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第十一讲 物态变化
【衔接导入】
图 冰雹来啦
冰雹（Hail）也叫“雹”，俗称雹子，有的地区叫“冷子”，夏季或春夏之交最为常见。它是一些小如绿豆、黄豆，大似栗子、鸡蛋的冰粒。我国除广东、湖南、湖北、福建、江西等省冰雹较少外，各地每年都会受到不同程度的雹灾。尤其是北方的山区及丘陵地区，地形复杂，天气多变，冰雹多，受害重，对农业危害很大。猛烈的冰雹打毁庄稼，损坏房屋，人被砸伤、牲畜被砸死的情况也常常发生；特大的冰雹甚至比柚子还大，会致人死亡、毁坏大片农田和树木、摧毁建筑物和车辆等。具有强大的杀伤力。雹灾是我国严重灾害之一。当地表的水被太阳曝晒气化，然后上升到了空中，许许多多的水蒸气在一起，凝聚成云，遇到冷空气液化，以空气中的尘埃为凝结核，形成雨滴，越来越大，多了云托不住，就下雨了，要是遇到冷空气而没有凝结核，水蒸气就凝结成冰或雪，就是下雪了，如果温度急剧下降，就会结成较大的冰团，也就是冰雹。
【知识新授】
一.物质的比热
① 热量
1、热量：物质吸收或放出热的多少，符号Q.
2、单位：焦耳，简称焦，符号J
3、热传递与温度变化
（1）物体吸热升温，放热降温；
（2）同一物体升高一定的温度吸收的热量与降低相同的温度放出的热量相同；
（3）某种物质吸收或放出热量的多少，与质量和温度变化的多少有关，质量越大、温度变化越多吸收或放出的热量越多。
图1 关于热量的一些数值
② 比热
1、比热：质量相同的不同物质，升高相同的温度吸收的热量不同；降低相同的温度，放出的热量也不同，物质的这种特性叫比热容，简称比热。
2、质量相同的不同物质，吸收或放出相同的热量，比热大的温度变化较小；比热小的温度变化较大。
二.熔化和凝固
(1)熔化和凝固是两个互逆的物态变化过程：物质从固态变成液态的过程叫熔化，物质从液态变成固态的过程叫凝固。熔化吸热，凝固放热。
固态液态
(2)熔点和凝固点：有确定熔化和凝固温度的物质叫晶体。晶体熔化时的温度叫熔点；晶体凝固时的温度叫凝固点。不同晶体的熔点不同，同一种晶体的凝固点与其熔点相同。
(3)晶体的熔化、凝固的过程都需要两个条件：
温度条件(熔点、凝固点)；吸、放热。两个条件同时满足，才能实现上述两过程，缺一不可。
图2 常见的一些晶体
图3 常见的一些非晶体
①晶体和非晶体的比较
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
凝固图象
②温度为熔点的物质的状态既可能是固态，也可能是液态，还可能是固、液共存态。
三.汽化和液化
(1)汽化和液化是两个互逆过程：物质从液态变成气态的过程叫汽化，汽化有两种方式：蒸发和沸腾；物质从气态变成液态的过程叫液化。汽化吸热，液化放热。
(2)液态气态
(3)影响蒸发快慢的因素有三个：液体温度的高低；液体表面积的大小；液体表面上方空气流速。蒸发吸热，导致液体本身及周围的温度降低，所以蒸发有制冷作用。
图4 探究蒸发的影响因素——表面积、温度、空气流速
(4)蒸发和沸腾的比较
蒸发
沸腾
发生部位
只在液体表面
在液体表面和内部同时发生
温度条件
任何温度下
只在沸点时
剧烈程度
缓慢
剧烈
影响因素
温度高低、液面大小、空气流速快慢
供热快慢
温度变化
降温制冷
吸收热量，温度不变
共同特点
都是汽化现象，都吸收热量
四.升华和凝华
(1)物质由固态直接变成气态的现象叫升华，升华吸热，可以使周围环境的温度降低。物质由气态直接变成固态的现象叫凝华，凝华放热。
图5 樟脑丸升华 图6 针状雾凇 图7 冰棍外表的霜
(2)固态气态
(3)升华和凝华也是两个互逆的变化过程。
五、物态变化过程中吸、放热情况判断
【例题分析】
例1.如图可能表示的是哪种情况下，温度随时间的变化情况( ???)

