒,轻拿轻放要知晓。右添砝码大到小,砝码不平游码调。物体质量砝游和,单位是克莫忘掉。
③测量液体注意:如果先测容器与液体的总质量,倒去液体后再测容器的质量,那么由于容器内还有残留的液体,导草致测量误差较大,所以这种方法一般不采取。
第3节 物质的密度
一、 密度
(一)实验探究:物质的质量与体积的关系
提出问题:相同体积的铁块和铝块,铁块的质量大。当铁块的体积增大后,其质量会发生怎样的变化呢,物质的质量与体积之间有什么关系吗
猜想与假设:成正比、成反比或不成比例。
实验设计:①取体积不同的铁块和铝块若干,分别用天平测出它们的质量,并记人表中;②分别求出质量与体积的比值;③比较比值,得出结论,验证猜想。
进行实验:①取体积不同的铁块和铝块若干,分别用天平测出它们的质量,并记人表中;②用排水法分别测出铁块和铝块的体积;③分别求出质量与体积的比值,并记人表中。
数据记录与处理:
物质 实验序号 体积/厘米3 质量/克 单位体积物质的质量:质量/体积(克/厘米3)
铁块 1 10 79 7.9
铁块 2 20 158 7.9
铁块 3 30 237 7.9
铝块 4 10 27 2.7
铝块 5 20 54 2.7
铝块 6 30 81 2.7
结论:同种物质的质量与体积的比值是恒定的,不同物质的质量与体积的比值一般是不同的,这个比值反映了物质的一种特性。为了描述这特性,科学中引人了“密度"这概念。
(二)密度的概念
单位体积的某种物质的质量,叫做这种物质的密度,用字母ρ表示。密度是物质的一种特性。
(三)密度的公式
ρ=m/V公式中的m表示质量,V表示体积,ρ表示密度,公式表示的意义是某种物质的密度等于该物质单位体积的质量,此式是物质密度大小的计算式。
对于公式ρ=m/V,要从以下四个方面理解:
(1)同种物质,在一定状态下,密度是定值,不能认为物质的密度与质量成正比,与体积成反比。
(2)同种物质组成的物体,体积大的质量也大,物体的质量跟它的体积成正比,即当ρ一定时,m1/m2=V1/V2
(3)不同物质组成的物体,在体积相同的情况下,密度大的质量也大,物体的质量跟它的密度成正比,即当V一定时,m1/m2=ρ1/ρ2
(4)不同物质组成的物体,在质量相同的情况下,密度大的体积反而小,物体的体积跟它的密度成反比,即当m一定时,V1/V2=ρ2/ρ1
(四)密度的单位
密度的单位是由质量的单位和体积的单位组成的。密度的单位是千克/米3(kg/m3)(读作“千克每立方米”)或克/厘米3( g/cm3)(读作“克每立方厘米”),它们的关系是1克/厘米3= 1000千克/米3。
(五)物质密度表示的含义
水的密度为1克/厘米3表示的含义:每立方厘米水的质量是1克;质量为1克的水的体积是1立方厘米。
铁的密度为7.9 x 103千克/米3表示的含义:每立方米铁的质量是7.9x 103千克;质量为7.9x 103干克的铁的体积是1立方米,
【能力拓展】
“密度是物质的一种特性”这句话的含义:
①每种物质都有它确定的密度,对于同种状态物质来说,密度是不变的,它的质量与体积成正比,例如对于铝制品来说,不论它体积多大、质量多少,单位体积的铝的质量是不变的;
②不同的物质,其密度一般不同,平时习惯上讲“铁比棉花重”是指铁的密度大于棉花的密度,在相同体积的情况下,铁的质量大于棉花的质量;
③密度与该物质组成的物体的质量、体识、形状、运动状态等元关。
常见物质的密度:
(1)记住一些常见物质的密度,如ρ= 1.0x103千克/米3=1.0克/厘米3。
(2)了解常见物质密度的大小关系,如ρ金>ρ铅>ρ铜>ρ铁>ρ铝,P水>ρ酒精,ρ水>ρ冰等。
(3)部分物质的密度相等,如冰与石蜡,煤油与酒精。
(4)固体、液体的密度都比气体的密度大。
