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第三章 物态变化
第3节 汽化和液化
学习目标
1.知道物质的液态和气态之间是可以转化的。了解气化和液化，解释生活中的有关现象。
2.能通过实验观察水的沸腾现象，了解沸点的概念。
3.能区别沸腾和蒸发。
4.能通过实验，用图像描述水沸腾时温度的变化情况。知道沸腾图像的物理含义，进一步体会图像在探究物理规律中的作用。
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，然后放入开水中。你会看到什么变化 从开水中拿出塑料袋，过一会儿又有什么变化 在整个过程中，酒精的状态发生了哪些变化
一、创设情景，引入新课
同学们，生活中我们会发现放在太阳下的湿衣服，不久后就干了，衣服上的水到哪里去了呢？夏天，为什么在地面上洒一些水时，会感到凉爽？
人们常用酒精为高烧病人降温，包含什么物理原理？
二、汽化和液化
1. 探究汽化和液化现象
（1）动手实验：
如图所示，在透明橡胶手套中滴入几滴酒精，将袋挤瘪，排进空气后用绳把口扎紧。然后放入热水中，你会看到什么变化？
从热水中拿出手套放入冰水混合物中，过一会又有什么变化？
怎样解释这些变化？
视频演示：《观察塑料袋的变化》
（2）实验现象
手套内液态酒精受热时变成了气态，出现手套膨胀现象。当放入冰水混合物中，气态酒精又变成了液态的酒精，出现手套变瘪现象。
（3）探究结论
液态酒精可以变为气态酒精，气态酒精也可以变为液态酒精。
2. 汽化和液化
（1）汽化
①物质从 变为 的过程叫作汽化。
②物质的汽化有两种方式： 和 。洒在地上的水变干了，属于蒸发；壶里的水烧开了，属于沸腾。
（2）液化
物质从 变为 的过程叫作液化。
液态
气态
蒸发
沸腾
气态
液态
液化
汽化
三、沸腾
1. 沸腾的概念
水“开”了这一生活用语在物理学中叫做沸腾。
沸腾是液体 和 同时发生的 汽化现象。
你认真观察过水的沸腾吗？水在沸腾时有什么特征？下面我们一起通过实验来探究水沸腾时温度变化的特点。
2. 探究水在沸腾前后温度变化的特点
提出问题:水在沸腾时有什么特征？水沸腾后如果继续加热，是不是温度会越来越高？
猜想与假设:
（1）水沸腾时会产生很多气泡；
（2）水沸腾以后，如果继续加热，水的温度不变；
（3）水沸腾以后，如果继续加热，水的温度会越来越高。
设计实验:
（1）选择实验器材：铁架台、酒精灯、石棉网、温度计、装有适量水的烧杯和杯盖、秒表、火柴等。
内部
表面
剧烈
（2）按图所示安装实验器材。
（3）注意事项
①为了既节约能源，又让水尽快沸腾。烧杯里面的水用 ，且 。水不宜 ，但需要 温度计的玻璃泡。
②安装实验器材按照 的顺序进行。
③实验结束时，用 盖灭酒精灯。
温度计
盖子
盛水的烧杯
石棉网
酒精灯
铁架台
进行实验与收集数据:
（1）在烧杯中加入水，用酒精灯加热，观察水发生的变化：水的温度、水发出的声音、水中的气泡等。
（2）当水温达到90℃时，每隔0.5min记录一次温度。直到水沸腾后再持续几分钟为止。将数据记录在表格中。
（3）撤掉酒精灯，停止对烧杯加热，观察水的变化情况。
热水
加盖
过多
没过
自下而上
灯帽
（4）实验数据与现象
沸腾前：气泡上升时逐渐变小，未到水面就消失不见了。
沸腾时：形成大量气泡不断上升、变大，到达水面破裂。
【分析与论证】
（1）绘制并分析水沸腾前后温度变化的图像
将所记录的各组数据分别用点标在坐标纸上，然后再将这些占用平滑曲线连接起来，就得到了水沸腾时温度与时间关系的图象。
A
B
C
请分析AB、BC段水的温度、与热量的关系。
AB段：水吸热，温度会不断升高；
BC段：当温度达到100℃时，水开始沸腾，虽然水还在不断的吸收热量，但温度保持不变。
（2）描述水的沸腾现象
从实验中可以看到， 水的沸腾是一种剧烈的汽化现象。这时形成的大量气泡不断上升、变大， 到水面破裂开来， 里面的水蒸气散发到空气中。
（3）沸腾吸热
停止加热，水不能继续沸腾。可见，沸腾过程中需要吸热。
（4）实验结论
由图像可以看出：沸腾以前，水的温度不断上升；沸腾时水的温度保持不变。
分析实验数据和图像得出探究结论：
对水加热，水的温度不断升高，达到某一温度时，水开始沸腾；此后，虽然继续对水加热，但水温保持不变。
3. 沸腾的特点
（1）在一定 下进行；
（2）在液体 和 同时发生的 汽化现象；
（3）液体沸腾需要 ，但 保持不变。
（4）液体沸腾的条件：一是达到一定 （沸点）；二是继续 。
交流与评估:
（1）与同学进行交流。你们观察到的现象和水的沸点与其他小组是不是相同？如果不同，怎样解释？
（2）回顾实验中的各个环节，你认为这些探究还有哪些不足和疏漏的地方？请提出来，说出改进的措施。
①在实验中，水的沸点一定是100℃吗？若不同的话，原因是什么？
可能是温度计有误差，也可能是受外界大气压的影响。
②为了既节约能源，又让水尽快沸腾，有什么比较好的措施？
提高加热前水的温度、减小水量（需要没过温度计玻璃泡）等。
温度
内部
表面
剧烈
吸热
温度
温度
吸热
4. 沸点
（1）沸点
各种液体 时都有确定的温度，这个温度叫做沸点。不同液体的
不同。因此可以利用这一特性来区分不同的物质。
一些液体的沸点（标准大气压）
（2）液体的沸点与气压的关系
想一想：停止沸腾的水，浇上冷水后会怎样？
实验：水沸腾后把烧瓶从火焰上拿开，水会停止沸腾。迅速塞上瓶塞，把烧瓶倒置并向瓶底浇冷水。
沸腾
沸点
实验现象:烧瓶中的水重新沸腾。
实验分析:
在瓶底浇冷水后，瓶内气体遇冷，气压减小，同时水的温度也降低。此时水又沸腾，说明水的沸点降低了。
实验结论:
液体的沸点与 有关。气压减小，沸点 ；气压增大，沸点 。
气压
降低
升高
（3）纸锅烧水
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。
因为纸的着火点大约是183℃，而水烧开时的温度约为100℃，没有达到纸的着火点，所以纸不会燃烧起来。
四、蒸 发
1. 蒸发
（1）概念：在 温度下都能发生的汽化现象叫作蒸发。
（2）蒸发的特点
①蒸发不受 限制，在 温度下都能发生。
②蒸发只发生在液体的 ，是 的汽化现象。
杯子里的水、晾在阳光下的衣服、洒了水的地面，温度没有达到水的沸点也会变干。这是由于水蒸发，变成了气体。
2. 蒸发制冷
任何
温度
任何
表面
缓慢
（1）实验探究——蒸发吸热
把酒精反复涂在温度计的玻璃泡上，用扇子扇，温度计读数有什么变化？如果温度计上不涂酒精，用扇子扇，温度计读数会变化吗？
用扇子扇，涂酒精的温度计的读数降低；不涂酒精的温度计读数不变。
结论：液体蒸发吸热。
（2）蒸发制冷
液体蒸发时，要从周围的物体 热量，致使液体及周围的物体温度 ，因此蒸发有 作用。液体蒸发得越快，制冷效果越好。液体蒸发制冷有许多实际应用，如医生常用酒精擦拭人体，给发烧患者降温等。
视频演示——《酒精能使温度改变吗？》
（3）蒸发吸热的实例
吸收
降低
制冷
根据生活经验，请举例说明蒸发吸热的例子。
人们常用酒精为高烧病人降温、夏天在地面上洒水会感到凉爽，是利用水在蒸发时吸热来降低温度。
人们在高温的天气里大汗淋漓，是人体自我保护的生理现象，汗液蒸发吸热，使体温不致升的太高。
3. 影响蒸发快慢的因素
（1）猜想：影响蒸发快慢的因素有哪些？
①将湿衣服晾晒在阳光下和树荫下，哪种情况下会先干呢？
②将湿衣服分别卷起来和摊开晾晒，哪种情况下会先干呢？
③将湿衣服分别放在通风与无风处，哪种情况下会先干呢？
根据生活经验知道：蒸发的快慢可能与液体的温度、表面积和表面上气体的流动等因素有关。
（2）实验：探究影响蒸发快慢的因素
①在4块相同的玻璃板上各滴一滴质量相同的酒精，如图A、B、C、D所示。其中，B被摊开表面积变大；C与A的表面积相同，但用灯加热；D与A的表面积相同，用扇子使表面上方空气的流动加快。
②并测出它们变干所用的时间分別为：200s、100s、
（3）实验结论
液体的温度 、液体的表面积 、液体表面上空气流动 ，蒸发越快。
演示实验——《影响蒸发快慢的因素》
50s、80s。
越高
越大
越快
4. 蒸发与沸腾的异同点
都是汽化现象且都要吸热
液体表面
任何温度
缓慢
降低
液体的温度、表面积和
表面上的空气流动快慢
内部及表面同时进行
达到沸点
剧烈
不变
液面上气压的大小
五、液 化
1. 液化方法
①北方的冬天，可以看到室外的人不断地呼出“白气”。
分析：呼出的水蒸气遇到冷空气液化成的雾状小水滴。说明降低温度，可以液化。
②戴眼镜的人从寒冷的室外进人温暖的室内，室内空气中的水蒸气遇到冷镜片凝结成一层小水珠。
分析：室内空气中的水蒸气遇到冷镜片液化成一层小水珠。说明降低温度，可以液化。
③液化石油气以液体状态储存在钢瓶内。
分析：石油气是在一定温度下，压缩气体的体积使气体液化。说明压缩体积，可以使气体液化。
④氢和氧以液体状态装在火箭里。
分析：氢和氧是在一定温度下，压缩它们的体积使其液化。说明压缩体积，可以使气体液化。
在生活和生产中，还有哪一些现象也是属于液化现象？
（2）探究归纳：液化的两种方法