A.?正在熔化的玻璃?????????????B.?正在沸腾的水?????????????C.?正在不断蒸发的酒精?????????????D.?正在熔化的冰
例2.以下说法中不正确的是（??? ）。
A.?流水具有能量，是宝贵的动力资源
B.?水是热的不良导体，对流是水进行热交换的主要方式
C.?水是工业上常用的冷却剂
D.?与自然界大多数等质量的常见物质相比，水吸（放）相等的热量时温度变化要大得多
例3.在 0℃的环境中，把一块 0℃的冰投入到一杯 0℃的水中，将会发生的现象是（??? ）
A.?冰全部熔化????????B.?只有冰有一部分熔化????????C.?只有水有一部分凝固????????D.?冰和水的原有质量不变
例4.在“观察水的沸腾现象”的实验中，需要加热约200mL的水，要用到的下列仪器是（??? ）
①烧杯 ?②试管 ? ③试管夹 ?④酒精灯 ?⑤石棉网 ? ⑥铁架台
A.?①④⑥??????????????????????????????B.?①④⑤⑥??????????????????????????????C.?②③④??????????????????????????????D.?②③④⑥
例5.在学习了有关物态变化的知识以后，小明回家做了如下实验：甲、乙两个房间里相同的电炉上，相同的两壶水都已烧开，水烧开后壶口冒出“白气”。请回答：

（1）这些“白气”是由于壶口跑出的水蒸气________形成的，根据甲、乙两图所示情况可以判断出房间________的气温较高；
（2）A、B两幅图中，符合水沸腾前的情形的是________图；
（3）如果加大炉火猛烧，则壶内开水的温度________(选填“升高”“不变”“降低”)。
例6.用同一热源给一定质量的水加热，其温度与时间的关系如图图线a所示，若其它条件不变，(1)仅增加水的质量；(2)仅增大液面大气压强；(3)既增加水的质量，同时减小液面大气压强.则三种情况中，温度与时间的关系图线分别对应________、________和________(选填图中“a”b”“c”或“d”)。

例7.在晚会上，演员们在阵阵“烟雾”中翩翩起舞，这“烟雾”是由于向舞台喷洒的大量干冰粉末迅速________?（填物态变化名称），并________?（选填“吸热”或“放热”），使周围空气气温降低，致使水蒸气________（填物态变化名称）而成的。
例8.近年来，我国在持续推进海绵城市的建设，使城市既有“面子”更有“里子”。为了比较水和干泥土的比热容，小明做了如下实验：在两个相同的塑料瓶甲和乙内分别装入室温温度下的水和干泥土，在瓶口扎上气球，将它们一同浸入热水中，装置如图所示。

（1）实验中还要控制塑料瓶中水和干泥土的________相等。
（2）本实验通过观察到________，表明水的比热容比干泥土大。
（3）海绵城市建设增大了水域和绿地面积，能有效地缓解城市升温较快的问题，请解释：为什么增大水域面积可以缓解城市升温？________。
例9.小林做“碘的升华”实验时，用酒精灯直接对放有少量固态碘的碘升华管加热，如图所示。发现碘升华
管内出现紫色的碘蒸汽，小林认为碘从固态变成了气态，是升华现象。小红查阅资料发现：常压下，碘的熔点为113.60℃，碘的沸点为184.25℃，酒精灯火焰的温度约400℃。根据这些资料，小红认为小林所做的实验中，碘可能经历了由固态到液态再到气态的变化过程，小林的实验并不能得出碘升华的结论。请针对小红的质疑，设计一个实验，证明碘能从固态直接变为气态。可以选用上述器材或补充必要的辅助器材，写出实验方案并简要说明。
例10.阅读材料，回答下列问题：
制动液
汽车制动液俗称刹车油。汽车刹车时，驾驶员踩踏板通过刹车管线内的制动液把压力传递到刹车块，刹车块和车轮上的轮毂摩擦，制止车轮转动。车轮制动时候，由于摩擦产生的热量会使制动液温度升高。如果温度过高，达到沸点，制动液就会产生大量气体，造成制动失灵。制动液的沸点在遇潮吸水后会下降，因此国家规定制动液的沸点不得低于140℃，如表所示为某种制动液的含水量与对应的沸点。
含水量/%
0
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
沸点/℃
210
180
158
142
132
124
120
（1）由于制动液具有吸水特性，当汽车长期使用时会吸收空气中的水分，从而________(填“升高”或“降低”)制动液的沸点。
（2）当含水量约为________%时，这种制动液就需要更换。
（3）汽车制动液是衡量车辆安全性能的重要指标，为适用不同气候条件下汽车的刹车需求，应选择的制动液的特点是________(填字母)。
A.沸点高、凝固点高
B.沸点低、凝固点高
C.沸点低、凝固点低
D.沸点高、凝固点低
例11.小凡同学在4块相同的玻璃板上各滴一滴质量相同的水，进行如下图所示的实验探究，得出水蒸发快慢与水的温度、水的表面积和水面上方空气流动快慢有关。