(5)气体的密度特点:由于气体具有流动性,所以气体的体积是盛它的整个容器的容积,如将一瓶氧气用去一半后,其质量减小一半,而体积仍为原氧气瓶的容积,故氧气的密度变为原来的一半。
二、 密度的计算与应用
(一)由密度公式ρ=m/V,可求质量m=ρV,可求体积V=m/ρ
应用公式解题的步骤:
(1)仔细审题,明确题目中的已知条件(已知各量要统一单位);
(2)分析求未知量所需的条件;
(3)选择适当的公式进行计算。
(二)应用
(1)物质的鉴别:测出这个物体的质量和体积,根据公式计算出它的密度,把测出的密度值与密度表中各种物质的密度比较,即可知该物体可能是由什么物质组成。
(2)求解物体是否空心:通过密度公式及其变形式,计算物体的密度或体积或质量,再与相应的量进行比较,从而可以知道物体是实心的还是空心的。
(三)与密度有关的生活现象
由密度表可知,水的密度为1.0x103千克/米3,冰的密度为0.9x103千克/米3。水结冰后,质量不变,而水的密度大于冰的密度,根据密度公式ρ= m/V可知,水的体积小于冰的体积,即水结冰后,体积变大。寒冷地区冬天水管被冻裂就是水结冰后膨胀所导致的。冰的融化和水的冻结现象,会使岩石发生机械风化,也会使马路等建筑物开裂或形成洞坑。
【能力拓展】
利用密度公式进行计算时,各物理量的单位一定要统一,密度单位一般有两种表示方法:种是克/厘米3,另一种是千克/米3了。
例:一个铝球的质量是54克,体积是30厘米3,这个球是空心的还是实心的 (ρ= 2.7克/厘米3)
分析:在解答时,可以先假设这个球是实心的,求出该球的密度、质量或体积,然后与实际物体进行比较即可求解。
方法一:比较密度法
假设这个铝球是实心的,由密度公式可得
ρ球=m/V=54克/30厘米3=1.8克/厘米3
由于1.8克/厘米3<2.7克/厘米3,所以该球是空心的。
方法二:比较质量法
假设这个铝球是实心的,则体积为30厘米3的实心铝球质量m=ρ球V=2.7克/厘米3x30厘米3=81克
由于81克>54克,所以该球是空心的。
方法三:比较体积法
假设这个铝球是实心的,则54克实心铝球的体积V=m/ρ铝=54克/2.7克/厘米3= 20厘米3
由于20厘米3<30厘米3,所以该球是空心的。
三、 密度的测量
(一)实验原理:ρ=m/V
根据密度的计算公式ρ=m/V可知,要测量物体的密度,就要测出物体的质量和相应的体积,然后根据密度公式求出它的密度。
(二)实验器材:天平、量简、石块、细线、玻璃杯、水、盐水。
(三)测量固体的密度
(1)用天平测出石块的质量m。
(2)向量筒中倒人适量的水,记下水面刻度值V1
(3)用细线将石块拴住,缓缓放人量筒中的水里,并使之完全浸人,记下水面刻度值V2
(4)将有关数据填人下表,计算出石块的密度ρ=m/(V2-V1)
石块的质量m/克 石块放人前水的体积V1/厘米3 石块和水的总体积V2/厘米3 石块的体积V/厘米3 石块的密度ρ/(克/厘米3)
(四)测量液体的密度(以盐水为例)
(1)将适量盐水倒人玻璃杯中,用天平测出玻璃杯和盐水的总质量m1。
(2)将玻璃杯中的盐水倒人量简中一部分,测出玻璃杯和剩余盐水的总质量m2o
(3)读出盐水体积V
(4)将有关数据填人下表,计算出盐水的密度ρ=(m1-m2)/V
玻璃杯和盐水的总质量m1/克 玻璃杯和剩余盐水的总质量m2/克 量筒中盐水的质量m/克 量筒中盐水的体积V/厘米3 盐水的密度ρ/(克/厘米3)
【能力拓展】
①在测量固体的密度的实验中,先测质量再测体积,可以减小因被测物体上站有水而导致的误差
②在测量固体的体积时,倒入量简中的水以使固体全部浸入为宜,且能准确、方便读数。
若固体是吸水材料如粉笔,应先充分浸泡
