1.下列措施中,能使蒸发变慢的是( )
A.用衣架将湿衣服展开晾晒 B.用热风干手器吹湿手
C.用保鲜膜把蔬菜包好放入冰箱 D.喝开水为烫口,向水吹气
11.液化放热
[例9] 冬天手冷时,用嘴向手上“哈气”(即缓慢地吹气),手会感到暖和.若用劲儿向手上吹气,手不但不会暖和,反会觉得更冷.都是从嘴中出来的气,为什么会有不同的感觉呢?
思路与技巧 “哈气”与“吹气”的区别是:“哈气”是慢慢地吹气,吹气是快速使空气流动,哈气有利于口中水蒸气液化,液化放热;用力吹气加快空气流动,蒸发加快而吸热.
答案 因为“哈气”时,体内哈出的水蒸气在手上液化放热,而吹气时,加快了手上水的蒸发,蒸发吸热,所以有不同的感觉.
探究体验
问题情景 在我国青藏高原地区,藏族同胞的肉类食物通常以烧烤为主;为什么不像我们平原地区的人以“煮”“炖”为主呢?如图1.4-15所示在海拨2000m的地方,水的沸点为93℃,在这儿的人们一般用高压锅煮饭.小明想:水的沸点与气压有关吗?
猜一猜 水的沸点随气压的升高而 (升高/降低).
做一做 ①如图1.4-16所示,将烧瓶内的水加热至沸腾后,移去酒精灯水就 ,这说明水在沸腾过程中要 ;
②待水温降低一些后,将大注射器接到烧瓶口上,向外拉注射器活塞,会看到瓶内的水 ;
③用酒精灯继续加热,水沸腾时,向烧瓶内压气,会看到水又 .
图1.4-15 图 1.4-16
议一议 分析以上现象可得出的结论是:水的沸点跟液面上方的气压 (有关/无关),气压增大,沸点 ;汽压降低,沸点 .
探究点拨 探究方案的制定既要合理又要安全,当向烧瓶内压气时,要注意安全.
聊天室
话题:花木怎祥避暑
老师:盛夏酷暑,烈日当空,人畜能活动,想办法躲避在阴凉之处.那么,生长在固定地方的花木又是怎样避暑的呢?有没有人知道,请回答.
胖胖:树叶可以“制冷”.树叶上的水是由根部从土壤中吸取,通过树叶再蒸发出去,吸收大量的热.
小聪:“外衣”保护.有的树叶上有很多毛细组织,它能聚集水分又能免受阳光晒干.
小明:绿叶贮水.有的植物叶子有一层类似蜡的物质,水分不能透过,从而可以贮水供给蒸发.
小玲:出汗散热.花木可以通过其“汗腺”排汗散热.
老师:其实树皮也可隔热,像桦树、白杨树树皮是白色,它能反射强光.像橡树树皮紧硬,隔热作用非常好.同学们只要你走进图书馆或网上查询还会知道很多.
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10.液化的方法
(1)降低气体温度.水蒸气遇到温度较低的金属片,放热降温变成了水,如图1.4-11;
(2)在一定温度下,压缩气体体积可使气体液化,如图1.4-12.液化石油气、火箭使用的液态氢氧燃料,均采用压缩气体体积的方法液化的.
图1.4-11 图1.4-12
[例7] 图1.4-13是小红与小明在冬天室外的一段对话,你认为她们的对话是否有错误?若有说明理由.
图1.4-13
思路与技巧 思考时应区分水蒸气、小水珠与烟.水蒸气是看不见的气体;小水珠是水蒸气液化形成;烟是固体小颗粒组成;口中呼出的“白气”是水蒸气遇冷液化形成的小水珠.
答案 她们都错了.小红将烟与小水珠混淆,小明将小水珠与水蒸气混淆.小明呼出的“白气”实质是呼出的水蒸气液化成的小水珠.
说明 生活中开水“冒气”,冰棒“冒气”及雾、露都是水蒸气液化成的小水珠.