（1）通过A、B两图的对比，可以得出水蒸发快慢与水的________有关。
（2）通过两图 ________的对比，可以得出水蒸发快慢与水的温度有关。
（3）小凡同学猜想水蒸发快慢还可能与水的质量有关，于是继续进行了如下探究：在相同环境下的两块相同的玻璃板上分别滴上一滴和两滴水(如图).结果发现甲图中水先蒸发完，于是他得出结论：水蒸发快慢与水的质量有关，水的质量越小蒸发越快。从实验设计环节看，他没有控制水的________(选填“质量”或“表面积”)相同；从得出结论环节看，“根据谁先蒸发完，判断谁蒸发快”是否正确？________(选填“正确”或“不正确”)。
例12.小科利用如图甲所示装置探究冰的熔化特点，他每隔相同时间记录一次温度计的示数，并观察物质的状态。

（1）应选用颗粒________（选填“较大”或“较小”）的冰块做实验。
（2）图乙是他根据记录的数据绘制的“温度—时间”图像。由图像可知：冰属于________（选填“晶体”或“非晶体”）。
（3）图乙中第20min时，物质处于________态。
【巩固练习】
某同学课外做了一个趣味实验，模拟火山喷发。实验模型如图所示，将实验药品倒入火山模型内，模型内没有动静，慢慢注入水，两者就会剧烈反应，红色气泡开始从“火山口”喷涌而出，如同火山喷发。下列关于火山的说法不正确的是（ ???）