③测量液体的密度时先测液体与烧杯的总质量,将烧杯中的液体倒入量筒中一部分,再测烧杯与剩余液体的总质量。
第4节 物质的比热
一、热量
(一)热量的定义
物体吸收或放出热的多少叫做热量,热量通常用符号Q表示。
(1)在热传递的过程中,热量会从温度高的物体传向温度低的物体,高温物体放出了热,温度降低;低温物体吸收了热,温度升高。
(2)一定质量的某种物质,吸收热量的多少跟温度升高的多少有关。温度升高越多,吸收的热量越多;反之,温度降低越多,放出的热量越多。例如用煤气灶将一锅水加热到50摄氏度和100摄氏度,加热到100摄氏度用的时间长,吸收的热量多。
(3)物体升高一定的温度,质量越大,吸收的热量越多;反之,物体降低一定的温度,质量越大,放出的热量越多。例如用煤气灶将锅水烧开比将半锅同温度的水烧开要用更长的时间,吸收更多的热量。
(4)对于同物体,质量越大,升高温度越多,则它吸收的热量越多。
(二)热量的单位
热量的单位是焦耳,简称焦,符号是J,它是为纪念英国科学家焦耳而命名的。更大的热量单位是千焦,符号为kJ。
【能力拓展】
热量是在热传递过程中,热转移的数量,所以热量是一个过程量,它存在于热传递的过程中,离开热传递谈热量是没有意义的,所以我们不能说“某物体含有或具有多少热量”,更不能比较两个物体热量的大小,只能说“物体吸收或放出了多少热量”。
热传递
①定义:热传递是热从温度高的物体传到温度低的物体,或者从物体的高温部分传到低温部分的过程。
②发生热传递的条件:热传递是自然界普遍存在的一种自然现象。只要物体之间或同一物体的不同部分之间存在温度差,就会有热传递现象发生,并且将一直持续到温度相同为止。发生热传递的唯一条件是存在温度差,与物体的状态物体间是否接触无关。
③实质:热传递的实质就是热量从高温物体向低温物体转移的过程,这是能量转移的一-种方式。热传递转移的是能量,而不是温度。
④结果:高温物体向低温物体传递热量,故高温物体放出热量,温度降低,低温物体吸收热量,温度升高。热传递的最终结果是温度差消失,即发生热传递的物体间或物体的不同部分间达到相同的温度。
二、比热
(一)实验探究:比较不同物质的吸热能力
(1)实验目的:让相同质量的水和砂石吸收相同的热量,比较它们温度升高的多少来研究它们吸热能力的差异。
(2)实验器材:两个相同的酒精灯、两只烧杯、两个铁架台(带铁夹)、两块石棉网、质量相同的水和砂石、两支温度计、秒表等。
(3)数据记录表
时间/分 0 2 4
水的温度/摄氏度 21 27 37
砂石的温度/摄氏度 21 24 48
(5)数据分析:温度升高较快的是砂石。要使水和砂石升高相同的温4度,需要加热时间较长的是水,吸收热量较多的是水。
(6)实验结论:质量相同的不同物质,吸收相同的热量,升高的温度不同。质量相同的不同物质,升高相同的温度,吸收的热量不同。
(二)比热(也称比热容)
质量相同的不同物质,升高相同的温度,吸收的热量并不相同,降低相同的温度,放出的热量也不相同。科学上把物质的这种特性叫做比热容,简称比热。
(三)对比热的理解
(1)比热反映了物质吸热或放热的本领:比热越大,吸热或放热本领越强。即质量相同的不同物质升高(或降低)相同的温度,吸收(或放出)热量较多的,比热较大;吸收(或放出)热量较少的,比热较小。
(2)不同物质的比热般不同,同种物质(物态相同)的比热相同,其物理意义可从两个角度去理解。
两个角度 物质的吸热本领 物质温度改变的难易程度
具体说明 比热大表示吸热本领强 比热大表示温度难改变
比热小表示吸热本领弱 比热小表示温度容易改变
解释 相同质量不同物质升高相同的温度,比热越大,吸收的热量越多,比热越小,吸收的热量越少 相同质量不同物质吸收相等的热量,比热越大,温度升高得越少 ,比热越小,温度升高得越多
