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(共33张PPT)
第五讲 物态变化
考点一 温度和温度计

定义 　表示物体的________程度的物理量
常用
单位 摄氏度；符号：℃ 　规定：在标准大气压下，将纯净的冰水混合物的温度定为______℃，水沸腾时的温度定为______℃，把它们之间划分为100等份，每1等份就是________℃。
-3.5 ℃读作： ；
人的正常体温是________左右
冷热
　0
　100　
1　
零下 (负）3.5摄氏度
37 ℃
1.温度
(1)原理：常用温度计是利用液体的__________的性质制成的。
(2)使用：估，测量前，先估计被测物体的温度；选，根据估计选择合适量程的温度计；认清温度计的______和________，被测温度不能超过温度计的量程；放，测量时要将温度计的玻璃泡_________在被测液体中，不要碰到容器壁和容器底；读，待温度计的____________后读数，读数时，玻璃泡要_____在被测液体中，视线必须与温度计液柱的上表面_______；记，记录测量结果后，取出温度计，测量结果包括_______和______。
2.温度计
热胀冷缩
量程
分度值
浸没
示数稳定
停留
相平
数值
单位
3.实验室用温度计、体温计、寒暑表的异同:
? 实验室温度计 体温计 寒暑表
原理 液体的热胀冷缩
测温
液体 煤油、水银、酒精等 水银 煤油、酒精
量程 -20~110 ℃ 35~42 ℃ -30~50 ℃
分度值 1 ℃ 0.1 ℃ 1 ℃
构造 玻璃泡上部是均匀细管 金属泡与毛细管间有一段细而弯的“缩口” 玻璃泡上部是均匀细管
使用
方法 不能离开被测物体读数,不能甩 使用前要甩几下,可离开人体读数 放在被测环境中直接读数,不能甩
(常德中考) 如图中温度计的示数为　 　℃



﹣2
【解析】
由图可知，温度计里的液面在0℃以下，分度值为1℃，所以示数是﹣2℃。

温度计的原理、使用及读数是重点考查的内容，测量时要将温度计的玻璃泡浸没入被测液体，不要碰到容器壁和容器底，待温度计的示数稳定后读数，读数时，玻璃泡要停留在被测液体中，视线必须与温度计液柱的上表面相平。读数时要注意观察液柱所在位置的刻度与上下(或左右)刻度值的变化趋势,负温度值读数要从0 ℃向下读取。
解题小窍门
（枣庄中考）用体温计测量病人甲的体温，示数是38℃，如果该体温计未经甩过就用来测量病人乙的体温，示数也是38℃。下列判断正确的是（　　）
A．乙的体温一定等于甲的体温
B．乙的体温不可能等于甲的体温
C．乙的体温不可能高于甲的体温
D．乙的体温一定低于甲的体温
【分析】由于体温计的特殊构造，即玻璃泡上方有一很细的缩口，在离开人体读数时，液柱不下降，故使用前应用力甩一下。用没甩的体温计测体温时，如果被测的温度比原先高，则读数准确，如果被测的体温比原先低，则仍然是原先的读数。
C
【解答】病人甲的体温是38℃，由于体温计的玻璃泡上方有一段很细的缩口，在离开人体读数时，体温计液注不会下降，所以读数仍会是38℃；用没有甩过的读数停留在38℃的体温计测量乙的体温时，若乙的体温低于或等于38℃，体温计液注不变化，仍为38℃；若乙的体温高于38℃，液柱会上升，示数大于38℃；所以，测量乙的体温，示数也是38℃时，病人乙的温度可能等于或低于38℃，不可能高于38℃，故C正确。

【点评】本题主要考查对体温计的使用方法和读数方法的了解和掌握，掌握体温计和普通温度计在构造和使用方法上的不同之处是解题的关键。
考点二 熔化和凝固
1. 熔化和凝固
项目 定义 吸、放热
熔化 　物质从________变为________的过程称为熔化 吸热
凝固 　物质从________变为________的过程称为凝固 放热
固态
固态　
液态　
液态　
? 晶　　体 非　晶　体
常见物质 冰、海波、萘、食盐、各种金属 玻璃、松香、蜡、沥青
熔点和
凝固点 有 无
熔化过程 吸收热量,温度不变 吸收热量,温度升高
凝固过程 放出热量,温度不变 放出热量,温度降低
熔化条件 温度达到熔点,继续吸收热量 继续吸收热量
凝固条件 温度达到凝固点,继续放出热量 继续放出热量
熔化图象
凝固图像
2.晶体和非晶体的比较:
(安徽中考) 图示为某种物质熔化时温度随时间的变化的图像。根据图像，下列判断正确的是（ ）





A.该物质熔化过程持续了25min
B.该物质是晶体，熔点为80°C
C.在第30min，该物质处于固液共存状态
D.在第10min到第25min之间，由于物质温度不变，所以不吸收热量
B
(扬州中考) 如图所示是甲、乙两种物质的熔化图象，下列说法正确的是（　　）
A．0～4min甲比乙吸热多
B．4～8min甲不吸热
C．0～10min甲和乙内能不断增加
D．0～10min甲和乙温度不断升高
【分析】
（1）相同时间吸收的热量相同；
（2）明确图象中横纵坐标所表示的内容，可以看出物质的温度整体呈上升趋势，且有一段时间物质吸热但温度不再高，说明这是晶体熔化的图象，熔化过程吸热温度不变；
（3）无论晶体还是非晶体吸热内能都增加；
（4）晶体熔化过程吸热温度不变；非晶体吸热温度升高。
C
【解答】
A.加热相同的时间，吸收的热量相同，故0～4min甲乙吸热一样多，故A错误；
B.甲物质的温度整体呈上升趋势，且有一段时间物质吸热但温度不再高，说甲是晶体熔化的图象，熔化过程吸热温度不变；乙吸热温度一直升高是非晶体，故B错误；
CD.0～10min甲和乙都吸热，内能都不断增加，只是甲是晶体，吸热温度不变，乙是非晶体，吸热温度升高，故C正确，D错误。
故选：C。
【点评】
分析物质熔化图象时，既要看温度随时间的整体变化趋势，更要学会观察关键的温度点和时间点，这样才能做出全面的分析。
1．汽化和液化
项目 定义 吸、放热 说明
汽化 　物质从________变为________的过程称为汽化 吸热 　汽化包括________和________两种方式
液化 　物质从________变为________的过程称为液化 放热 　液化有两种方法：______________和____________
压缩体积
液态　
气态　
蒸发　
沸腾　
气态
液态　
降低温度　
考点三 汽化和液化
2.蒸发与沸腾
项目 蒸发 沸腾
相同点 　①物质都是由液态变为气态，属于汽化现象；
　②都需要吸热
不
同
点 发生部位 　液体________ 　液体________和________同时发生
温度 　在______温度下 　在________温度下
剧烈程度 　缓慢 　剧烈
影响因素 　液体________的高低；液体________的大小；液体表面__________的快慢 　液面上______的大小影响沸点。一切液体的沸点都是气压______时降低，气压______时升高
增大
表面　
表面　
内部　
任何　
一定　
温度
表面积　
空气流动　
气压　
减小　