A.?火山是地壳运动的剧烈表现形式
B.?火山往往发生在板块内部
C.?红色的气泡模拟的是岩浆主要来自地球内部结构中的地幔
D.?炽热的熔岩流喷出后将逐渐冷却，形成岩石，此过程中发生的物态变化是凝固
2.下列现象同该现象所属的物态变化连接正确的是(?? )
A.?水壶中的水沸腾——液化???????????????????????????????????B.?用久了的灯泡钨丝变细——升华
C.?冰箱冷冻室内壁上出现冰霜——凝固??????????????????D.?饮料杯中的冰块体积逐渐变小——液化
3.我国科学家通过自主创新研制的飞机刹车片是一种特殊的碳材料。其主要特性是：硬度几乎不随温度而变化，当温度升高到2000℃时硬度才会适度变小，但不会熔化，温度到3000℃时开始升华。关于这种碳材料的分析，正确的是(?? )
A.?发生升华时吸收热量????????????B.?熔点是2000℃????????????C.?沸点是3000℃????????????D.?凝固点是3000℃
4.生活处处有科学，留心观察皆学问。下列对有关现象解释正确的是(?? )
A.?初冬季节，在家里洗澡时发现房间里充满“白气”，这些“白气”是水蒸气
B.?在夏季的早晨看到足球场里的草叶上挂满了露珠，而到了初冬，露水不见了，却看到了薄薄的一层霜，有人认为霜是由露变成的
C.?放在衣橱里的樟脑丸，时间久了会明显变小，是因为樟脑丸蒸发为气体跑掉了
D.?把冰箱里的冻豆腐取出，冰熔化后，发现豆腐里有许多小孔，这是豆腐里的水先遇冷结冰，后又熔化成水形成的
5.科学课上，老师将一块干冰(固态二氧化碳)放入一个容器中，不一会儿容器外壁出现一层白霜，接着用镊子将干冰放入装有常温水的烧杯中，令人惊讶的现象出现了：水立刻剧烈“沸腾”起来，内部有大量气泡产生，水面上方出现大量白雾。下列说法正确的是(?? )
A.?白霜是凝固现象??????B.?气泡内主要是水蒸气??????C.?气泡内主要是二氧化碳气体??????D.?白雾是水蒸气
6.下列关于物态变化的说法中，正确的是(?? )
A.?烧开水时茶壶嘴上方出现的“白气”是汽化现象?????B.?冬天冰冻的衣服也能晾干是升华现象
C.?熔融状态的玻璃轧制成玻璃板的过程中需要吸热?????D.?用冰块来保鲜食品是利用冰块熔化放热
7.生活中的很多现象可以用学过的科学知识解释，下列解释错误的是(?? )
A.?天气很冷时，窗户玻璃上会出现冰花，这是一种凝固现象
B.?“下雪不冷化雪冷”，这是因为雪在熔化时吸热
C.?游泳后，刚从水中出来，感觉比较冷，这是因为人身上的水分蒸发带走热量
D.?取出在冰箱中被冷冻的冰糕，放一会儿，发现包装外层出现小水珠，这是一种液化现象
8.实验室要制造低温而又干燥的环境，可以用下列措施中的(?? )
A.?用大量冰块熔化来降温???????????????????????????????????????B.?用喷大量水蒸气来降温
C.?用大功率电风扇吹走热量????????????????????????????????????D.?用干冰升华来降温
9.金属在高温、低压下比较容易由固态直接变为气态，用此方法可以给照相机、望远镜及其他光学仪器的玻璃镜头进行真空镀膜，即在真空室内将金属或金属化合物加热，使它的蒸汽喷到玻璃面上去，从而镀上一层极薄的金属膜，这层镀膜可以改善玻璃镜头的光学性能，这层镀膜能镀上去的原因是(?? )
A.?金属液化后粘到玻璃镜头上的?????????????????????????????B.?金属熔化后粘到玻璃镜头上的
C.?金属升华后再凝华到玻璃镜头上的??????????????????????D.?金属凝华到玻璃镜头上的
10.下面现象中属于凝华的是(?? )
A.?冬天，室外冰冻的衣服变干了?????????????????????????????B.?屋顶的瓦上结了一层霜
C.?早晨有浓雾?????????????????????????????????????????????????????????D.?洒在室内地上的水干了
11.下列物态变化的过程中，吸收热量的是(?? )
①春天，冰雪融化　②夏天，从冰箱里面拿出来的饮料罐“出汗”　③秋天，清晨出现的雾　④冬天，早晨在太阳照射下，草地上的霜消失
A.?①②?????????????????????????????????????B.?①④?????????????????????????????????????C.?②③?????????????????????????????????????D.?②④
12.对“霜前冷，雪后寒”的解释最恰当的是(?? )
A.?霜形成之前的气温一定比下雪后的气温低
B.?霜形成的温度比雪形成的温度低
C.?霜后的气温一定比霜形成前高，雪后的气温一定比雪前低
D.?霜是在地面形成的，气温必须在0℃以下；雪熔化要吸热，使地面气温降低
13.关于沸腾，下列说法中，正确的是(?? )
A.?沸腾在任何温度下都能进行????????????????????????????????B.?沸腾时液体温度保持不变
C.?沸腾是在液体表面发生的汽化现象??????????????????????D.?沸腾是在液体内部发生的汽化现象
14.喝开水时，人们经常向水面吹气，这样喝起来就不太烫，这是因为(?? )
A.?吹气加快了蒸发，而蒸发要吸热，会使水温降低得快一些?????B.?将冷气吹入水中，使水的温度降低
C.?吹气使水杯中热的水下沉，冷的水留在上部??????????????????????????D.?吹水的气把水的热量带走了
15.下列方法中，能有效降低夏天室内气温的是(?? )
A.?关闭窗，不让外界的热空气进来?????????????????????????B.?打开电冰箱的门，散出冷空气
C.?打开电风扇?????????????????????????????????????????????????????????D.?在地上洒一些水
16.刚从开水锅里捞出的鸡蛋拿在手中不太烫，等蛋壳表面水分干了后就很烫了，这是因为(?? )
A.?蛋的内部温度很高，有热量向外逐渐散发
B.?蛋壳不容易传热，要过一段时间手才感到发烫
C.?蛋壳上的水未干时，水蒸发要吸收热量，由于蒸发很快，使蛋壳温度降低
D.?以上说法都不对
17.某同学做“研究影响蒸发快慢的因素”的实验，如图所示，他在两块相同的玻璃上分别滴上一滴水。观察图中情景可知，该同学主要研究蒸发的快慢是否与(?? )
A.?水的温度有关?????????B.?水的表面积有关?????????C.?水上方空气的流速有关?????????D.?上述三个因素都有关
18.两只相同的杯子置于窗前，分别盛放等高的水和汽油。一段时间后，两杯中液面如图所示。这个事例说明液体的蒸发跟液体的(?? )
A.?表面积大小有关???????????????B.?温度高低有关???????????????C.?表面空气流动快慢有关???????????????D.?种类有关
19.目前，有些大酒店在洗手间安装了热风干手器，手靠近它就有热风吹到手上，使手上沾的水很快蒸发掉，既干净又卫生。水快速蒸发的原因是(?? )
A.?加快了水面附近空气的流动并提高了水的温度
B.?增大了水的表面积并提高了水的温度
C.?加快了水面附近空气的流动并增大了水的表面积
D.?减小了水的表面积并加快了水面附近空气的流动
20.（2019七上·柯桥月考）如图为一座人体青铜雕塑，反映的是古代人打造铁艺的场景。纯铁具有银白色金属光泽，硬度较大，有良好的导电性和导热性，铁在1535℃时，会由固态变为液态，铁在潮湿的空气里容易生锈，铁在纯净的氧气中能燃烧。