(四)水的比热较大的应用
(1)由于水的比热较大,所以一定质量的水升高(或降低)一定温度,吸收(或放出)的热量较多,所以可以利用水作为冷却剂或用来取暖。
(2)由于水的比热较大,一定质量的水吸收(或放出)较多的热量而本身的温度却改变不多,这点有利于调节气候。夏天,太阳照射到海面上,海水相对砂石来说升温较慢,所以住在海边的人并不觉得特别热;冬天,气温降低了,水和砂石相比,由于水的比热大,降温慢,所以住在海边的人并不觉得特别冷。
第5节 熔化与凝固
一、物质的物态变化
(一)探究水的物态变化
将冰放入水壶中,然后加热,观察冰的变化。不断加热,水沸腾后,戴上手套,并拿着勺子靠近壶嘴观察可知,在加热过程中,冰变成了水,水变成水蒸气,水蒸气遇到冷的勺子又能变成小液滴;如果再将水放人冰箱中,水还可以结成冰。
由实验探究可知,像水一样,物质有三种状态,它们分别是固态、液态和气态。
物质的三种状态在一定条件下是可以相互转化的。
物态变化:物质状态的变化,即物质常见的三种状态之间的相互转化。随着温度的变化,物质的状态会在固、液、气三种状态之间变化,我们把物质从一种状态变成另一种状态的现象叫做物态变化。
(二)熔化和凝固的概念
(1)熔化:物质从固态变成液态的过程。如冰变成水,铁块在高温下变成铁水,都是由固态变成液态,属于熔化现象。
(2)凝固:物质从液态变成固态的过程。如水结成冰,铁水遇冷变成一定形状的铁片或铁块,都是由液态变成固态,属于凝固现象。
【能力拓展】
熔化与溶化的区别
熔化是表示物质由固态变为液态;溶化表示物质溶解的过程,如蔗糖放入水中消失了。前者是物质本身从固态变成了液态的现象,后者则是固体物质借助液体在液体中分散开来的现象,因此有无借助液体是识别两者的关键。
二、海波和松香的熔化规律
(一)探究海波、松香的熔化规律
探究目的:不同物质在由固态变成液态的过程中,温度的变化规律及物质的状态变化。
实验器材:铁架台、酒精灯、石棉网、烧杯、试管、温度计、水、海波松香钟表、火柴、秒表等
设计实验和进行实验:将温度计插人试管后,待温度升到40开始,每隔1分钟记录一次温度,在海波或松香完全熔化后再记录3~5次。
(1)海波的熔化现象
①温度在上升到48°C前,海波呈固态。
②温度为48°C时,海波开始熔化,有液体出现。在完全熔化之前,海波处于固、液共存状态,继续吸收热量,但温度保持在48°C不变。
③海波完全熔化成液态后,继续吸收热量,温度从48°C开始继续上升。
(2)松香的熔化现象
松香从开始加热起,经历一个逐渐变软再变稀,直到变成液体的过程。在熔化的整个过程中,温度逐渐升高,不存在到达哪一温度才开始熔化的情形。
数据的处理:图中的纵轴表示温度,温度的数值已经标出;横轴表示时间,根据表中各个时刻的温度在图上描点,然后将这些点用平滑曲线连接,便得到熔化时温度随时间变化的图像。
探究结论:根据探究过程可知,海波熔化时,温度不变,需要吸热。熔化过程中,处于固、液共存状态;松香熔化时,温度升高,需要吸热,是一个逐渐变软再变稀的过程。
(二)熔化吸热、凝固放热
晶体在熔化过程中虽然温度保持不变,但要继续吸收热量,才能确保熔化过程的完成,可见晶体在熔化过程中吸收的热量不是用来升高温度的,而是用来完成熔化的。相反,液体在凝固成固体时要放出热量。非晶体也是在熔化时吸收热量,在凝固时放出热量。
【能力拓展】
海波和松香熔化的异同点
相同点:都是由固态变成了液态;在熔化过程中都要吸收热量。
不同点: 海波在熔化过程中温度保持不变,先由固态变成固、液共存状态,最终变成液态;而松香在熔化时温度不断上升,由硬变软、变稀,最后变成液态。
熔化、凝固的应用
