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第四章 物质的形态及其变化
4.2 探究汽化和液化的特点
逐点
导讲练
课堂小结
作业提升
课时讲解
1
课时流程
2
汽化的两种方式
液化
汽化吸热和液化放热
从身边的问题出发：
固态、液态、气态是自然界物质的三种常见状态。在一定条件下，同种物质的三种状态之间是可以相互转化的。物理学中，把物质由一种状态向另一种状态的变化称
知识拓展
物质存在的三种形态及其特征
名称 形态特征 举例
固态solid state 有一定体积和形状
液态liquid state 有一定体积，没有一定形状
气态gas state 没有一定的体积，没有一定的形状
知识点
汽化的两种方式
1
手上的水被吹干
河里的水干了
湿衣服变干了
烧杯里的水干了
水→水蒸气 水→水蒸气 水→水蒸气 水→水蒸气
从以上现象可以看出：液态和气态之间可以发生相互转化。物理学中，把物质由液态变为气态的现象，叫做汽化。汽化现象对外显示的特征不同，则汽化有蒸发和沸腾两种方式。
“汽化”不要写成“气化”。
经验技巧
一般在物态变化过程中，如果物质的状态看不到，则可能是气态。
1. 蒸发 只在液体表面进行的汽化现象。
同样的湿衣服，在太阳下比在树荫下更容易干 同样的湿衣服，展开比不展开更容易干 同样的湿衣服，有风时比没风时更容易干
太阳晒温度高蒸发快 展开表面积大蒸发快 有风空气流速快蒸发快
分析以上现象并结合生活中的大量事例，可以得出：影响液体蒸发快慢的因素有液体________、液体________ 、液体表面附近的________ 。液体温度越高，液体表面积越大，液体表面附近的空气流动越快，蒸发越快。
温度
表面积
空气流速
经验技巧
●蒸发的快慢还与液体的种类有关。如相同条件下酒精比水蒸发快，水比油蒸发快。
●蒸发的快慢还与空气的度有关。周围空气度越大，蒸发越慢。如夏天下雨前人感觉闷热，就是因为空气度大，人身上汗液难以蒸发。
2. 沸腾
加热烧杯中的水至沸腾时，水发生比蒸发更明显的汽化现象。这种汽化过程有什么特点？水在什么条件、什么温度时会沸腾？沸腾过程中水温如何变化？
实验探究：水沸腾时温度变化的特点。
设计实验与制订计划
实验器材 实验装置 实验步骤
温度计、烧杯、
石棉网、酒精灯、
停表、铁架台、
火柴 对照左图，按照由下往上的顺序组装好实验器材。然后用酒精灯加热装有适量温水的烧杯，把温度计悬挂在铁架台上，温度计的玻璃泡浸入水中。当水温接近80 ℃时，每隔1 min 记录温度和烧杯中水的状态水沸腾后再继续观察5 min
进行实验与收集证据：下面是某小组记录的水温情况。
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
温度/℃ 80 83 86 89 92 95 98 99 99 99 99 99 99
水的状态 少量气泡 大量气泡
数据处理方法
图像法是对实验结果进行分析最直观的方法，但如果用折线连接各点，只是单纯地将两个点的首末状态连接，不能反映中间各点的真实情况，所以用平滑曲线连接各点，可以充分考虑到两个点中间的变化可能性，更准确。
数据分析：根据记录的数据，在坐标纸上用纵坐标表示温度，横坐标表示时间，选取合适的标度在坐标系中描出各点，并用平滑曲线将这些点连接起来。
分析与论证：根据实验现象和绘制的物理图像，可以得到结论。
(1)沸腾是在液体内部和表面同时进行的剧烈的汽化现象。
(2)沸腾发生时的现象和特点：水沸腾时，继续加热，水的温度保持不变，产生大量气泡，气泡上升时，由小变大。
把酒精灯从铁架台上移走后，水停止沸腾，这说明：沸腾需要持续吸热。
(3)液体沸腾条件：①达到一定温度；②持续吸热。
解释分析
水沸腾前，气泡为什么从大变小？水沸腾中，气泡为什么从小变大？
答：水沸腾前，上面的水温低，下面的水汽化成水蒸气，水蒸气上升的时候遇到上面低温的水而液化成水，所以气泡上升时，逐渐变小；水沸腾中，上下的水温相等，上下的水均汽化成水蒸气，所以气泡上升时，逐渐变大。
3. 沸点