① 。所有气体在温度降到足够低时都可以液化。
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。
⑤秋天的早上，会发现花草上有晶莹的露珠。
分析：傍晚或夜间，地面附近或地物的温度降低，空气中的水蒸气遇冷液化成小水珠，依附在草木上，就形成了露珠。
2. 液化放热
（1）理论与事例表明：液化
液体汽化时要 ，与此相反，气体液化时要 。
烧水、做饭的时候，水蒸气引起的烫伤往往比开水烫伤更严重，这是因为水蒸气和开水的温度虽然差不多，但是水蒸气液化的时候还要放出大量的热。
降低温度
压缩体积
放热
吸热
放热
（2）实验探究——液化放热
实验：如图所示，在烧屏中注入适量的水，用酒精灯加热。在瓶口上方倾斜放置一个金属盘，观察金属盘的底面，你看到了什么现象？（室温较高时，可在金属盘上放一些冰块）用手试摸金属盘时，感觉金属盘的温度有什么变化？
现象与分析：有许多水滴附着在金属盘的底面，并不断往下滴。用手试摸金属盘时，感觉金属盘温度升高。
实验结论：
（1）液化需要 气体温度；
（2）水蒸气液化时 。
金属盘烫手
降低
放热
视频总结—《气体液化的两种方式 》
六、科学·技术·社会·环境
青藏高原上的“冰箱”
1. 问题
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产生的影响，需要使冻土保持低温。你知道工程师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。
（2）电冰箱的构造和原理
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。
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。氟利昂这样循环流动，冰箱冷冻室里就可以保持相当低的温度。
（3）利用热管技术获得低温
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。
课堂总结
汽化和液化
├─ 汽化
│ ├─ 定义：物质从液态变为气态的过程叫作汽化
│ └─ 汽化方式
│ ├─ 沸腾
│ │ ├─ 定义：液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象
│ │ ├─ 特点：沸腾时温度不变，但仍吸热
│ │ └─ 沸点：液态沸腾时的温度叫沸点，与气压有关
│ └─ 蒸发
│ ├─ 定义：在任何温度下都能发生的汽化现象
│ ├─ 特点：任何温度下都能发生，液体蒸发吸热制冷
│ └─ 影响蒸发快慢的因素：
　　液体的温度、表面积、液体表面空气的流速
└─ 液化
├─ 定义：物质从气态变为液态的过程叫作液化
├─ 液化方法：降低温度、压缩体积
└─ 特点：液化过程会放热
课堂练习：
1.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。
分析： 水蒸发的快慢与其表面积大小、温度、表面空气的流速有关。坎儿井在地下，可以降低水的温度、减慢水上方空气流动的速度，同时井口很小，也减小了水的蒸发面积，从而减少水的蒸发。
2. 夏天，打开冰箱门时，门附近会出现“白气”，过一会“白气”又消失了。它们所发生的物态变化依次是（　　）
A．熔化、汽化
B．汽化、液化
C．汽化、升华
D．液化、汽化
D
3. 下列四个实例中，能够使蒸发加快的是（　　）
A．将水果放在低温冷藏柜中
B．将新鲜的蔬菜封装在保鲜袋中
C．给播种后的农田覆盖地膜
D．将新采摘的辣椒摊开晾晒在阳光下
D
4.某小组在做“探究水的沸腾”的实验时，实验装置如图甲所示。
（1）图甲中A、B、C三种读温度计示数的方法正确的是____ ；图乙中，表示水在沸腾时的现象是其中的_____（选填“左”或“右”）图。
（2）图甲中，烧杯上方加盖纸板的作用是什么__________ 。
B
左
减少散热
（3）根据实验记录的数据，作出了水的温度随时间变化的图象，如图丙所示，由图像可知，在当时条件下，水的沸点是_____℃，说明此时的大气压_______（选填“大于”“等于”或“小于”）1标准大气压。
（4）为了说明水沸腾过程中是否需要吸热，应____________观察水是否继续沸腾。
99
小于
移去酒精灯
学习就像爬山，
坚持定能登顶！
Thanks!
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