温馨提示：
(1)蒸发吸热，有致冷作用。
(2)沸腾的条件：①温度达到沸点；②继续吸热。两个条件必须同时具备。
(3)沸腾的温度－时间图像曲线中水平直线所对应的温度是液体的沸点。
D
（常州中考）夏天，向盛有牛奶的杯内充入少量液态氮，可以快速制成一杯看似“热气腾腾”的冰激凌，贸然食用易冻伤食道。看似“热气腾腾”，其实是（　　）

A．液氮汽化后形成的氮气
B．液氮凝固后形成的固态氮
C．冰激凌中的水汽化后形成的水蒸气
D．空气中的水蒸气液化后形成的小水滴
【分析】物质从固态变为液态的过程是熔化；物质从液态变为固态的过程是凝固；物质从液态变为气态的过程是汽化；物质从气态变为液态的过程是液化；物质从固态直接变为气态的过程是升华；物质从气态直接变为固态的过程是凝华。

【解答】常温常压下氮是气态的，将牛奶杯内倒入液态氮，液态氮迅速吸热汽化，导致周围温度降低，空气中的水蒸气遇冷液化成为小水滴。
(西宁中考) 如图所示，在一个标准大气压下，烧杯甲和试管乙内都装有水，用酒精灯加热烧杯使甲杯中水沸腾，若不断加热，乙试管中水能否沸腾？为什么？

【解答】答：乙试管中水不能沸腾；因为当烧杯中的水沸腾后，尽管不断吸热，但烧杯中水的温度不再升高，保持水的沸点温度不变；试管中的水从大烧杯中吸热，温度达到水的沸点后，就和烧杯中水的温度相同，就不能从烧杯中继续吸热，所以乙试管中水不会沸腾。
考点四 升华和凝华
项目 定义 吸、放热
升华 　物质直接从________变为________的过程称为升华 吸热
凝华 　物质直接从________变为________的过程称为凝华 放热
固态
固态　
气态　
气态　

温馨提示：
碘、干冰(固态二氧化碳)等受热后直接升华，没有熔化、汽化过程；放热后会直接凝华，没有液化、凝固过程。
(江西中考) 在观察碘的升华实验时，小原和小艳查阅相关资料得知：碘的熔点约为113.7℃，沸点约为184.4℃．关于碘的加热使用了两种不同的方式，A．用热水加热；B．用酒精灯加热（酒精灯外焰温度约为400℃~600℃）。经过多次实验验证，确认A方式更为科学合理，请你简述A方式的合理之处。
【解答】在A方式中，用热水加热温度最高为100℃，达不到碘的熔点，碘从固态直接变成气态，不会发生熔化沸腾现象，更容易说明碘升华现象；而在B方式中，用酒精灯加热（酒精灯外焰温度约为400℃~600℃）温度超过了碘的熔点和沸点，碘先熔化再沸腾到碘蒸气，升华现象不明显。
实验一 探究固体熔化时温度变化的规律
1.实验器材
铁架台、酒精灯、石棉网、大烧杯、温水、大试管、海波、石蜡、温度计、搅拌器、火柴。
2.实验步骤：
按图选择仪器并自下向上安装。在试管中分别加入松香或海波(硫代硫酸钠)在烧杯中加30 ℃的温水，用酒精灯给水加热。大约每隔1 min记录一次温度，在松香或海波完全熔化后再记录4~5次温度。




3.实验结论
晶体在熔化过程中不断吸(放)热，但温度保持不变，而非晶体在熔化过程中，温度持续升高。
时间/min 0 1 2 3 4 5 6
松香的温度/℃ ? ? ? ? ? ? ?
海波的温度/℃ ? ? ? ? ? ? ?

温馨提示：
（1）组装实验器材时，为了确保酒精灯用外焰加热，应遵循“自下向上”的顺序；
（2）实验中,温度计的玻璃泡要完全浸没在固体粉末中,但不接触管底和侧壁；
（3）加热过程中,采用“水浴法”加热，并用搅拌器搅动物质,使物质受热均匀。
(武汉中考) 图甲是观察物质熔化和凝固现象的实验装置，图乙是根据实验数据绘制的温度随时间变化的图象。

（1）安装图甲所示的器材时，应先确定________（选填“铁棒A”“铁夹B”或“铁圈C”）的位置。实验中，需要观察试管内物质的________，并记录温度和加热时间。
（2）分析图乙可知：该物质的凝固点为__________；该物质第40min的内能_______（选填“大于”“等于”或“小于”）第20min的内能。
　铁圈C　
　状态　
　80℃　
　小于
【分析】（1）组装实验仪器是实验中的一个重要环节，应从最优化的角度去考虑，避免重复调整；实验中，通过观察物质的状态来记录时间、温度；
（2）晶体有一定的熔点（凝固点）熔化时温度不变，晶体凝固时温度不变；物体吸收热量，内能变大，放出热量，内能减小。
【解答】
（1）组装实验仪器时，应根据酒精灯及其火焰的高度先固定图中的C部分，使酒精灯的外焰正好能给烧杯加热，然后再固定图中的B部分，这样可以避免重复调整；实验中，通过观察物质的状态来记录时间、温度；
（2）由图可知，物质在第35分钟以后，放出热量，但温度不变，为其凝固过程；故凝固点为80℃；该物质从第10min﹣20min之间一直吸收热量；第20min时刚好熔化完毕，为液态；而该物质第40min时从液态到固态，为固液共存状态，故该物质第40min小于第20min时的内能。
实验二 探究液体沸腾的特点
时间/min 0 1 2 3 4 5 …
温度/℃ ? ? ? ? ? ? ?
1.实验器材
酒精灯、火柴、温水、计时器、铁架台(带铁圈)、石棉网、烧杯、温度计等。
2.实验操作过程
按图选择仪器并安装。在烧杯中加60~70 ℃的热水,用酒精灯给水加热至沸腾。当水温接近90 ℃时，每隔1 min记录一次温度。
移开酒精灯,停止加热,观察水是否继续沸腾。