经过大量研究发现，液体在沸腾时，虽然持续吸热，但温度却保持不变。物理学上把液体沸腾时的温度叫做沸点。
几种液体的沸点(在1 个标准大气压下)
液体 沸点/℃ 液体 沸点/℃ 液体 沸点/℃
液态氦 -268.9 液态氨 -33 液态萘 218
液态氢 -253 乙醚 35 汞 357
液态氮 -196 酒精 78 液态铅 1740
液态氧 -183 水 100 液态铁 2750
观察对比以上数据可知：
(1)不同物质的沸点一般不同。沸点是物质的一种特性。
(2)液体的沸点和气压有关。气压越低，沸点越低；气压越高，沸点越高。
方法技巧
巧记液体的沸腾
液体沸腾有特点，
吸收热量温不变。
液体沸腾有条件，
吸热还需要沸点。
4. 汽化的两种方式对比
现象 部位 程度 温度 有无气泡
蒸发 液体表面 缓慢 任何温度 无
沸腾 表面和内部 剧烈 特定温度 大量气泡
拓展延伸
临界温度：所有的气体都可以被液化，但每一种气体都有一特定的液态和气态转化的温度，这个温度叫临界温度，临界温度是物质以液态形式出现的最高温度，各种物质的临界温度不同。
例 1
【探究名称】影响液体蒸发快慢的因素。
【提出问题】通过观察图6 进行猜想。
猜想一：液体蒸发快慢可能和液体_____的高低有关。
猜想二：液体蒸发快慢可能和液体_______的大小有关。
猜想三：液体蒸发快慢可能和液体上方__________的快慢有关。
猜想四：相同条件下，将水和酒精同时擦在手背上，酒精更容易干，猜想液体蒸发快慢还与液体的_____有关。
温度
表面积
空气流动
种类
【设计与进行实验】小明同学对其中某个猜想进行如下实验：
如图7 所示，在两块相同玻璃板上，分别滴质量相等的酒精，通过观察图中情景可知，他是探究猜想_____ (填“一”“二”“三”或“四”)；此实验过程中需要控制酒精的_____相同并放置在相同的环境中，并通过观察____________________
____得出结论。
二
温度
哪块玻璃板上的酒精
先干
解析：①影响液体蒸发快慢的因素有温度、表面积和液体表面上方的空气流动快慢；
②当探究液体蒸发的快慢跟其中一个因素的关系时，采用控制变量的思想，只改变研究的因素，控制其他的因素不变。
思路导引
两玻璃板上的液滴表面积大小不同，所以是研究液体蒸发快慢和液体表面积的关系，根据控制变量法，需要控制温度和空气流动快慢相同，并通过观察哪块玻璃板上的酒精先干得出结论。
1.影响液体蒸发快慢的因素
知识点
液化
2
教你一招
具有如下相关字眼的物态变化一般都是液化现象：雾、露、白气、冒汗、出汗、冒气等。
液化 物理学中，把物质由气态变为液态的过程，叫做液化。
观察分析以上现象并结合生活中更多的现象，可以得出：
气体液化的方法有：(1)________；(2)________。
易错辨析
白气不是水蒸气，因为水蒸气看不见，例如空气中有水蒸气我们就看不见。
降低温度
压缩体积
拓展延伸
液化的两种方法：降低温度和压缩体积。
降低温度可以使任何一种气体液化。但压缩体积不能让所有的气体液化，有时还需要同时降低温度才可以。例如对氮气单靠压缩体积不能使其液化，还要给氮气降低温度才能使其液化。
2. 生活中常见的液化现象
通过以上现象可以知道：“白气”不是水蒸气，而是由很多小液滴聚集而形成的液态小水滴。
例2
[中考·衡阳] 小李同学为进一步探究液体沸腾规律，设计了如图8 所示的实验装置。烧杯与试管内分别装入适量的水，甲、乙温度计分别测量烧杯和试管中水的温度。
(1)安装该实验装置的顺序是 __________(填“自上而下”或“自下而上”)。
自下而上
思路导引：需用酒精灯外焰加热，所以要先放好酒精灯，再固定铁圈的高度；温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中，但不能碰到容器壁和容器底，所以放好烧杯后，再调节温度计的高度；故安装实验器材时，应按照自下而上的顺序进行；
(2)当甲温度计的示数达到99 ℃时，烧杯中的水开始沸腾，说明当时大气压可能 ________(填“高于”“低于”或“等于”)1 个标准大气压。
低于
思路导引：水的沸点跟气压有关，实验中测出的水的沸点小于100℃，说明当时的大气压低于1 个标准大气压；
