第三章物態變化第1節溫度解析1.在進行實踐活動展示時，兩位同學都帶來了自制的溫度計，如圖所示。他們所用的玻璃小瓶相同，里面裝滿同種帶顏色的水，在小瓶口的橡皮塞上各插進一根吸管。觀察這兩支自制溫度計的結構，你認為哪一支溫度計對溫度的反應更靈敏?為什么?左邊溫度計對溫度的反應更靈敏。因為左邊溫度計的內徑比較細，對溫度的反應更靈敏。如果兩支溫度計的玻璃泡中封裝的是相同質量的同種液體，在測相同溫度時，細管中液柱上升得更高，制作溫度計時，分度值就能刻得越小，測溫度就更精確。解析2.圖中各溫度計（溫度單位都是攝氏度）的示數分別是多少?甲圖中液面位置在0℃以下，溫度低于0℃，示數為-5℃；乙圖中液面位置在0℃以上，溫度高于0℃，示數為9℃；丙圖中溫度計的分度值為2℃，示數為12℃。解析3．在教室里掛一支寒署表，在每節課前測出教室的溫度，將數據記錄在表格中。以時間為橫軸、溫度為縱軸，在圖上描點并分別畫出晴天及陰天兩種天氣的溫度-時間圖像。通過比較，你能發現這兩種天氣溫度變化的規律嗎?【解析】此題是一道實際操作題，可先分別讀出一天當中不同時刻教室內的溫度，描繪出溫度一時間變化曲線。然后比較陰天和晴天的溫度變化，得出規律。解析4.不同物質在升高同樣溫度時，膨脹的多少通常是不同的。如果把銅片和鐵片鉚在一起，當溫度變化時這樣的雙金屬片就會彎曲。市場上有一種指針式寒暑表，就是用雙金屬片做感溫元件的。怎樣用上述原理制成溫度計?請畫出你的設計草圖。金屬片溫度計的感溫元件通常是有兩種膨脹系數不同、彼此又牢固結合的金屬片制成的。感溫元件一端固定，另一端連接指針軸。當被測物體溫度變化時，會使雙金屬片的彎曲程度發生變化，通過指針軸帶動指針偏轉，直接顯示溫度值。解析5．科學研究表明，無論采用什么方法降溫，溫度也只能非常接近-273.15℃，不可能比它更低。能不能以這個溫度為零度來規定一種表示溫度的方法呢?如果它每一度的大小與攝氏度相同，那么這兩種溫度應該怎樣換算?無論采用什么方法降溫，溫度也只能非常接近-273.15℃，不可能比它更低，說明-273.15℃為最低溫度，被稱為絕對零度。若以此溫度為零度規定另一種表示溫度的方法，則新方法的零度需要在-273.15℃的基礎上加上273.15。如果它每一度的大小與攝氏度相同，則新方法的每一度都比攝氏溫度多273.15。用t表示攝氏溫度，T表示新方法的溫度，則換算關系為T=t+273.15K這種新方法稱為熱力學溫度或開式溫標，單位是開爾文，符號K。解析6．圖是一種電子體溫計，其尖端金屬部分是體溫計的探頭。請參考實驗室用溫度計的使用要點，編寫一個電子體溫計使用的注意事項。（1）聽到電子體溫計的響聲就取，無論是測量腋下溫度還是測量口腔溫度。當電子體溫計結束測量時，會發出嘟嘟的聲音，說明此時已經測量完畢，不用再繼續測量，可以取出讀數。（2）電子體溫計操作簡單，首先按下ON/OFF按鈕，可以聽到一聲“嘟”的聲音，之后屏幕上會顯示“Lo℃”，表示處于體溫測溫狀態，之后使用醫用酒精對感溫頭進行消毒，把感溫頭放置到測溫的位置，一般是口腔或者腋窩，測量體溫時體溫逐漸上升，同時℃符號不斷閃爍，當感溫頭但受到的溫度與人體最高溫度相同時候，℃符號便停止閃爍，可聽到嘟嘟的聲響，表示測溫完成。（3）電子體溫計在測量體溫的時候，會因為腋下沒有夾緊等原因產生微小誤差。第2節熔化和凝固解析1.用實驗探究固體熔化過程溫度的變化規律時，如果記錄相鄰兩次溫度的時間間隔過長，可能會帶來什么問題?