温馨提示：
（1）组装实验器材时，为了确保酒精灯用外焰加热，应遵循“自下向上”的顺序；
（2）实验装置中，烧杯上面加纸板，防止散热，缩短实验时间；
（3）为了缩短实验时间，实验时可以用热水进行实验，同时要注意烧杯里的水的质量不要太大。
(南京中考) 用如图所示的实验装置做“观察水的沸腾”实验：
（1）下表为记录实验数据的表格，表中（a）处应填的内容是　 　。



（2）分析实验数据可知，水的沸点是　 　℃．沸腾过程中　 　（选填“需要”或“不需要”）吸热。
（a） ? ? ? ? ? ? ? ?
温度/℃ 90 92 94 96 98 98 98 …
（3）实验结束停止加热后，发现水在高温时散热快，低温时散热慢。查阅资料，同一燃气灶不同火力加热的耗气量还有如下信息：



综合分析可知：从节能的角度，用燃气灶烧开水的策略为　 　（填字母）
A．先中火后大火 B．先大火后中火 C．一直用大火 D．一直用中火
火力大小 水的质量m/kg 水的初温t0/℃ 水的末温t/℃ 消耗的燃气V/m3
大火 4.0 26.0 50.0 0.0453
中火 4.0 26.0 50.0 0.0278
时间/min
98
需要
A
【分析】（1）探究水的沸腾温度变化规律时，需要时间；
（2）液体沸腾时，不断吸收热量，温度保持不变，这个不变的温度是液体的沸点；
（3）分析资料可知，低温时加热使水达到相同的温度，中火节约燃气，据此分析解答。
【解答】（1）探究水的沸腾温度变化规律时，需要时间，记录实验数据的表格中（a）处应填的内容是时间/min；
（2）由表中的实验数据可知：水不断吸收热量，温度保持98℃不变，所以此时水的沸点是98℃；当水的温度达到沸点后，需要吸热，才能保持沸腾，水的温度保持不变；
（3）分析资料可知，低温时加热使水达到相同的温度，质量是4kg的水，初温是26℃加热到50℃时，大火消耗的燃气是0.0453m3，大火消耗的燃气是0.0278m3，水在高温时散热快，低温时散热慢，所以用中火节约燃气，综合分析可知：从节能的角度，用燃气灶烧开水的策略为A。
【点评】“探究水的沸腾实验”是热现象中重要实验之一，实验涉及内容很多，该题主要考查了分析处理数据，从中获取信息的能力。



观察干冰的升华
实验目的：
1．通过对干冰升华的观察，进一步体会物质升华的过程不需要经过液态阶段。
2．体会物质升华过程需要吸热。
实验原理：
升华是指物质由固态变为气态时，不经历液态的过程。
实验器材：
烧杯、温水、二氧化碳灭火器。
实验步骤：
1．将一个棉布袋套在二氧化碳灭火器的口部，手按灭火器的手柄，过一会儿，棉布袋内会有干冰出现，将干冰迅速放入保温桶内保存。
2．在烧杯中放一小块干冰，仔细观察，发现干冰逐渐变小，并且没有液体产生，说明干冰直接从固态变成了气态，也就是说干冰发生了升华。此时，用手接触烧杯底部，感觉烧杯底部变冷，说明升华的过程需要吸热。
3．在烧杯中放入适量温水，然后放入一小块干冰，此时观察到水像重新沸腾一样：水中有大量气泡，同时水面上有大量“雾气”。水中的气泡是固态干冰升华变成的二氧化碳气体。
4．在烧杯中放少量温水，然后放入一大块干冰，然后放入一大块干冰，此时烧杯内水的状态变化情况是由液态变为固态，同时烧杯内壁会出现“霜花”。这是因为干冰升华时吸热，使水快速凝固成冰，同时空气中的水蒸气遇到温度极低的烧杯壁会凝华成霜。
操作注意：
干冰是固态的二氧化碳，由于干冰的温度非常低，温度为-78.5℃，因此经常用于使物体维持冷冻或低温状态。干冰能够急速的冷冻物体和降低温度，并且已经被广泛地使用。干冰在发生物态变化时不是由固态转化为液态，而是由固态直接升华为气态，因此其变化过程并不会产生任何水或液体，也由此称它做“干冰”
1．干冰温度极低，不能用手直接接触干冰，防止手被冻伤。拿取干冰一定要使用厚绵手套、夹子等遮蔽物（塑胶手套不具阻隔效果！）。如果是在长时间直接碰触肌肤的情况下，就可能会造成严重的冻伤。
2．使用干冰请于通风良好处，切忌与干冰同处于密闭空间！因为干冰升华会导致二氧化碳含量增大，可能引起呼吸急促甚至窒息！
3．不可以将干冰储存在不透气的保温箱内，因为干冰升华所产生的压力会引起爆炸









《升华和凝华》重难点突破
一、教学内容分析
教材从升华和凝华的现象出发，在让学生进行观察实验的基础上，感知什么是升华，什么是凝华，在实验中用对碘加热来揭示固体升华是需要吸热的，其逆过程凝华则可通过分析推断其需要放热，由于升华、凝华现象不是学生学习的重点，教材在这里没有过多设计活动内容。在前面学习四种物态变化的基础上，让学生理解物态变化中的初状态和末状态中伴随的吸放热情况，更好地解释各种现象中包含的物态变化。举出生产、生活中的一些事例分析解释，这些现象与生活息息相关，充分体现了新的课程标准“从生活走向物理，从物理走向社会”这一发展理念，并通过“水的循环”分析，体现了新课程标准“注重科学探究，提倡教学方式多样化”的特点。
教学重点：升华和凝华的概念，知道升华要吸热，凝华要放热。