①冷冻食品可以保鲜;②高烧病人利用冰袋降温;③把塑料颗粒熔化后,注入钢模中,冷却后便凝固成塑料盆。
判断晶体、非晶体的方法
(1)从有无确定的熔点来判断,晶体有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点。
(2)从熔化过程中的现象来判断,晶体熔化过程:固态→固液共存状态→液态;非晶体熔化过程:固态→软→稀→液态。
(3)从熔化时温度随时间变化的图像来判断,关键是观察图像中是否存在一段平行于时间轴的线段,有则为晶体,没有则为非晶体。
三、晶体、非晶体熔化和凝固的特点
(一)晶体
(1)概念:像海波那样,具有一定熔化温度的固体叫做晶体,常见的晶体:海波、食盐、冰水晶、各种金属等。
(2)特点:熔化过程中需要不断吸热,但温度保持不变
(二)非晶体
(1)概念:像松香那样,没有一定的熔化温度的固体叫做非晶体,常见的非晶体:松香、石蜡、玻璃、塑料、橡胶、沥青等。
(2)特点:熔化过程中需要不断吸热,同时温度不断升高。
(三)熔点和凝固点
(1)熔点:晶体熔化时的温度叫做熔点。
(2)凝固点:液态晶体在凝固过程中温度保持不变,这个温度叫做晶体的凝固点。
(3)晶体都有熔点和凝固点,非晶体没有熔点和凝固点。
(4)同一晶体的熔点和凝固点相同,不同晶体的熔点和凝固点一般不同。
(四)晶体和非晶体的区别
晶体具有规则的几何外形,而非晶体没有;晶体具有固定的熔点,而非晶体在吸热时随温度的升高逐渐变软、变稀,最后完全变成液体,没有固定的熔点。
(五)晶体和非晶体的熔化图像
如图所示,分别为晶体和非晶体的熔化图像。
晶体的熔化图像中各段曲线的意义如下:
(1)AB:熔化前的加热升温阶段,此时晶体处于固态。
(2)BC:晶体吸热熔化过程,温度不变,此时的温度即是晶体的熔点;晶体处于固液共存状态,其中B点时仍是固态,C点时已完全变成液态。
(3)CD :晶体熔化后吸热升温阶段,此时晶体处于液态。
非晶体熔化图像的含义:非晶体熔化时,吸收热量,温度升高。
(六)液态晶体与液态非晶体的凝固图像
如图所示,分别为液态晶体和液态非晶体的凝固图像。
液态晶体的凝固图像中各段曲线的意义如下:
(1)EF:凝固前的液态晶体放热降温过程。
(2)FG:液态晶体放热凝固成固态晶体的过程,凝固时温度不变;处于固液共存状态,其中F点时仍是液态,G点时已完全变成固态。
(3)GH:凝固后,固态晶体继续放热降温过程。
非晶体凝固图像的含义:非晶体在凝固过程中,放出热量,温度降低。
【能力拓展】
熔化和凝固图像的区分
晶体的熔化图像中有一段表示固体升温的斜向上的线段,有一段表示晶体熔化温度不变的平行于时间轴的线段,还有一段表示液体升温的斜向上的线段;反之,即为凝固图像。熔化和凝固图像中如果没有平行于横轴(时间轴)的线段,就是非晶体。
运用图像法解答问题的一般步骤:①明确图像中横坐标表示的物理量和纵坐标表示的物理量分别是什么;②注意认清横坐标轴和纵坐标轴上各自表示的最小格的数值大小和单位;③明确图像所表示的物理意义;④根据图像对题目提出的问题做出判断,得到结论。
第6节 汽化与液化
一、汽化
物质从液态变成气态的过程叫做汽化,物质从气态变为液态的过程叫做液化。
液态水变成水蒸气是汽化过程。“汽化”不能写成“气化”,“水蒸气”不能写成“水蒸汽”。
汽化的两种方式:蒸发和沸腾。
(一)蒸发
(1)概念:蒸发是在液体表面上任何温度下都能进行的一种缓慢汽化现象。
(2)探究影响蒸发快慢的因素:
猜想与假设 ①液体蒸发快慢跟液体表面积大小有关;②液体蒸发快慢跟温度高低有关;③液体蒸发快慢跟液体表面空气流动的快慢有关
实验器材 玻璃片(2块)、滴管、酒精、酒精灯、木夹、硬纸片
