资源简介

(共35张PPT)
第3节 汽化和液化
沸腾
蒸发
液化
学习目标
为什么洒在带上的水过一会就不见了？
晾在太阳下的湿衣服不久后就干了
你一定看过电视上的火箭发射吧，当火箭扶摇直上时，下面伴随的是大片的“白气”，这些“白气”是火箭喷出的吗？
你认真观察过水的沸腾吗？将冷水加热至沸腾的过程中，水的温度升高了。如果持续加热，水的温度是不是会越来越高？水在沸腾前后温度变化有什么特点？
在塑料袋中滴入几滴酒精，将塑料袋挤瘪，排出空气后用绳把袋口扎紧（如图所示），然后放入开水中你会看到塑料袋有什么变化？从开水中拿出塑料袋，过一会儿它又有什么变化？在整个过程中，酒精的状态发生了哪些变化？
物质从液态变成气态的过程
叫汽化，需要吸热。
物质从气态回到液态的过程
叫液化，需要放热。
试验效果
沸腾
水加热到有大量的气泡冒出。水“开”了这一生活用语在物理学中叫作沸腾，沸腾是液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象。
沸腾
探究水在沸腾前后温度变化的特点
实验思路
与上一节的固体熔化实验类似，我们可以通过将水加热至沸腾，测量水的温度，根据记录的数据绘制图像，得出水在沸腾前后温度变化的特点。
实验过程
如图所示，用酒精灯（或家庭常用的电磁炉、电热水壶等）将水加热，使其沸腾。用实验室用温度计测量水温，当水温接近90℃时开始计时，每隔0.5 min读数一次并将温度填入下表中，直到水沸腾4～5 min后为止。
沸腾
探究水在沸腾前后温度变化的特点
时间/min 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
温度/°C
实验结论
通过上表，你能直接看出水在沸腾前后温度变化的特点吗？为了进一步发现规律，我们还可以在图中绘制水沸腾前后温度与时间关系的图像。
根据你对实验数据的整理和分析，总结水在沸腾前后温度变化的特点：_____________
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沸腾
温度计
铁架台
烧杯
酒精灯
石棉网
盖子
组装原则:
自下而上
实验步骤
1.把水倒入烧杯中，按图安装实验仪器
2.用酒精灯给水加热至沸腾
3.当水温接近90℃时。每隔1分钟记录一次温度，并观察水的沸腾现象
4.根据记录的温度值作出水的沸腾图像。
进行实验
沸腾前
沸腾时
实验现象
1.沸腾前声音 ，沸腾时声音 。
2.沸腾前气泡 ，沸腾时气泡 。
3.在沸腾过程中水 ，温度 。
4. 沸腾:在一定温度下 (沸点) 且在 和 同时发生的 汽化现象。
大
小
由大到小
由小到大
继续吸热
保持不变
实验结论
内部
剧烈
表面
各种液体沸腾时都有确定的温度，这个温度叫作沸点。
不同液体的沸点不同。液体在沸腾的过程中不断吸热。
着火点是物质可以燃烧的最低温度。纸的着火点大约是183℃，就是说，当纸的温度达到183℃时，它会燃烧起来，而火焰温度通常比纸的着火点高得多。想一想：我们能用纸做的锅在火上把水烧开吗？
取一张光滑的厚纸，照图那样做成一个小纸锅。小纸锅里装些水，放到火上加热。注意不要让火苗烧
到水面以上的纸。过一会儿水就会沸腾，而小纸锅不会燃烧。
实际做一做，说一说小纸锅为什么不会燃烧。
想想做做
想想做做