教学难点：用升华吸热、凝华放热来解释自然界和生活中的一些现象。
二、重难点突破
本节知识与学生的日常生活密切相关，教学中应采用各种方法，将有关的升华、凝华现象尽可能多地展现出来，引导学生观察、体验这些现象，在大量感性认识的基础上，自然顺畅地形成概念，避免出现机械、孤立的死记硬背物理概念的现象。教材本身联系生活实际编写而成，但教学中仍应注重组织学生主动的、更多的联系实际展开学习活动，使学生初步认识物理知识是有用的，初步养成探究物理、运用物理的习惯和喜爱物理的良好情感。
1．升华和凝华
突破建议：
升华和凝华是常见的自然现象，但却不易被学生注意。特别是一些常见的升华和凝华现象都进行得较为缓慢，比如常温下樟脑丸的升华、冬天一直冰冻着的衣服变干、冬夜水蒸气的凝华（下霜）等，再加上变化前后的气体看不到、摸不着，学生几乎没有感性认识。因而，做好碘的升华和凝华实验十分必要。
在实验中，用“碘锤”来做升华实验，现象明显且简便易行、安全卫生，是观察升华、凝华现象的一个重要“窗口”。碘在常温下稍微受热，就可以升华，碘蒸气稍微遇冷，又可以凝华；再加上碘蒸气呈紫红色，便于观察，所以用碘做升华、凝华实验，是一种比较理想的物质。实验过程中，特别要注意观察物质固态和气态之间发生变化时，有没有液态物质出现。碘升华实验也可以用下面的实验替代：在锥形瓶内放入少许樟脑丸粉末，盖紧瓶塞（是为了防止有毒气体泄漏），然后加热，直至看不到锥形瓶中的樟脑丸粉末时，取下瓶塞，迅速将一根枯树枝放入，很快便可看到樟脑丸的蒸气在枯树枝上凝华，形似雪花。升华和凝华实验常用的物质是萘和碘。
由于升华和凝华过程不容易被注意到，一般只能根据观察到的结果进行分析、推断。教学中应启发学生列举一些生活中常见的升华和凝华的实例，加深学生的认识，尤其注意区别凝华与凝固、凝华与液化的现象。比如：用久的电灯泡灯丝会变细，玻璃泡会显得黑，这是因为钨丝受热升华形成的钨蒸气，使体积减小，钨蒸气又在灯泡壁上凝华成极薄的一层固态钨；冬夜，室内的水蒸气常在窗玻璃内壁上凝华成冰晶；从冰箱里拿出来的冰棍结成了一层“霜”；冬天，冰冻的衣服（结了冰）变干（温度低于0℃，冰不能熔化，消失的本质是冰逐渐升华为水蒸气了）；冬天，0℃或以下（未达到熔点）雪人仍逐渐变小；衣箱中的樟脑丸变小；用干冰制造舞台上的白雾、用干冰进行人工降雨、食品保鲜等。
由于干冰升华吸热在生产生活中应用广泛，教学中应让学生了解干冰及其应用。干冰，虽然它的名字带着一个冰字，却和水结成的冰没有什么关系，事实上它是由无色的气体──二氧化碳形成的。如果把二氧化碳装在一个钢瓶里，再加压，它就会变成和水一样的液体了，如果温度再低一些，那么二氧化碳就会变成白色的、好似雪花一样的东西，这就是干冰。这种固体不经熔化就可直接变成气体。干冰的温度可达-78.5℃，由于干冰温度很低，它急剧升华的时候，会使周围的温度迅速降低，空气里的水蒸气就会凝结成雾。
干冰的主要应用有──利用干冰冷藏食品：运输食品时利用干冰升华吸热降温来防止食品腐烂变质。利用干冰制造舞台烟雾效果：在文艺演出时，舞台上往往要用弥漫的白雾给人以若隐若现的舞台效果，这种烟雾是由于向空气中喷撒干冰（固态二氧化碳），干冰升华时吸热，使气温迅速下降，空气中的水蒸气有的液化成小水滴，形成白雾，有的凝华成小冰晶，形成白烟，这样就造成了舞台上的云雾效果。利用干冰进行人工降雨：人们利用干冰升华吸热的特点进行人工降雨。当干冰进入冷空气层，会很快升华，在升华过程中将吸收大量的热量，使冷空气层的气温急剧下降，这时高空中的水蒸气就会变成小冰晶，小冰晶逐渐变大后下落，在下落过程中遇到暖气流就会熔化而形成雨。固态二氧化碳可以直接升华为气态的二氧化碳，同时吸收大量的热，还没有残留物。利用这个特点，可以用在医学科研上，现代医学上有一种“冷冻疗法”，即把干冰放在部分组织（如疣子）上，利用干冰升华吸热迅速降温冷冻，使其组织坏死，达到不用“动刀”而治愈的目的。
2．水循环
突破建议：
要求学生阅读STS“水循环”，能够用水的三态变化解释自然界的一些水的循环现象，总结水的三态循环规律；了解我国水资源的紧张状况，认识水对于人类的重要意义，从而产生强烈的水环保意识和节水意识。
本节内容教学之前，请学生查找相关资料、图片或下载网上信息。可以分成三个主题进行准备：（1）水为何珍贵？（2）水能为人类做些什么？（3）破坏水资源会给人类带来哪些危害？我们应该怎么办？上课时让学生进行交流、讨论甚至是争论，在同学们动态的交互学习中，形成对这部分知识的了解。通过对有关问题的争论，对水资源的保护、开发和利用，形成自己独特的见解，从而在实际生活中养成节约用水的良好习惯。
关于水循环，应该让学生了解自然界里雨雪的形成，这是很有代表性的物态变化和水循环过程。地面上的水蒸发成为水蒸气，升到高空与寒冷空气接触，水蒸气便凝结成小水滴，形成云。当温度下降，而又有凝聚核心的时候，就会凝结成大水滴下降成为雨。一滴雨点要比云中的小水滴大上几千倍，小水滴一定要在它的体积增加到很大时才会变成雨点落下来。如果温度低于0℃，水蒸气在空中就可能形成雪。
雪是结晶的水。水蒸气凝华而成的微小晶体叫水晶。当水晶在大气中随着气流上下翻腾，聚集起来变得足够大时，就成为雪花向地面飘落。雪花的形状多为六角形，也有针状、柱状或不规则形状的。某些雪花的直径可大于2.5厘米。雪花的大小取决于温度，温度越低，形成的雪花越小。由于构成雪片的结晶能反射光，所以雪片呈白色。当过冷水滴碰撞在冰晶（或雪花）上，则成霰，霰在积雨云中随着气流多次升降，不断与雪花、小水滴等合并，形成透明层与不透明层交替的冰块，落到地面，这就是雹。地表面上的空气中含有水蒸气，当水蒸气的含量达到饱和时凝结成水滴，这就是露，如果地表气温降到0℃以下时，则水蒸气直接凝结为固态，就是霜。