晶體和非晶體的區別在于熔化過程中的溫度變化特點不同，晶體熔化時溫度不變，非晶體熔化時溫度不斷升高，在熔化前和熔化后，兩者溫度變化規律相同，所以，在實驗過程中如果記錄溫度的時間間隔過長，可能會錯過晶體熔化過程中溫度不變的過程，無法看出晶體和非晶體之間的差異。解析2.圖是加熱某種物質使其熔化的過程中溫度隨時間變化的圖像。根據圖像的什么特征可以判斷這種物質是一種晶體?它的熔點是多少?從晶體開始熔化到所有晶體完全熔化，大約持續了多長時間?由圖知，這種物質熔化時溫度保持在80℃不變，所以它是晶體，熔點是80℃；這種晶體從第10min開始熔化，第25min熔化結束，完全熔化大約持續了15min。解析3．圖甲、乙分別是某物質的熔化和凝固圖像。你能從中獲得哪些信息?由圖甲可知，該物質在熔化過程中，存在溫度不變的階段，說明該物質是晶體，熔點是114℃；由圖乙可知，該物質在凝固過程中，存在溫度不變的階段，說明該物質是晶體，凝固點是114℃；同種物質的熔點和凝固點相同。解析4.日常生活中有哪些利用熔化吸熱、凝固放熱的例子?（1）生活中利用熔化吸熱的例子有：在長途運輸海鮮時會放些冰塊（利用冰塊熔化時吸收熱量，降低魚箱內的溫度，從而使海鮮不容易變質）；夏天吃冰棒感覺涼爽（冰塊熔化時吸收熱量，降低人體的溫度）；醫療上用冰袋降溫；飲食行業用冰袋降溫（如往葡萄酒中加冰塊）等。（2）生活中利用凝固放熱的例子有：北方冬天菜窖里放幾桶水，水凝固時放出的熱量使菜不會凍壞；在北方的果園，冬天很冷的時候，需要往果樹上灑水，這時就是利用凝固放熱，使果樹不易被凍壞。解析5．冬天，室外已結冰。某同學把酒精和水的混合液體放到室外（溫度大約為-5℃），經過相當長時間后，從室外取回混合液體時，卻發現混合液體沒有凝固。就這個現象你能提出什么猜想?根據這個猜想舉出一個可能應用的例子。把酒精和水的混合液放到室外（室外溫度大約﹣5℃），經過相當長的時間后，水并沒有凝固，說明混合液的凝固點降低了?？赡軕玫睦樱涸诙鞛榱耸寡┤刍每煲恍?，人們總是在雪的表面撒一層鹽。第3節汽化和液化解析1.清晨在校園里，我們經常會看到綠葉上有晶瑩的露珠，而課間活動時露珠又不見了。在上述現象中，發生了哪些物態變化?發生的物態變化是：液化和汽化。露珠是夜間的水蒸氣遇冷液化形成的小水滴，是液化現象；液化形成的露珠在陽光下消失，是由液態變為氣態，發生了汽化現象。解析2.在煎中藥時，人們一般先用武火（大火）使藥液迅速沸騰，再改用文火（小火）使藥液保持沸騰。改用文火使藥液保持沸騰時，藥液的溫度會降低嗎?為什么?改用文火使藥液保持沸騰時，藥液的溫度不會降低。沸騰是吸熱過程，但溫度保持不變，先用大火將藥液燒開，再改用小火加熱，既能保持藥液的溫度不變，又可以節約能源。解析3．在炎熱、干燥的夏天，以前有人用以下方法保存剩飯、剩菜。在通風的地方放一盆水，在盆里放兩塊高出水面的磚頭，磚頭上擱一只比盆小一點的籃子。籃子里放剩飯、剩菜，再把一個薄毛巾或紗布袋罩在籃子上，并使其邊緣浸入水里。用這種方法保存的食物，不容易因氣溫過高而很快變質。試分析其中的物理原理。由整個裝置的結構特點可知，它是借助了蒸發致冷來給食物降溫的，裝置放在通風處，這樣既增大了液體的表面積，也增大了水的表面空流動速度，加快水的蒸發，使飯菜溫度降低，防止飯菜變質。解析4.夏天，某同學從冰箱的冷藏室里取出一瓶水。不一會兒，他發現瓶壁變濕了。如果馬上用毛巾擦，能將瓶壁擦干嗎?為什么?不能擦干。