李永春
一、 會判斷物態(tài)變化的種類
判斷物態(tài)變化種類時,首先要弄清楚是哪種物質(zhì)發(fā)生了狀態(tài)變化,其初始是何狀態(tài),末了又是何狀態(tài),然后對照物態(tài)變化的六種方式加以判斷。
例1(2008年遼寧省沈陽市)日常生活中我們經(jīng)常會看到燒開水時從壺嘴冒出的“白氣”,剛從冰箱中取出的雪糕周圍也有“白氣”,如圖1所示。
⑴請說明這兩種“白氣”的形成屬于何種物態(tài)變化;
⑵請仿照示例說明這兩種“白氣”的成因。
示例冬天房間玻璃窗上的冰花是由室內(nèi)玻璃窗附近空氣中的水蒸氣遇冷凝華形成的。
解析(1)首先弄清“白氣”不是空氣,也不是水蒸氣,因為空氣和水蒸氣在常溫下是無色的氣體,“白氣”是懸浮在空氣中的液態(tài)小水珠,它是水蒸氣遇較冷凝結(jié)變成的。它的初態(tài)是氣態(tài)的水蒸氣,末態(tài)是液態(tài)的小水珠,故它屬于液化現(xiàn)象。
(2)燒開水時壺口冒出的“白氣”是由于壺口跑出的水蒸氣遇到周圍的冷空氣液化而成的;而剛從冰箱中取出的雪糕周圍也有“白氣”現(xiàn)象,這種情況則是周圍空氣中的水蒸氣遇較冷的雪糕液化形成的。雪糕周圍的“白氣”不是雪糕產(chǎn)生的水蒸氣遇冷空氣液化而形成的,這一點需要特別注意,且此時的“白氣”會往下沉,不像燒開水時壺口冒出的“白氣”會往上升。
在判斷物態(tài)變化時,還應(yīng)注意物質(zhì)是直接變化的,還是經(jīng)過中間過程變化的。如冰凍的衣服在很冷的冬天掛在室內(nèi)也會變干,這是固態(tài)的冰直接變化成了氣態(tài)的水蒸氣,屬于升華;若說冰塊在陽光照射下,最后消失了,這卻不屬于升華,因為冰塊受熱先熔化成水,水受熱后再汽化成水蒸氣,這里有個中間過程,不是固態(tài)冰直接變成氣態(tài)水蒸氣的。
二、 會根據(jù)物態(tài)變化時的吸放熱解釋現(xiàn)象
物質(zhì)狀態(tài)的變化,常伴隨著吸熱放熱,若從周圍吸收熱量,則它往往有致冷作用,我們可以利用冰的熔化、酒精或水的蒸發(fā)、干冰的升華等來達到致冷效果;反之,我們可利用物態(tài)變化時的放熱來達到升溫效果,如利用高溫水蒸氣液化放熱來做飯,用凝華放熱來解釋化雪比下雪冷等。
例2用扇子對著人扇風(fēng),人感到?jīng)隹欤敲从蒙茸訉χ稍锏臏囟扔嬌蕊L(fēng),溫度計的示數(shù)變化將會怎樣?
解析用扇子對著人扇風(fēng),人感到?jīng)隹?,不是因為吹過來的是冷風(fēng),而是由于人體周圍空氣流動加快,所以人體水分蒸發(fā)加快,蒸發(fā)有致冷作用,所以感到?jīng)隹?。而對著干燥的溫度計扇風(fēng),溫度計中的液體被玻璃密封,談不上會被蒸發(fā)出來,也就談不上吸熱致冷,故溫度計的示數(shù)將不會改變。
但當(dāng)溫度計上沾有液體,比如在溫度計上包上一塊浸濕了的酒精棉,當(dāng)用扇子對著溫度計扇風(fēng)時,情況就不同了。因為液體會蒸發(fā),會從溫度計玻璃泡吸收熱量,所以溫度計示數(shù)會先下降,當(dāng)蒸發(fā)完畢,溫度計玻璃泡的溫度低于室溫,由于熱傳遞,最終溫度計示數(shù)會升高到與室溫一致。
三、會探究物態(tài)變化的規(guī)律
需要掌握二個重要的探究實驗,一個是探究固體熔化過程的規(guī)律,另一個是探究沸騰的規(guī)律,這兩個探究實驗有
許多相似與不同之處,可對照起來學(xué)習(xí)。下面展開這兩個探究實驗的核心知識歸納:
1.固體熔化過程的規(guī)律。
①熟悉實驗裝置:因本實驗是研究固體受熱熔化時溫度隨時間的變化規(guī)律,故需要的實驗器材主要有酒精燈、秒表、溫度計、燒杯、試管、鐵架臺等。要熟悉本實驗的裝置,要知道溫度計的正確使用和讀數(shù)方法,要熟悉酒精燈的正確使用方法等。
②會設(shè)計實驗數(shù)據(jù)表格,會記錄實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。
③會畫出固體受熱時溫度和狀態(tài)隨時間的變化圖像,并能區(qū)別不同的圖像,分析圖像信息,從中找出固體的熔化規(guī)律:晶體在熔化過程中,要不斷吸收熱量,溫度保持不變;非晶體在熔化過程中,要不斷吸收熱量,溫度不斷升高。
④會查晶體的熔點表,能根據(jù)熔點判斷物質(zhì)的狀態(tài),會根據(jù)熔點表進行簡單應(yīng)用。
2.沸騰的規(guī)律。
①熟悉實驗裝置:因本實驗是研究水沸騰時溫度隨時間的變化規(guī)律,故需要的實驗器材主要有酒精燈、燒杯、溫度計、鐵架臺、秒表、注射器等。
②會設(shè)計實驗數(shù)據(jù)表格,會記錄實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。
③會畫出沸騰時溫度隨時間的變化圖像,分析圖像信息,并能從中找出沸騰規(guī)律:液體在沸騰過程中,不斷吸收熱量,溫度保持不變。
④會評估實驗,會查物質(zhì)的沸點表:知道如何使沸騰實驗時間縮短一些,知道氣壓是如何影響水沸點的,會根據(jù)沸點表進行簡單應(yīng)用。
⑤會比較沸騰與蒸發(fā)這兩種汽化方式的異同點。
例3 (2008年山東省濟寧市)圖2所示是某物質(zhì)熔化時其溫度隨時間變化的圖像, 根據(jù)該圖像你能獲得哪些有價值的信息,請寫出兩條:
信息一:___________。
信息二:___________
解析本題屬于開放題,從圖像可知:(1)該物質(zhì)在熔化過程中不斷吸熱,溫度保持不變;(2)該物質(zhì)是晶體;(3)該物質(zhì)的熔點是80℃;(4)該物質(zhì)熔化過程經(jīng)歷了15min;(5)物質(zhì)在AB段是固態(tài),CD段是液態(tài),BC段是固態(tài)液態(tài)共存狀態(tài)等。