水沸腾实验创新改进
一、创新实验目的：通过对水沸腾实验装置的改进，使实验现象更加明显，更节省能源，并充分利用教学资源完成更多的教学任务。
二、实验仪器及用品：铁架台、温度计、大试管（两只）、酒精灯、大烧杯、橡胶塞、玻璃管、胶管。
三、实验装置图及说明：

原实验装置 改装后实验装置
水沸腾实验是《物态变化》一章中非常重要的一个实验。
原实验方案实验总结;
教材中对这个实验的方法设计是：利用酒精灯作为加热工具、烧杯为加热容器。但是在实际操作中，我们发现了几点不足，主要有：
（1）实验时间过长。教材中介绍的试验方法，在用酒精灯加热小烧杯时，需要垫上石棉网，这样使得小烧杯内的水受热较慢，加热时间过长。
（2）消耗燃料多。按照教材的实验装备进行实验，热量散失较多，不仅使得加热时间过长，而且增加了酒精的消耗，造成不必要的浪费。
（3）沸腾前后现象不够明显。通过多次实验，我们发现，按照课本的实验方法做水沸腾实验，很难观察到教材中所描述的实验现象。在用烧杯做加热容器的时候，在烧杯底下垫上石棉网，加热缓慢，沸腾前后均未听到响声；在水沸腾后也未见大量的气泡冒出。
（4）个别实验现象与理论不符。在水沸腾后撤去酒精灯，由于铁圈和石棉网的余热，沸腾的水还要继续沸腾一段时间，这与理论上的“停止加热，沸腾停止”不符。
（5）温度计的放置不易操作。由于烧杯中所加水较浅，烧杯也较小，因此在用温度计测水温时，很不方便，容易碰到容器底和容器壁。
四、实验创新点及其意义：
我们经过思考以及实验检验，最后确定了用普通试管代替小烧杯做加热容器的实验改进方案。
1、改进的具体内容是：
（1）将小烧杯换成试管作为加热容器。
（2）用带缺口的泡沫塑料塞子固定温度计。
（3）在此基础上可进行气体液化的探究实验。
2、改进后实验的优点有：
（1）实验用时短。与原先实验相比较，在应用试管作加热容器后，由开始加热到沸腾所用的加热时间明显变短。
（2）实验现象明显。水沸腾前，在加热过程中，水温逐渐升高，有很明显的响声，气泡由试管底部冒出向上运动现象明显；沸腾后温度保持不变，有大量的气泡冒出，汽化现象非常剧烈。
（3）燃料消耗大大降低。缩短加热时间的同时也大大减少酒精的消耗。
（4）解决原实验中现象与理论不符的问题。用试管进行加热，当撤去酒精灯，试管中的水立刻停止沸腾，解决了原实验中出现的现象与理论不符的难题。
（5）加固温度计，使得实验器材的组装更加简易。通过在试管口处加一个缺口的泡沫塑料塞，在保证试管与大气相同气压的基础上，固定温度计，既避免温度计碰到容器底和容器壁，也使得实验器材的组装更加简易。
（6）在此基础上可进行关于“气体液化”的延伸实验。
通过对水沸腾实验的改进，在此基础上可进行水蒸气液化的实验。充分利用现有器材，更高效率地相关知识的学习。具体操作如下：
A、用温度计量出大烧杯中水的初始温度。
B、将通有导气管的试管放入大烧杯中，向试管中导入沸腾后的水蒸气，一段时间后观察温度计的示数变化。
C、将烧杯中的试管取出，观察原先干燥的试管内壁有何现象出现。
















物态变化训练题
一、选择题

1. (河源中考)对下列现象的成因解释正确的是 （　　）
A．早春，河中的冰逐渐消融——汽化
B．盛夏，剥开包装纸后冰棒会冒“白气”——熔化
C．深秋，清晨的雾在太阳出来后散去——液化
D．严冬，堆起的雪人逐渐变小——升华
2. （巴中中考）我国北方的冬季，有时房顶上会出现霜，树枝上会出现雾凇，这些都是（　　）
A．汽化现象 B．升华现象 C．凝固现象 D．凝华现象
3. （黄冈中考）下列现象分析正确的是 （　　）
A．春天冰雪消融是熔化现象
B．夏天湿衣服很快变干是液化现象
C．秋天早晨的雾是汽化形成的
D．冬天早晨的霜是凝固形成的
4. （雅安中考）雅安的蒙山茶自古为贡茶之一, 泡茶、喝茶中包含很多物理知识, 下列说法中错误的是 ( )
A. 打开茶叶盒, 茶香飘满屋——是茶叶的升华现象
B. 泡茶时, 部分茶叶上浮——是由于茶叶受到的浮力大于自身的重力
C. 茶水太烫, 吹一吹凉得快——是由于吹气加快了茶水的蒸发
D. 透过玻璃茶杯看到手指变粗——是由于装水的茶杯相当于一个放大镜
二、填空题

5. 如图是甲、乙两种物质的熔化图象，由图像可知　　　　　　种物质是晶体，该晶体的熔点是　　　　　　℃。


6. （枣庄中考）小李同学看到在沸腾的油锅中取铁球的表演后，得知锅中的“油”是由油和醋组成的混合液体，油的沸点为287 ℃，醋的沸点只有60 ℃，当温度达到　 　℃时液体就沸腾了，继续加热，液体的温度　 　（选填“会”或“不会”）升高，表演时铁球的温度不可能超过　 　℃，只有当　 　时，继续加热，液体温度才会升高。
7. （镇江中考）如图所示，注射器内密封有适量刚烧开的水，向下拉动活塞，水双沸腾起来，这是由于拉动活塞后，水面上方气体的压强　　 ，使水的沸点 　 的缘故。