（1）上述描述中属于铁的化学性质的是________；
（2）上图中这桶水是用来冷却烧红的铁器的，因为水的比热容大冷却效果好。人们也常常用水的这一特征为生产、生活服务。下列事例中与这一特征有关的是????????????????? 。
A.让热水流过散热器来取暖
B.在大的河流上建水电站，用水发电
C.晚上向秧田里灌水，防止秧苗受冻
D.汽车发动机用水循环冷却
21.请填写物态变化名称及吸热、放热情况：
（1）露的形成：________，________。
（2）冰变成水：________，________。
（3）霜的形成：________，________。
（4）铁水变铁块：________，________。
（5）雾的形成：________，________。
（6）碘变成碘蒸汽：________，________。
22.阅读材料，回答下列问题：
材料一：据报道：某日阴天，气温约为－15℃，在新疆罗布泊的沙丘上覆盖着5～10厘米厚的积雪，然而过了大约20分钟，雪不见了，脚下却是干爽的沙地。
材料二：1779年，一个寒冷的夜晚，圣彼得堡市中心的一个大厅里灯火辉煌，六千支燃烧着的巨型蜡烛把厅里的舞会气氛烘托得热气腾腾。在悠扬的乐曲声中，夫人小姐、名流雅士拥满大厅，翩翩起舞，有的人还在冒着汗水。正在大家跳得如痴如狂的时候，一位小姐突然晕倒，旁边的人不知所措。有人喊道：“快打开窗户。”打开窗户后，刺骨的寒风涌入大厅，突然大厅里竟然飘起了雪花，纷纷扬扬落到人们的头发和衣服上，在场的人无不目瞪口呆、面面相觑。就在这时，一位先生迅速把这位小姐搀扶到门口，并把发生的现象向大家作了解释。
（1）材料一中的雪为什么不见了？________。
（2）材料二中大厅里出现雪花的原因是________，该过程需要________(填“吸收”或“放出”)热量。
（3）小北看完材料后，联系生活，想到了严冬的早晨，在窗玻璃的________(填“外”或“内”)侧发生的________现象。
23.用浸有少量酒精的棉花裹在温度计的玻璃泡上，随着酒精的迅速蒸发，图中反映了温度计读数随时间的变化情况。此时室内温度为________℃，酒精的蒸发使温度计示数________，由此可以说明液体蒸发时要________热量。
参考答案
例题分析
例1. B
例2. D
例3. D
例4. B
例5. （1）液化；乙
（2）B
（3）不变
例6. c；b；d
例7. 升华；吸热；液化
例8. （1）质量
（2）装有干泥土的（乙）瓶子上的气球膨胀得比装水的（甲）瓶子上的气球更大
（3）因为水的比热容比泥土、建筑材料大，在吸收相同热量时，水升高的温度要小，可以起到为城市降温的作用，所以可以缓解城市升温。
例9. 小林的实验中酒精灯火焰温度约为400℃，在加热过程中，温度已经超过了碘的熔沸点，碘可能先熔化，由固态变成液态，再汽化，由液态变成气态的碘蒸汽，不一定是碘由固态直接变成气态的升华现象。因此采用如图实验装置。烧杯中水的温度最高为100℃，碘达不到熔点，不会发生熔化现象，碘一直处于固态，出现的碘蒸汽只能是固态直接变成的，能更好地说明碘的升华。
例10. （1）降低
（2）3
（3）D
例11. （1）表面积
（2）AC
（3）表面积；不正确
例12. （1）较小
（2）晶体
（3）液
巩固练习
1. B
2. B
3. A
4. D
5. C
6. B
7. A
8. D
9. C
10. B
11. B
12. D
13. B
14. A
15. D
16. C
17. A
18. D
19. A
二、填空题
20. （1）铁在潮湿的空气中容易生锈，铁在纯净的氧气中能燃烧
（2）A,C,D
21. （1）液化；放热
（2）熔化；吸热
（3）凝华；放热
（4）凝固；放热
（5）液化；放热
（6）升华；吸热
22. （1）雪升华变成水蒸气
（2）水蒸气遇冷凝华；放出
（3）内；凝华
23. 25；减小；吸收

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