1.水的沸点和纸的着火点之间的差异：水的沸点是100℃ （标准大气压下） ，而纸张开始着火的温度约在183℃左右。这意味着只要纸盆内的水未全部蒸发，水分的存在就可以防止纸张的温度超过183℃。
2.水的汽化吸热作用：水在转化为蒸汽的过程中，需要大量的能量用于破坏水分子间的氢键，实现从液态到气态的转变。这一过程称为汽化，并伴随着大量热量的吸收。因此，当火源对纸锅加热时，纸锅中的水首先吸收大部分热量并逐渐升温至沸点，然后在沸腾阶段，继续吸收的热量几乎都被用来促进水分子的汽化，而不会使纸锅本身温度上升超过100℃。
3.传导和对流的作用限制：当纸锅底部接触火源时，虽然局部可能会迅速受热，但由于水的持续沸腾和汽化，这些热量会被快速转移，通过水的对流和整个容器的热传导均匀分布，有效地控制了纸材料的平均温度。
蒸 发
1.第一幅图中，衣服由湿变干，水去了哪里？
2.刚游泳上岸的人为什么会觉得冷？
3.每次抽血前，医务人员会给你擦酒精。被擦酒精后，你的皮肤会有什么样的感觉？
洒在地上的水过一会儿就不见了，晾在太阳下的湿衣服不久后也干了。水为什么会不见了呢？
这是因为，虽然没有达到沸点，但是水也发生了汽化，变成了气体。这种在任何温度下都能发生的汽化现象叫作蒸发。
蒸发只发生在液体的表面。要加快液体的蒸发，可以升高液体的温度，增大液体的表面积，加快液体表面上的空气流动；而要减慢蒸发，应该采取相反的措施。
蒸发和沸腾是汽化的两种形式。
想想做做
你可能有过用医用酒精擦拭皮肤消毒的经历。把酒精擦在手背上，手背有什么感觉？这可能是什么原因引起的？
把酒精反复涂在温度计的玻璃泡上，用扇子扇，温度计的示数有什么变化？
如果温度计上不涂酒精，用扇子扇，温度计的示数会变化吗？
当您用医用酒精擦拭皮肤时，尤其是手背这样的部位，您可能会感觉到凉意和紧绷。这是因为酒精具有较强的挥发性，它会迅速蒸发并带走皮肤表面的热量，导致皮肤表面温度下降，从而产生凉感。同时，酒精是一种溶剂，它可以穿透皮肤表层，导致皮肤的蛋白质发生变性，这可能引起紧绷感。此外，酒精还具有一定的刺激性，可能会激活皮肤上的神经末梢，引起不适或轻微的疼痛。
当您把酒精反复涂在温度计的玻璃泡上并用扇子扇动时，酒精会加速蒸发。酒精蒸发时会吸收周围的热量，这是一个吸热过程。因此，温度计的玻璃泡会因为酒精蒸发而失去热量，导致温度计的示数下降。一旦酒精蒸发完毕，如果没有外部热量的持续供给，温度计的示数将会上升，最终趋于稳定，与周围环境的温度相等。
如果温度计上不涂酒精，只用扇子扇动，温度计的示数通常不会有显著变化。这是因为温度计的玻璃泡通常是密封的，其中的液体（如水银或酒精）不会因为风扇的吹拂而蒸发。因此，没有蒸发吸热的过程发生，温度计的示数不会因为风扇的吹拂而下降。
人游泳之后刚从水中出来，会感觉很冷。
天热时，狗常把舌头伸出来。
你能解释这些现象吗？
人体从水中出来时，皮肤表面会附着大量水分。这些水分在蒸发时会吸收大量的潜热，即从皮肤表面吸收热量，导致皮肤温度下降，从而使人感觉冷。此外，如果有风吹过，会加速皮肤表面水分的蒸发，进一步加快热量的损失，使得人感觉更加寒冷。
狗通过张开嘴巴，伸出舌头，增加唾液的分泌和舌头的表面积，使得唾液能够快速蒸发。当水分从液态转变为气态时，会吸收周围环境的热量，包括狗的体热，从而降低体温。
你能解释这些现象吗？
在北方的冬天，可以看到户外的人不断呼出“白气”，这是呼出的水蒸气遇到冷空气凝结成的小雾滴。
你能解释这些现象吗？