8. （扬州中考）如图所示是物质三种状态的分子模型．某物质由图丙状态直接变为图甲状态时，发生的物态变化为　　　　　　，下列事例中所发生的物态变化与之相同的是　　　　　　（填序号）。
（1）固体清香剂用了一段时间后变小 （2）打开冰箱门，看到有“白气”冒出
（3）寒冷的冬天，早上看到的霜


三、实验与探究题
9. 小亮利用如图甲所示的装置探究某物质熔化时温度的变化规律。请回答下列问题：

（1）安装实验器材时，小亮应按照_______ （选填“自上而下”或“自下而上”）的顺序
进行。
（2）测量过程中，温度计在某一时刻的示数如图乙所示，此时该物质的温度为_______℃。（3）根据实验数据画出该物质的温度随加热时间变化的图像如图丙所示，由图可知，当
加热到 末，试管中物质所处的物态是_______态，该物质为_______（选填“晶体”或“非晶体”）。
10.在做“探究水沸腾时温度变化特点”的实验中：
（1）图17中A、B、C三种读取温度计示数的方法，其中正确的是　　　　　　；图乙中，温度计的示数为　　　　　　℃。
（2）图19是老师根据两组同学每隔2分钟记录一次温度的数据，描绘出对应的温度﹣时间图像，由图像可知水沸腾时的温度为　　　　　　℃，说明此时当地大气压　　　　　　（选填“大于”“小于”或“等于”）1个标准大气压；水温达到沸点后继续加热，水的温度　　　　　　（选填“升高”或“不变”）。
（3）由图丙可知，两组同学的图象存在差异，请说出一条可能的原因；　　　　　　。

参考答案
一．选择题

1.D 2.D 3.A 4.A

二．填空题

5.乙 50
6. 60 不会 60 醋全部汽化
7.减小 降低
8.凝华 （3）

三．实验探究题

9.(1) 自下而上 （2）69 （3）固液共存 晶体
10.（1）B 96 (2)99 小于 不变 （3）水的质量不同






物质有多少种状态
自然界的各种物质都是由大量微观粒子构成的。当大量微观粒子在一定的压强和温度下相互聚集为一种稳定的状态时，就叫做“物质的一种状态”，简称为物态。在19世纪，人们还只能根据物质的宏观特征来区分物质的状态，那时还只知道有三种状态，即固态、液态和气态。初中讲物态变化，就是讲这三种常见的物质状态间的变化问题。
气体物质处于高温条件下，原子、分子激烈碰撞被电离，或者气体物质被射线照射以后，原子被电离，整个气体含有足够数量的离子和带负电的电子，而且一般情况下正负电荷量几乎处处相等，这种聚集态叫等离子态。如果物质处于极高的压力作用下，例如压强超过大气压的140万倍，组成物质的所有原子的电子壳层都会被“挤破”，电子都变成为“公有”，原子失去了它原来的化学特征。这些“光身”的原子核在高压作用下会紧密地堆积起来(当然，再紧密也会有电子存在和活动的空隙)，成为密度非常大的(大约是水的密度的3万至6.5万倍)状态，称为超固态。有些书籍把等离子态称为物质的第四态，把超固态称为物质的第五种状态。
进一步从物质的内部结构去考虑，物态就远不止这几种了。例如，在固体物质中，有的其内部微观粒子呈周期性、对称性的规则排列，称为结晶态。而另外一些，如玻璃、沥青等物质，常温下虽然也有固定的形状和体积，不能流动，但其内部结构则更像液体，称为玻璃态(非晶体)。还有一些有机物质，能够流动，又具有某些晶体的光学特性，是介于液态和结晶态之间的状态，称为液晶态。很多物质在极低的温度下，会出现电阻消失的现象，称为超导态；在极低的温度下，某些液体的粘滞性会完全消失，叫做超流态。在巨大的压力下，平时是气体的氢，可以转变为具有金属特性的固态，称为金属氢态。天文学家发现，在宇宙中存在着比超固态密度更大的物质状态，例如组成中子星的中子态，还有密度更高的超子态、反常中子态、黑洞等等。由于反粒子，如反质子、反电子、反中子等都已被发现，有人预言在宇宙中会存在着全部由反粒子构成的反物质世界，但还没有得到证实。1998年6月3日，美国发射的航天飞机“发现者”号装载了一台α磁谱仪，期望探测到宇宙空间中可能存在的反物质，其中一个关键部件是由中国科学院电工研究所制造的直径1200 mm、高800 mm、中心磁感强度为0.1340 T的永久磁体。
总之，从物质的内部结构去分析，物态的种类很多，并且随着科学技术的进步，人们对物质世界的认识会继续深入，更多的物态会被发现和被人所认识。