实验步骤 检验假设① 在2块玻璃片上各滴1滴酒精,将其中一块玻璃片上的酒精摊开较大的面积,观察哪滴酒精蒸发得快
检验假设② 在2块玻璃片上各滴1滴酒精,并使酒精的表面积大致相同,用木夹夹住一块玻璃片放在酒精灯上加热,观察哪滴酒精蒸发得快
检验假设③ 在2块玻璃片上各滴1滴酒精,并使酒精的表面积大致相同,用硬纸片对其中一块玻璃片上的酒精扇风,观察哪滴酒精蒸发得快
实验现象及结论 蒸发快慢与液体的温度、液体的表面积、液体表面空气流动的快慢等有关。液体的表面积越大,温度越高,液体表面空气流动越快,液体蒸发就越快
实验方法 控制变量法
(3)改变液体蒸发快慢的方法:
①调节液体温度的高低。
②改变液体表面积的大小。
③改变液体表面空气流动的快慢。
(4)不同的液体蒸发的快慢不一样,如水和酒精在同样的条件下,酒精蒸发得快。
(5)蒸发致冷:液体蒸发时,会从周围物体吸收热量,使周围物体温度降低,因此蒸发有致冷作用。液体蒸发得越快,致冷效果越好。
(6)蒸发致冷的一些具体应用:
①病人发高烧时,在皮肤上擦酒精使病人体温下降,是利用酒精蒸发从人体吸收热量,使皮肤温度降低。
②炎热的夏季,人能利用汗液的蒸发来调控体温。
(二)沸腾
(1)概念: 沸腾是在一定温度下,在液体内部和表面同时进行的一种剧烈的汽化现象。
(2)沸腾的条件和特点
①条件:液体沸腾需要达到一定的温度,低于这个温度,液体升温,但不沸腾;需要不断吸热,一旦不能吸热,液体就不能沸腾。
②特点:沸腾是在液体内部和表面同时进行的;液体沸腾时,温度保持不变。
(3)沸点
①含义:液体沸腾时的温度叫做沸点。在标准大气压下,水的沸点是100 ℃。
②沸点与气压的关系:液体的沸点与液体上方的气压有关。气压越高,沸点越高;气压越低,沸点越低。
③低沸点物质的用途--冷冻治疗:医生常用汽化得很快的氯乙烷作麻醉剂,使病人的皮肤冷却到失去疼痛感觉的程度后进行手术。
(4)水的沸腾实验
实验目的 观察沸腾现象和沸腾时的温度情况
实验器材 烧杯、水、温度计、铁架台、酒精灯、石棉网、火柴、中心有孔的硬纸板、钟表
实验步骤 ①把水倒在烧杯里,按实验装置图将各器材装配好,如图A②用酒精灯给盛有水的烧杯加热,观察实验现象,并注意观察温度计的示数③当水温升到90℃左右时,每隔1分钟(或2分钟)记录一次水的温度,直到水沸腾后5分钟为止,并注意观察水的沸腾现象④根据记录的温度值,作出水的沸腾图像
注意事项 ①应该用酒精灯的外焰部分加热②温度计的玻璃泡不能碰到容器底或容器壁③安装实验器材时要由下向上安装
实验现象 ①沸腾时,水的温度保持不变,同时有大量气泡从杯底及四周水中产生并在上升过程中迅速变大,到达液面破裂,如图B②沸腾前,水的温度不断升高,有少量气泡产生并在上升过程中逐渐变小,在到达液面前就消失了,如图C③停止加热,液体不沸腾
实验结论(沸腾特点) ①沸腾是在一定温度下进行的②沸腾是在液体表面和内部同时剧烈发生的③液体沸腾时虽然温度不变,但要继续吸热
(三)液体沸腾的图像
液体在加热过程中,温度随时间变化的曲线如图所示。0-t1段表示液体吸热、温度升高的过程。t1-t2段表示液体的沸腾过程,此过程中液体继续吸热、温度不变。水平线段对应的温度就是液体的沸点T。
a与b的区别是b的液体质量大,加热到沸腾的时间更长。
(四)从分子运动的观点解释汽化现象
(1)蒸发现象的解释
蒸发是一种缓慢进行的汽化现象,从分子运动的角度看,蒸发实质上是处于液体表面的速度较大的分子克服其他分子对它的引力,离开液面进入空气中的过程。温度越高,分子运动越剧烈,蒸发也就越快。
(2)沸腾现象的解释
沸腾是有别于蒸发的另-种汽化方式,是在液体表面和内部同时进行的剧烈的汽化现象。如图8所示,从分子运动的角度看,液体沸腾时,一方面,处于液体表面的速度较大的分子由于运动要离开液体扩散到空气中;另一方面,液体内部气泡壁上速度较大的分子也要脱离气泡壁跑到气泡中。所以说沸腾是比蒸发剧烈得多的汽化现象,二者在本质上是相同的。