戴眼镜的人从寒冷的室外进入温暖的室内，镜片会蒙上一层小水珠，这是室内空气中的水蒸气遇到冷镜片凝结成的。
你能解释这些现象吗？
清晨，人们有时会看到路边的草、树叶或昆虫身上结有露珠，这是空气中的水蒸气遇冷凝结成的小水滴。
你能解释这些现象吗？
实验表明，所有气体在温度降到足够低时都可以液化。另外，在一定的温度下，压缩气体的体积也可以使气体液化。将气体液化的最大好处是体积缩小，便于储存和运输。火箭中用作燃料和助燃剂的氢和氧，都是以液体状态装在火箭里的。有些家庭利用石油加工时产生的可燃气体做饭，这些气体也是液化后储存在钢瓶内的，称作液化石油气。
1、物质由气态变为液态叫做液化。
水
水蒸气
小水滴
遇冷
2、气体液化时会放热。
汽化
液化
①降温
液化的方法
②压缩体积
液化的方法
青藏高原上的“冰箱”
我国的青藏铁路是世界上海拔最高的铁路。铁路穿过多年冻土区时，为了减小冻土因融化对路基冷凝产生的影响，需要使冻土保持低温。你知道工程师器是采用了什么技术攻克这个难题的吗？在回答这个问题前，我们先来了解一下电冰箱制冷的原理。
电冰箱利用制冷剂作为热的“搬运工”，把冰箱里的“热”“搬运”到冰箱的外面。制冷剂采用既容易汽化又容易液化的物质，汽化时它吸热，液化时它放热。图3.3—7是一种电冰箱的构造和原理图。液态制冷剂经过很细的毛细管进入冰箱内冷冻室的管子，在这里汽化、吸热，使冰箱内温度降低。之后，生成的蒸气又被压缩机压入冷凝器，在这里液化并把从冰箱内带来的热通过冰箱壁上的管子放出。制冷剂这样循环流动，冰箱冷冻室里就可以保持相当低的温度。
电冰箱通过压缩机使制冷剂不断地液化和汽化而获得低温，热管技术不使用压缩机也能达到同样的目的。在青藏铁路工程中，为了保证多年冻土区路基的稳定性，铁路两侧竖立了许多热管。这种热管又被称为热棒。热棒是封闭的中空长棒，里面一般填充低沸点的液态氨作为“制冷剂”。如图所示，热棒的下端插在冻土中，液态氨从冻土中吸热汽化成气态氨。在寒冷的季节，气态氨上升到热棒的上端，通过散热片向空气中放热，变回液态氨，又沉入棒底。如此循环，冻土中的热不断被散发出去，热棒就可以像“冰箱”一样使地下冻土层温度降低、厚度增加。即使到了暖季，热棒中的气态氨不会变回液态氨，热棒不再工作，冻土也不会完全融化。这样，冻土层因温度变化对路基产生的影响就变小了。
吐鲁番是全国有名的“火炉”，常年高温少雨。当地流行使用坎儿井，它大大减少了输水过程中水的蒸发和渗漏。坎儿井由明渠、暗渠和竖井组成。暗渠即地下水道，是坎儿井的主体，宽约1.2m。井的深度因地势和地下水位的高低不同而有深有浅，最深的井深度超过90m。井内的水在夏季比外界低5～10℃。请你分析一下坎儿井是如何减少水的蒸发的。
小试牛刀
坎儿井通过以下几种方式减少水的蒸发：
地下结构：坎儿井的暗渠在地下，这减少了直接暴露在阳光下的面积，从而减少了水分因阳光照射而蒸发。
温度较低：井内的水由于受到地热的影响，其温度通常比外界环境低5～10℃，这样的低温有助于减缓水分的蒸发速率。
通风条件差：暗渠内部通风条件较差，空气流动少，减少了水面与空气接触的机会，从而降低了水分蒸发的速度。
土壤和岩石的隔热作用：暗渠周围的土壤和岩石具有一定的隔热效果，能够在一定程度上阻隔热量传递，保持井内较低的温度，进而减缓蒸发。
小试牛刀

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