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中考物理辅导物态变化
【资料1】为什么返回式航天器要穿"避火衣"
　　航天器返回地球大气层的时候，基本没有机动性，完全是一种自由落体运动，这样的速度是极快的。为了让它的速度慢下来，需要用到降落伞来减速，减速的目的是要避免它跟大气层的剧烈摩擦，因为这种摩擦产生的高温是任何物体都承受不了的，它高到1700多度，有时甚至达到3000多度。这样的高温将会使物体烧蚀掉，就像流星那样，最后烧蚀的不剩一点物质。但是，航天器是要完好地降落到地面上，绝对不允许这样的高温。为了抵御返回大气层时所产生的高温，顺利地返回地面，航天器需要有高超的隔热能力，这就要求科学家给它穿上一件"避火衣"。
【资料2】高空的白雾带是怎样形成的?
　　高空的气温很低。喷气式客机在约一万公尺的空中飞行。机外的气温约为-40℃。军用喷气式飞机飞得更高，机外的气温也更低。这样低温的空气，其中的水蒸气一定会凝结吗？
　　在晴空中，有时会见到一条长白带。尽人皆知这白带是喷气式飞机过后所造成的。但喷气式飞机喷出的是黑烟，为什么会形成白带呢P在晴天，由于大气没有云层阻隔，大气的热能较容易向太空散失，故晴空的气温较阴天为低。气温往往低于水汽凝结的温度。但水汽要凝结为水，必须有固体微粒作为核心－－－正如尘埃是雾的核心一样。
　　当喷气式飞机飞过后，就在路程上留下大量的烟粒(碳粒)，这些烟粒正好作为水汽凝结的核心，于是就形成一道雾带。这雾带把阳光反射，就形成光亮的白雾带了。
中考物理辅导物态变化：空中古怪的沸腾
【资料3】空中古怪的沸腾
　　液体沸腾是地球上司空见惯的现象，但它却是一个十分复杂的物理过程。当装有液体的容器被加热后，由于重力的影响，液体中比较热的部分上升，而比较冷的部分则下降──这就是"对流"。浮力使气泡急速上升，因此产生剧烈的"沸腾"。那么太空中的沸腾又是怎样的呢？
　　实际上，物理学家一直被地球上沸腾液体的复杂行为所困惑。而弄清沸腾的机理对工程技术人员是很重要的，这不仅仅关系到咖啡壶，更关系到宇宙飞船中的动力和空调系统的设计。
　　一个由密歇根大学和美国国家航空航天局的研究人员组成的科学家小组决定弄清这些问题。从1992到l996年，在航天飞机所进行的5次飞行使命中，他们使用液体氟里昂进行了一系列的沸腾实验。在实验中，他们发现了液体在地球与太空轨道上沸腾时所发生的一些令人迷惑的不同之处。例如在太空中，液体在无重力条件下沸腾时不是产生成了上万的升腾的小气泡，而是产生一个在液体中起伏的巨大的气泡，且不断夺下其他的小气泡。多亏了美国航空航天局对这一过程的录像，现在我们在地球上就可以观察到液体这种令人迷惑的古怪的沸腾行为了。
　　弗朗西斯·基亚拉蒙特博士说："想想看，在这些实验以前，世界上有谁看到过太空中的沸腾呢？这真是人可思议！"基亚拉蒙特是美国航空航天局负责液体沸腾实验的科学家，他说这一系列太空沸腾实验已被研究人员视为"经典"了。
　　这些录像的确十分有趣，但是科学家研究沸腾问题的热情绝不仅仅是出于简单的好奇。因为一旦了解了液体在太空中是怎样沸腾的，科学家就可以制造出更有效的太空舱制冷系统，例如国际太空站上使用的就是利用氨在液态和气态间转化的空调系统。太空中的沸腾知识也将在某一天被用来制造太空站上的发电站，它用太阳光使液体沸腾产生蒸气，然后通过推动涡轮机产生电力这样的研究同样也将在地球上得到应用。因为失重环境给科学家打开了一个观察沸腾现象的崭新窗口，他们可以借此更好地理解沸腾这个基本的物理现象。
　　"沸腾现象是如此复杂，以至于我们对它的大部分理解是基于经验，而不是建立在基本的物理方程之上的。"基亚拉蒙特说，"可是，在失重的太空轨道中，沸腾远比在地球上简单。失重环境使对流和浮力的影响消失，这个差异可以解释为什么地球上的沸腾液体的行为与太空中如此不同。它为想解决棘手物理问题的科学家提供了有力的工具。比如说，如果你试图研究地球这样一个复杂的生态系统，你就需要先研究一个变量少一些的比地球简单的对象。对我们来说，太空就可以将研究的问题简化。"
　　当液体在太空中被加热时，由于没有重力的作用，液体中比较热的部分不再上升，而是紧靠着加热器的表面停留并被继续变热，而远离加热器的区域则相对较冷。因为只有一小部分液体被加热，因此它会更快地沸腾。但是，由蒸气形成的气泡不会冲出液面，而是结合成一个在液体内部晃动的巨大的气泡。虽然这些现象用现有的理论就可以预测，但要想真正了解整个过程的细节，并寻找末预测到的现象，则需要进行真实的实验。
　　实验的负责人赫尔曼·默特被人们视为微重力沸腾实验之父，正是他发明了记录在录像带上的实验。他说："我们对许多问题还没有很好地理解。"默特和其他科学家曾利用"下降塔"进行无重力沸腾的早期研究，即通过让高塔上的样品自由下落来实现几秒钟的零重力条件。这些早期实验为设计在航天飞机中进行的实验提供了指南，但这匆忙的一瞥实在不能与在航天飞机上长达几分钟的观察相比。
　　这些早期研究的一项重要成果就是制造实验用的沸腾室的方法，它使科学家可以看清加热器的表面以及在那里与加热器接触的液体。默特解释说："这种相互作用就发生在加热器的固体与液体的接触面上，因为液体表面折射的影响，从下面是无法看清楚的。"所以默特用石英制作了一个底面平滑、坚硬透明的沸腾室，然后又给石英覆盖上一层厚度不到400埃的极薄的金层。这样它既能够让可见光自由穿过，又能像一大块金子一样导电。
　　默特与合作者使用这种装置得到了一些非常有趣的发现。例如，随着实验温度的不同，那个巨大的气泡有时漂浮在液体的中心，有时则附着在与加热器相邻的表面。当出现后一种情况时，气泡将有效地将液体与加热器隔离起来，使液体不再进一步沸腾并导致加热器的温度急速升高。而确切地了解发生这种情形的条件，对设计太空舱系统中依靠沸腾工作的装置是至关重要的。默特说："如果比较好地理解了这个现象，我们就能做出最佳的设计。假如还有一些不确定的因素，那就应该继续设计出更好的实验去弄清楚它。"