【能力拓展】
蒸发
(1)蒸发不受温度限制,在任何温度下都能发生。
(2)蒸发只在液体的表面进行,是缓慢的汽化现象。
(3)液体蒸发的快慢还与周围空气的湿度有关。湿度越大,蒸发越慢。如夏天下雨前,人往往感到特别闷热,就是因为空气湿度大,人身上的汗液蒸发变慢所致。另外,液体不同,蒸发的快慢也不同,例如食用油的蒸发要比水蒸发慢得多。
沸腾
(1)扬汤止沸:“扬汤”只能暂时止沸。不如釜底抽薪:停止加热,液体不能继续从外界吸收热量,则不能保持沸腾。
(2)水沸腾时温度不是100℃的原因有两种:一是外界大气压不是标准大气压;二是温度计可能不准确。(3)缩短加热到沸腾的时间的方法:沸腾前烧杯上加盖,减少水的质量,用初温比较高的水进行实验等。
(4)水沸腾前,气泡由下至上是逐渐变小的;水沸腾后,气泡由下至上是逐渐变大的。
二、液化
(一)概念
物质由气态变为液态的过程叫液化。
实验及生活实例 分析原因
在烧杯里加热水,将块干玻璃片盖在烧杯上,可以看到玻璃片的下表面附着一些小水珠 水蒸气遇到较冷的玻璃片液化成小水珠
冬季的早晨,人说话时.可以看到嘴里不断地呼出“白气” 呼出的水蒸气遇到冷空气液化成小水滴
戴眼镜的同学从寒冷的室外进入温暖的教室,镜片上会出现一层水雾 室内的水蒸气遇到较冷的镜片液化成小水滴
打火机内部燃料及家用瓶装液化石油气 在一定温度下,将可燃性的气体压缩其体积,可使它们液化
(二)水蒸气液化过程的现象图解
水蒸气遇冷,液化为小水珠,浮于空气中形成“白气”(或附着在物体表面形成水滴)
水蒸气在夜间气温下降,遇冷液化为小水珠,凝结在空中尘埃上形成雾(或凝结在地面物体上形成露)
(三)液化的两种方法
(1)降低温度。
(2)压缩体积。人们做饭用的液化石油气,就是在常温下用压缩体积的方式来将石油气液化后装在钢罐里的。
(四)将气体液化的优点:使其体积减小,便于储存和运输。
(五)液化放热:液化是汽化的逆过程,汽化是吸热过程,因此液化是放热过程。
(六)汽化吸热、液化放热的应用
(1)热管:热管的金属外壳内衬垫一层多孔材料的吸液芯,芯中充以酒精或其他液体,其中心是气腔。当管的一端受热时,热端吸液芯内的液体吸热汽化,蒸气沿气腔跑到冷端,在冷端放热液化后,又顺着吸液芯回到热端,如此循环往复。卫星就是利用热管将热量从向阳面“搬运”到背阴面,使两侧的温度趋于平衡。
(2)电冰箱:低沸点的冷凝剂在蒸发器里汽化,吸收了冷冻室里的热量,使冷冻室里的温度降低。空气压缩机将生成的蒸气抽走,压入冷凝器,使之液化并液化过程中会放出大量的热,所以把冰箱里带来的热量放出。冷凝剂液化后重新回到蒸发器里,如此循环工作,从而使冷冻室保持相当低的温度。
【能力拓展】
(一)理解液化应注意的三个问题
(1)所有气体在温度降到足够低时都可以被液化。
(2)有的气体单靠压缩体积不能使它液化,必须同时使它降低到一定温度,例如氮气。
(3)凡具有如下字样的相关物态变化都是液化现象:雾、露、“白气”“出汗”等,这些现象通常是空气中的水蒸气遇冷放热液化产生的,而不是空气液化产生的。空气液化需要极低的温度,常压下,空气中占主要成分的氮气大约在-196 ℃液化,氧气大约在-183℃液化。
(二)100℃的水蒸气与100℃水热量比较
因为100℃的水蒸气遇到皮肤时,先要液化成100℃的水,然后100 ℃的水继续降温放热。由于水蒸气在液化过程中会放出大量的热,所以被100 ℃的水蒸气烫伤比被100 ℃的水烫伤要严重得多。
同理0℃的冰比0℃的水冷却效果更好。
第7节 升华与凝华
一、升华和凝华
(一)实验探究碘的升华和凝华