[例8] 在荒岛上,鲁滨逊用甘蔗酿出了美味蔗酒.如果鲁滨逊发明了一架可用酒精作燃料的飞机,请你设计一个从蔗酒中分离出酒精的方法,帮他离开荒岛.
思路与技巧 酒中含有的主要成分是水和酒精,酒精的沸点比水的沸点低.因此可使酒精先大量汽化,然后使酒精蒸气液化获得酒精.
答案 可采用如图1.4-14的方法,首先加热蔗酒,因酒精的沸点比水低,大量酒精蒸气通过冷凝管液化成酒精.
图1.4-14
9.液化
物质由气态变成液态的过程,称为液化(liquefaction).
8.蒸发和沸腾的区别
7.沸点
液体开始沸腾的温度叫该液体的沸点(boiling point).
说明 (1)不同液体沸点不同;
(2)液体的沸点随液面气压增大升高,沸点还与液体纯度有关;
(3)液体沸腾时必须满足两个条件:一是液体的温度达到沸点;二是液体要不断吸热保持其沸腾.
[例5] 在木器厂里,常用水胶粘木料,这种胶需要在100℃的温度下熬化后才能使用,温度再高就会熬焦,失去黏性.所以,工人师傅熬这种胶时用图1.4-10所示的双层锅,两层锅之间装着水,这样就不会把胶熬焦了,这是为什么?
图1.4-10
思路与技巧 双层锅之间装水,水沸腾时虽不断吸热,但其温度却保持在沸点100℃不变,这样胶就不会熬焦.
答案 在1标准大气压下水沸腾时,虽不断吸热,但温度却保持沸点100℃不变,故双层锅内胶的温度不会因超过100℃而被熬焦.
[例6] 育红中学探索小组,在调查河水污染情况时,收集样品河水,然后用加热器给样品加热,用温度计测量不同时间水的温度如下表,请你根据数据判断水是否污染(气压为1标准大气压).
时间(min) |
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
温度(℃) |
21 |
37 |
53 |
69 |
85 |
101 |
101 |
101 |
101 |
思路与技巧 由所测数据可以看出,样品沸腾时温度为101℃,与1标准大气压下水的沸点100℃不等,说明样品受到污染.
答案 河水已被污染.因为在1标准大气压下水的沸点应为100℃,而河水沸点为101℃.
说明 沸点与熔点一样是反映物质特性的一个物理量,有其特殊性,因此可利用沸点、熔点进行材料选择,现象判断.
6.水沸腾前和沸腾时的特征
(1)水中气泡在沸腾前、沸腾时情况如图1.4-6;
(2)水的声音在沸腾前响,沸腾时不响.这是因为容器底层水先升至100℃变成水蒸气向上升,上层水温仍不足100℃,当蒸汽的小气泡升至低于100℃的水层时,就迅速变为水滴,这种先膨胀又再收缩的过程,就引起了水的振动,当大量的小气泡从杯底上升时,就发出嘶嘶的鸣声;
图1.4-6
(3)沸腾前,对水加热,水的温度升高;沸腾时,继续对水加热,水的温度不变.水沸腾需要吸热.
[例4] (2004·无锡市)如图1.4-7是小明同学所做的“观察水的沸腾”实验的装置,为了节约能源、适当缩短实验时间,可以采取的措施有(写出两种):
(1) ;
(2) .
图1.4-7
在实验过程中,小明记录了水的温度随时间变化的数据如表所示.请根据表中数据,在图1.4-8坐标中画出温度随时间变化的图线.
时间(min) |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
温度(℃) |
90 |
92 |
94 |
96 |
98 |
时间(min) |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
温度(℃) |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
图1.4-8
思路与技巧 在“观察水的沸腾”实验中,导致加热时间过长的原因有多种,如烧杯中水的初温过低、加热中热损失过大、酒精灯火力太小等.要节约能源,适当缩短实验时间,可以从上述问题入手.