由于從冰箱取出的飲料瓶溫度比較低，周圍空氣中的水蒸氣因遇冷發生液化形成的小水滴附著在瓶子外壁，使飲料瓶變濕；擦去這層水，又有新的水蒸氣在溫度低的飲料瓶表面發生液化，所以馬上用干毛巾擦，擦不干。解析5．吐魯番是全國有名的“火爐”，常年高溫少雨。當地流行使用坎兒井，它大大減少了輸水過程中水的蒸發和滲漏。坎兒井由明渠、暗渠和豎井組成。暗渠即地下水道，是坎兒井的主體，寬約1.2m。井的深度因地勢和地下水位的高低不同而有深有淺，最深的井深度超過90m。井內的水在夏季比外界低5～10℃。請你分析一下坎兒井是如何減少水的蒸發的。水蒸發的快慢與其表面積大小、溫度、表面空氣的流速有關?？矁壕诘叵?，可以降低水的溫度、減慢水上方空氣流動的速度，同時井口很小，也減小了水的蒸發面積，從而減少水的蒸發。第4節升華和凝華解析1.觀察碘的升華時，為什么利用澆熱水或澆涼水的方式而不用酒精燈直接加熱含有碘顆粒的玻璃容器呢?請你查閱碘的熔點和酒精燈火焰的溫度，說明原因。查閱相關資料得知：碘的熔點約為113.7℃，沸點約為184.4℃。（1）用熱水加熱溫度最高為100℃，達不到碘的熔點，碘要變成氣態只能從固態直接變成氣態，可以觀察到碘升華現象；（2）用酒精燈加熱（酒精燈外焰溫度約為400℃-600℃）溫度超過了碘的熔點，碘可能會先熔化為液態，再發生汽化現象，不能確定碘是否發生升華，溫度高于碘的熔點和沸點，則碘會熔化，最后還會沸騰，所以不能正常觀察碘的升華現象，不能完成升華的實驗。．解析2.衣柜里的樟腦片，過一段時間就不見了；北方寒冷的冬天，晾在室外結冰的衣服慢慢變干。你如何說明這些都是升華現象?衣柜里的樟腦片，晾在室外結冰的衣服，樟腦片與冰都是固態的。過一段時間就不見了，沒有熔化變為液態，而是由固態直接變成氣態，屬于升華現象。解析3．二氧化碳氣體若被加壓、降溫到一定程度，就會形成白色的、像雪一樣的固體。這種固體在常溫下不經熔化就會直接變成氣體，所以叫干冰。干冰具有很好的制冷作用，可用于人工降水。這是由于干冰在常溫下會迅速變為氣體并吸熱，促使水蒸氣遇冷凝結成水滴或小冰晶，從而達到降水的條件。你能試著分析上面一段描述中包含了哪些物態變化嗎?二氧化碳氣體若被加壓、降溫到一定程度，就會形成白色的、像雪一樣的固體。這個過程中二氧化碳由氣態變為固態，發生的物態變化是凝華；這種固體在常溫下不經熔化就會直接變成氣體，所以叫干冰，這個過程中由固態變為氣態，發生的物態變化是升華。干冰具有很好的致冷作用，可用于人工降雨。這是由于干冰在常溫下會迅速變為氣體，發生的物態變化是升華，升華需要吸收熱量，使周圍溫度降低，從而促使空氣中的水蒸氣遇冷液化凝結成水滴，或遇冷直接凝華成小冰晶，從而達到降雨的條件。綜上可知，包含的物態變化有凝華、升華、液化。解析4.霜是怎樣形成的?請你動手做一做下面的實驗，并思考形成霜的條件。如圖所示，將冰塊放于易拉罐中并加入適量的鹽。用筷子攪拌大約半分鐘，用溫度計測量罐中冰與鹽水混合物的溫度，可以看到混合物的溫度低于0°C。這時觀察易拉罐的下部和底部，就會發現白霜。美麗的樹掛、霜都是空氣中的水蒸氣凝華形成的。在盛有冰的易拉罐里面放入鹽后，會使冰的凝固點降低，所以會有大量的冰熔化成水，冰熔化成水時要吸熱，因此易拉罐的表面溫度也會變低（低于0°），所以易拉罐表面會讓空氣里的水蒸汽凝華，從而形成了白霜。解析5．生活中，有很多情況會造成水資源的浪費。比如，水龍頭漏水，用水后水龍頭未關緊，用水不節制等。你在生活中還發現哪些浪費水的現象?請你提出幾條