　　今天，科学家们还在继续进行这项基础实验以了解更多的知识。随着科学家对液体沸腾现象史深入的了解，工程师将会对制冷和动力系统的设计进行改进以便更好地服务于人类，这不只包括在太空中工作的人，而且也包括生活在地球上的人。
　　迥然不同的沸腾：这一系列图片对地球上和太空中液体的沸腾过程做了比较。由于不存在浮力和对流的作用太空中沸腾的液体所表现出的行为与地球上迥然不同。
　　地球上无法获得的知识：国际太空站使用了一种利用氨在液体和气体间循环的两相制冷系统．在这个过程中包含了沸腾现象。工程师在设计这个制冷系统时利用了从微重力沸腾实验中得到的知识。
　　太空中古怪的沸腾：由于太空中没有浮力的作用，沸腾产生的蒸气在停止加热后产生一个气泡浮在液体中。由于表面张力的作用，使许多小气泡结合成一个大的球形气泡。《科学世界》
【资料4】重庆多雾之迷
　　山城重庆是著名的多雾城市之一，平均每年有100多天，雾最多的1月份，有一半的天数是雾日，重庆为什么多雾呢？这是因为重庆地处长江与嘉陵江的汇合处，日照少，温度大，年年均温度达80%以上。盆地四周有高山阻挡，空气中的水蒸汽不容易散发掉，在天气晴朗的夜晚，地面散发处的热量急剧减少，一部分水蒸汽遇到温度低的岩石、草木液化成无数细小的水滴，在贴进地面的低空漂浮，形成了雾。特别是冬季，由于是在冬季，由于日照时间短，只能使少部分雾散掉，而等到夜晚，新的雾又生成了，这样便形成了多雾现象。
【资料5】为什么"雹打一条线"
　　为什么会有"雹打一条线"呢？这要从冰雹的形成条件谈起。冰雹是在发展相当强烈的积雨云中形成的，有冰雹胚胎和云中的小冰晶、雪花、过冷却水滴反复粘合、碰并的结果。因此，云中必须有强烈的上升气流，丰富的含水量和足够的低温。当冰雹云在山谷和河面上经过时，由于河面上的气温比两岸的气温低，山谷中的气温比山坡上的气温低，这样，河面上和山谷中的上升气流较弱,支托不住下落的冰雹,故冰雹多沿山谷和河流下落.有时冰雹也沿冷暖空气交汇的锋面降落。因为山谷、河流都是狭长的地带，因此有"雹打一条线"的说法。
【资料6】生活中的热学常识
　　1、冬天或气温很低时，往玻璃杯中倒入沸水，应当先用少量的沸水预热一下杯子，以防止玻璃杯内外温差过大，内壁热膨胀受到外壁阻碍产生力，致使玻璃杯破裂。
　　2、用焊锡的铁壶烧水，壶烧不坏，若不装水，把它放在火上一会儿就烧坏了。这是因为水的沸点在1标准大气压下是100℃，锡的熔点是232℃，装水烧时，只要水不干，壶的温度不会明显超过100℃，达不到锡的熔点，更达不到铁的熔点，故壶烧不坏。若不装水在火上烧，不一会儿壶的温度就会达到锡的熔点，焊锡熔化，壶就烧坏了。
　　3、液化气是在常温下用压缩体积的方法使气体液化再装入钢罐中的；使用时，通过减压阀，液化气的压强降低，由液态变为气态，进入灶中燃烧。
　　4、烧水或煮食物时，喷出的水蒸气比热水、热汤烫伤更严重。因为水蒸气变成同温度的热水、热汤时要放出大量的热量（液化热）。
　　5、夏天自来水管壁大量"出汗"，常是下雨的征兆。自来水管"出汗"并不是管内的水渗漏，而是自来水管大都埋在地下，水的温度较低，空气中的水蒸气接触水管，就会放出热量液化成小水滴附在外壁上。如果管壁大量"出汗"，说明空气中水蒸气含量较高，湿度较大，这正是下雨的前兆。
　　6、煮食物并不是火越旺越快。因为水沸腾后温度不变，即使再加大火力，也不能提高水温，结果只能加快水的汽化，使锅内水蒸发变干，浪费燃料。正确方法是用大火把锅内水烧开后，用小火保持水沸腾就行了。
　　7、冬天水壶里的水烧开后，在离壶嘴一定距离才能看见“白气”，而紧靠壶嘴的地方看不见“白气”。这是因为紧靠壶嘴的地方温度高，壶嘴出来的水蒸气不能液化，而距壶嘴一定距离的地方温度低；壶嘴出来的水蒸气放热液化成小水滴，即“白气”。
【资料13】向手背呵气和吹气感觉有什么区别?
　　以口对着一支温度计吹，温度计的读数会上升。但对着手背吹气却觉得凉快，为什么？以口向手背呵气又会怎样?
　　向手背慢慢呵气，感到温暖；反之，向手背快速吹气，则感到凉快。
　　口气的温度和体内温度相近，但比手背皮肤的温度较高，故向手背呵气时，手背感到温暖。但是，向手背快速吹气时，气流把手背的汗液迅速蒸发，液体蒸发会带走能量。同时，快速的口气，也把附近的冷空气卷过来吹到手背上。故手背就觉得凉快。
【资料7】为什么开水不响,响水不开
　　我们知道，水中能溶有少量空气，容器壁的表面小空穴中也吸附着空气，这些小气泡起气化核的作用。水对空气的溶解度及器壁对空气的吸附量随温度的升高而减少，当水被加热时，气泡首先在受热面的器壁上生成。
　　气泡生成之后，由于水继续被加热，在受热面附近形成过热水层，它将不断地向小气泡内蒸发水蒸汽，使泡内的压强（空气压与蒸汽压之和）不断增大，结果使气泡的体积不断膨胀，气泡所受的浮力也随之增大，当气泡所受的浮力大于气泡与壁间的附着力时，气泡便离开器壁开始上浮。
　　在沸腾前，窗口里各水层的温度不同，受热面附近水层的温度较高，水面附近的温度较低。气泡在上升过程中不仅泡内空气压强P。随水温的降低而降低，泡内有一部分水蒸汽凝结成饱和蒸汽，压强亦在减小，而外界压强基本不变，此时，泡外压强大于内压强，于是，上浮的气泡在上升过程中体积将缩小，当水温接近沸点时，有大量的气泡涌现，接连不断地上升，并迅速地由大变小，使水剧烈振荡，产生"嗡，嗡"的响声，这就是"响水不开"的道理。
　　对水继续加热，由于对流和气泡不断地将热能带至中、上层，使整个溶器的水温趋于一致，此时，气泡脱离器壁上浮，其内部的饱和水蒸汽将不会凝结，饱和蒸汽压趋于一个稳定值。气泡在上浮过程中，液体对气泡的静压强随着水的深度变小而减小，因此气泡壁所受的外压强与其内压强相比也在逐渐减小，气泡液--气分界面上的力学平衡遭破坏，气泡迅速膨胀，加速上浮，直至水面释出蒸汽和空气，水开始沸腾了。也就是人们常说的"水开了"，由于此时气泡上升至水面破裂，对水的振荡减弱，几乎听不到"嗡嗡声"，这就是"开水不响"的原因。

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