给烧杯里的碘加热,烧杯中出现了紫色碘蒸气。停止加热后,在盛有水的烧瓶底部出现了紫黑色的碘晶体。
实验表明:加热时,碘由固态直接变成气态;冷却时,碘由气态直接变成固态。
(二)升华
(1)概念:升华是指物体从固态直接变成气态的过程。
(2)升华是吸热过程,升华要从周围环境吸热,使周围环境温度降低,所以升华有致冷作用。人们利用这个特点来降温。如利用干冰升华时吸收大量热来实施人工降雨,制造舞台烟雾效果,食品冷藏,医疗麻醉等。
(三)凝华
(1)概念:凝华是指物体从气态直接变成固态的过程。
(2)凝华是放热过程,凝华要放出热量。
(四)用分子运动的观点解释升华和凝华
升华是固态物质表面的分子克服其他分子对它的引力进入空气中的过程,而凝华则是气体分子碰到固态物质的表面,并被固态物质分子的引力所束缚的过程。
【能力拓展】
1、常见的升华现象:
a.衣柜中防虫用的樟脑丸会慢慢变小,最后消失不见了。
b.北方冬季,放在室外的冰冻的衣服会慢慢变干
c.用久的灯泡灯丝变细。
2、干冰:
不是冰,干冰为固态二氧化碳。干冰易升华,升华吸热。当将干冰粉喷撒到舞台上时,干冰迅速升华致冷,使空气中的水蒸气遇冷液化成小水珠,形成“白雾”从而渲染气氛。
3、常见的凝华现象:
a.冬季看到的“雾松”。
b.冬季窗玻璃的内表面上的“冰花”。
c.用久的灯泡壁变黑。
二、云、雨、雪、雾、露、霜
自然界中有很多自然现象都和物理有关,其中的云、雨、雾、露、霜、雪、冰雹是常见的自然现象,它们的成因及物态变化名称如下:
(一)云(液化或凝华)
太阳照在地球上,气温升高,含有水蒸气的高温空气快速上升,在上升过程中,空气逐渐冷却,水蒸气液化成小水滴或凝华成小冰晶,便形成云。
(二)雨(熔化)
云中的小水珠或小冰晶,随着气流的急速升降而上下运动,它们相遇后越聚越大,达到一定程度后就会下落。在下落过程中,小冰晶吸热熔化成小水珠,与原来的小水珠一起落到地面,这就是雨。
(三)雾(液化)
雾是水蒸气在空气中遇冷液化成了小水珠,这些小水珠悬浮在空气中,形成雾
(四)露(液化)
在天气较热的时候,空气中的水蒸气在早晨遇到温度较低的树叶、花草等,液化成小水珠附着在它们表面
(五)霜、雪(凝华)
霜是在地表的水蒸气遇到0℃以下的固体凝华为小冰晶;如果高空的温度在0℃以下,水蒸气凝华成小冰晶,便以雪的形式降到地面
(六)冰雹(熔化、凝固)
云中的水珠被上升气流带到气温低于0℃的高空,凝结为小冰珠,小冰珠在下落时,其外层受热熔化成水,并彼此结合,使冰珠越来越大,如果上升气流很强,冰珠就会再升入高空,在其表面形成一层冰壳,经过多次上下翻腾,能结合成较大的冰珠,当上升气流托不住它时,冰珠就落到地面,形成冰雹
第8节 物理性质与化学性质
一.物理变化与化学变化
1.物理变化:如果物质只发生颜色、状态等变化,而没有产生新的物质,这种变化叫做物理变化。
2.常见的物理变化:
三态变化 玉雕 竹编
3.化学变化:如果物质在发生变化后有新物质产生,这种变化叫做化学变化,化学变化常伴随物理变化。
4.常见的化学变化:
燃烧 酿酒 秋天落叶
二.物理性质与化学性质
1.物理性质:物理变化表现出的性质
2.常见的物理性质:颜色、状态、气味、密度、硬度、熔点、沸点、导电性、导热性、延展性、挥发性、溶解性、吸附性、磁性等。
金属的延展性 砂锅的导热性 水的流动与三态变化
3.化学性质:化学变化表现出来的性质
4.常见的化学性质:可燃性、助燃性、氧化性、还原性、毒性、金属活动性、酸碱性、稳定性等。
蛇的毒性 可燃性 金属的活动性
浙教版科学七年级上册《物质的特性》知识梳理

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