李永春
一、 会判断物态变化的种类
判断物态变化种类时,首先要弄清楚是哪种物质发生了状态变化,其初始是何状态,末了又是何状态,然后对照物态变化的六种方式加以判断。
例1(2008年辽宁省沈阳市)日常生活中我们经常会看到烧开水时从壶嘴冒出的“白气”,刚从冰箱中取出的雪糕周围也有“白气”,如图1所示。
⑴请说明这两种“白气”的形成属于何种物态变化;
⑵请仿照示例说明这两种“白气”的成因。
示例冬天房间玻璃窗上的冰花是由室内玻璃窗附近空气中的水蒸气遇冷凝华形成的。
解析(1)首先弄清“白气”不是空气,也不是水蒸气,因为空气和水蒸气在常温下是无色的气体,“白气”是悬浮在空气中的液态小水珠,它是水蒸气遇较冷凝结变成的。它的初态是气态的水蒸气,末态是液态的小水珠,故它属于液化现象。
(2)烧开水时壶口冒出的“白气”是由于壶口跑出的水蒸气遇到周围的冷空气液化而成的;而刚从冰箱中取出的雪糕周围也有“白气”现象,这种情况则是周围空气中的水蒸气遇较冷的雪糕液化形成的。雪糕周围的“白气”不是雪糕产生的水蒸气遇冷空气液化而形成的,这一点需要特别注意,且此时的“白气”会往下沉,不像烧开水时壶口冒出的“白气”会往上升。
在判断物态变化时,还应注意物质是直接变化的,还是经过中间过程变化的。如冰冻的衣服在很冷的冬天挂在室内也会变干,这是固态的冰直接变化成了气态的水蒸气,属于升华;若说冰块在阳光照射下,最后消失了,这却不属于升华,因为冰块受热先熔化成水,水受热后再汽化成水蒸气,这里有个中间过程,不是固态冰直接变成气态水蒸气的。
二、 会根据物态变化时的吸放热解释现象
物质状态的变化,常伴随着吸热放热,若从周围吸收热量,则它往往有致冷作用,我们可以利用冰的熔化、酒精或水的蒸发、干冰的升华等来达到致冷效果;反之,我们可利用物态变化时的放热来达到升温效果,如利用高温水蒸气液化放热来做饭,用凝华放热来解释化雪比下雪冷等。
例2用扇子对着人扇风,人感到凉快,那么用扇子对着干燥的温度计扇风,温度计的示数变化将会怎样?
解析用扇子对着人扇风,人感到凉快,不是因为吹过来的是冷风,而是由于人体周围空气流动加快,所以人体水分蒸发加快,蒸发有致冷作用,所以感到凉快。而对着干燥的温度计扇风,温度计中的液体被玻璃密封,谈不上会被蒸发出来,也就谈不上吸热致冷,故温度计的示数将不会改变。
但当温度计上沾有液体,比如在温度计上包上一块浸湿了的酒精棉,当用扇子对着温度计扇风时,情况就不同了。因为液体会蒸发,会从温度计玻璃泡吸收热量,所以温度计示数会先下降,当蒸发完毕,温度计玻璃泡的温度低于室温,由于热传递,最终温度计示数会升高到与室温一致。
三、会探究物态变化的规律
需要掌握二个重要的探究实验,一个是探究固体熔化过程的规律,另一个是探究沸腾的规律,这两个探究实验有
许多相似与不同之处,可对照起来学习。下面展开这两个探究实验的核心知识归纳:
1.固体熔化过程的规律。
①熟悉实验装置:因本实验是研究固体受热熔化时温度随时间的变化规律,故需要的实验器材主要有酒精灯、秒表、温度计、烧杯、试管、铁架台等。要熟悉本实验的装置,要知道温度计的正确使用和读数方法,要熟悉酒精灯的正确使用方法等。
②会设计实验数据表格,会记录实验现象和数据。
③会画出固体受热时温度和状态随时间的变化图像,并能区别不同的图像,分析图像信息,从中找出固体的熔化规律:晶体在熔化过程中,要不断吸收热量,温度保持不变;非晶体在熔化过程中,要不断吸收热量,温度不断升高。
④会查晶体的熔点表,能根据熔点判断物质的状态,会根据熔点表进行简单应用。
2.沸腾的规律。
①熟悉实验装置:因本实验是研究水沸腾时温度随时间的变化规律,故需要的实验器材主要有酒精灯、烧杯、温度计、铁架台、秒表、注射器等。
②会设计实验数据表格,会记录实验现象和数据。
③会画出沸腾时温度随时间的变化图像,分析图像信息,并能从中找出沸腾规律:液体在沸腾过程中,不断吸收热量,温度保持不变。
④会评估实验,会查物质的沸点表:知道如何使沸腾实验时间缩短一些,知道气压是如何影响水沸点的,会根据沸点表进行简单应用。
⑤会比较沸腾与蒸发这两种汽化方式的异同点。
例3 (2008年山东省济宁市)图2所示是某物质熔化时其温度随时间变化的图像, 根据该图像你能获得哪些有价值的信息,请写出两条:
信息一:___________。
信息二:___________
解析本题属于开放题,从图像可知:(1)该物质在熔化过程中不断吸热,温度保持不变;(2)该物质是晶体;(3)该物质的熔点是80℃;(4)该物质熔化过程经历了15min;(5)物质在AB段是固态,CD段是液态,BC段是固态液态共存状态等。