(3)当乙温度计示数达到99 ℃后，示数保持不变，但试管中的水始终没有沸腾，其原因是_____________________________
_____。
试管中的水达到沸点后不能继续
思路导引：当试管中的水与烧杯中的水均达到沸点后，烧杯中的水可以从酒精灯继续吸热，能够沸腾。由于温度相同，试管中的水无法从烧杯内的水中继续吸热，因此试管中的水最终不会沸腾；
吸热
(4)当小李同学在烧杯内的水中加入少量的食盐后，发现试管中的水能够沸腾，说明加入食盐后水的沸点______ (填“升高” “降低”或“不变”)。
升高
思路导引：在烧杯内的水中加入少量的食盐后，发现试管中的水能够沸腾，说明烧杯中水的沸点高于99 ℃，即加入食盐后，水的沸点升高。
2.液体沸腾条件
知识点
汽化吸热和液化放热
3
1. 汽化吸热
液体沸腾时，持续吸热但温度却不再升高，说明液体沸腾时需要吸收热量，那么蒸发时是否也需要吸收热量？
实验探究：液体蒸发时是否会吸收热量？
分析以上实验，可以得出结论：液体汽化的过程要吸热。所以汽化过程有致冷的作用，生活中常常用到蒸发吸热的特点。如：
(1)用酒精擦拭体表为高烧病人降温。
(2)洒水车在路面洒水降温。
(3)电冰箱利用冷凝剂在蒸发器中蒸发吸热而制冷。
拓展延伸
电冰箱在工作的过程中主要经历了汽化和液化两个过程，从而实现了冰箱的制冷。
2. 液化放热
汽化过程会吸热，而液化是汽化的相反过程，根据逆向思维，那么液化过程是否会放热呢？
实验探究：液化过程是否会放热？
分析以上实验，可以得出结论：气体液化的过程要放热。生活中常常用到液化放热的特点，如：利用高温水蒸气蒸馒头等。
深度理解
汽化和液化对比
物态变化 前后状态变化 吸、放热情况 方式或方法
汽化 液态
↓
气态 吸热 蒸发或
沸腾
液化 气态
↓
液态 放热 降低温度或压缩体积
例 3
[中考·永州]“眼睛是心灵的窗户”。在抗击新型冠状病毒期间，戴眼镜的同学佩戴口罩，眼镜片有时会出现起“雾”现象，干扰视线造成了不便，所以同学们一定要保护好视力。关于镜片上的“雾”，下列说法正确的是( )
A.“雾”是气体
B.“雾”是汽化形成的
C.“雾”的产生过程放出热量
D. 一段时间后，“雾”消失不见了，是升华现象
C
思路导引：“雾”是小水滴，属于液体，A 错误；雾是人呼出气体中的水蒸气遇冷液化为液态的小水滴，液化放热，B 错误、C正确；“雾”消失不见了，是小水滴的汽化现象，D 错误。
3.液化形成的小水滴在哪一侧
结论：液化形成的小水滴永远出现在高温水蒸气的一侧。
1.[南阳模拟] 如图9 为一款火箭动力自行车，最快行驶速度可达333 km/h。将常温状态下的过氧化氢气体通过________的方法液化成液态，再与催化剂一起放于燃料罐中，反应后向火箭尾部喷出650 ℃的高温水蒸气，自行车即可获得向前的巨大推力，从而高速前进。图中火箭尾部产
生大量的“白气”，这是因为尾气中的
________发生了________现象。
压缩体积
水蒸气
液化
探究汽化和液化的特点
本题运用比较法来研究蒸发与沸腾的相同点和不同点。
项目 蒸发 沸腾
相同点 物态变化 都是汽化现象
吸、放热情况 都是吸热过程
不同点 发生的位置 只在液体表面发生 在液体内部和表面同时发生
发生的快慢 缓慢 剧烈
发生的现象 不容易观察到 迅速产生大量的气泡
发生需要的温度条件 任何温度下都能进行 在一定温度下(沸点)进行，且与气压有关
液体自身温度变化情况 温度降低 温度保持在沸点不变
探究汽化和液化的特点
降温
加压
方 法
液化
液态
气态
放热
探究汽化和液化的特点
1. 液化的定义：物质从气态变成液态叫液化。
2. 液化的方法：降低温度和压缩体积。 实验表明所有气体在温度降得足够低时都可以液化；在常温下，用压缩体积的办法也能使一部分气体液化。
3. 液化的类型：空气中的水蒸气遇冷液化(如露和雾) 和从容器中出来的热的水蒸气液化(如开水壶嘴冒出的“白气”)是最常见的液化现象。

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