要绘制水温随时间变化的图像,可以以表中提供的时间数据为横坐标,以温度数据为纵坐标,先描点,后连线.
答案 (1)适当减少烧杯中的水量
(2)用温水加热(或给烧杯加盖)温度随时间变化的图线如图1.4-9所示.
图1.4-9
5.沸腾
在液体表面和内部同时发生的剧烈的汽化现象,称为沸腾.液体沸腾时,分子运动剧烈,大量分子克服分子作用运动到空气中变成自由分子,沸腾时的分子模型如图1.4-5所示.
图1.4-5
4.蒸发过程要吸热
液体蒸发时,液面上部分液体分子克服其他分子作用离开液面,液体的温度降低,液体吸收周围环境的热.这就是通常所说“蒸发制冷”的原因.
[例2] 住在非洲沙漠中的居民,由于缺电,夏天无法用冰箱保鲜食物,一位理发师发明了一种“沙漠冰箱”,它是由一个内罐和外罐组成,两罐之间填上潮湿的沙子,如图1.4-4,使用时将食品和饮料放在内罐,罐口盖上湿布,然后,放在干燥通风地方,并且经常在两罐之间的沙子上洒些水,这样就起到了保鲜作用.
图1.4-4
试问:
(1)经常在两罐之间的沙子上洒水的目的是: ;
(2)放在通风干燥的地方的目的是: .
思路与技巧 内罐中食品的温度没有升高是因为两罐间水的蒸发吸热所致,因此在沙子上洒水是利用水的蒸发吸热,且水面空气流动越快蒸发越快,相同条件下吸热越多.
答案 (1)利用水蒸发吸热
(2)水面空气流动越快,空气越干燥,水蒸发越快,保鲜效果越好.
[例3] 有甲、乙、丙三支相同的温度计,其中一支不准确,将甲放在空气中,乙放在密闭的酒精瓶中,将丙放在开口的酒精瓶中,过一段时间,三支温度计的示数都是22℃,则( )
A.甲不准确 B.已不准确
C.丙不准确 D.不能判定哪支不准确
思路与技巧 蒸发吸热,液体本身的温度要降低,甲温度计上无液体不存在蒸发现象;乙放在密闭的酒精瓶中,蒸发受阻不能进行,故温度计的示数与周围环境的温度相同,应准确;丙在开口酒精瓶中,酒精蒸发吸热,酒精温度应降低,所以应低于22℃,故丙不准确.
答案 C.
3.影响蒸发快慢的因素
液体的表面积越大,蒸发越快;液体的温度越高,蒸发越快;液体表面附近的空气流动越快,蒸发越快.如图1.4-2中b比a蒸发快.
图1.4-2
[例1] 保留水分是蔬菜和水果保鲜的一个方面.为了探究蔬菜和水果水分散失快慢的因素,有甲、乙、丙三组同学做了研究实验.图1.4-3所示是他们所做实验的部分情景示意图(实验材料是均匀剖开的胡萝卜),观察图形,回答下列问题:
图1.4-3
(1)这三组实验中,研究方法正确的是 组;
(2)从研究中可以看出,这些同学认为水分散失的快慢与哪些因素有关?
思路与技巧 在探究过程中可以看出影响蒸发快慢的因素与液体的温度、液体的表面及液面上方空气的流动有关.因此探究的方法是只改变其中某一因素,其他因素保持不变.在甲图中只改变温度,乙图的几个因素均相同,丙中只改变空气流动的快慢,因此乙不符合探究思想.
答案 (1)甲、丙
(2)液体的温度、液体的表面积、液面上方空气流动.
说明 (1)水蒸发的快慢与空气的温度有关,温度越高,蒸发越快;
(2)在相同条件下,物质不同,蒸发快慢也不同.如将水和酒精同时擦在手臂上,酒精先干。
(3)蒸友快慢还与液面上方的气压有关,减小气压可加快蒸发.
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