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新人教版八年级下册物理电子课本——第三章 物态变化

发布时间:2013-10-28 09:31:22  

第1节

温度

温度和人们的生活息息相关。物理学中通常把物体的冷热程度叫做温度temperature),热的物体温度高,冷的物体温度低。人们有时凭感觉判断物体的冷热,这种感觉真的可靠吗?

如上图所示,把两只手分别放入热水和冷水中。过一会,再把双手同时放入温水中。两只手 对“温水 ”的感觉相同吗?

温度计

要准确地判断温度的高低,就要用测量温度的工具——温度计进行测量。

想想做做

自制温度计

在小瓶里装满带颜色的水。给小瓶配一个橡皮塞,橡皮塞上插进一根细玻璃管,使橡皮塞塞住瓶口,如图3.1-1。将小瓶放入热水中,观察细管中水柱的位置,然后把图3.1-1

第三章?物态变化

47(

家庭和实验室里常用的温度计是根据液体热胀

冷缩的规律制成的,里面的液体有的用酒精,有的

用水银,有的用煤油。图3.1-2是各种常用的温度

计:甲为实验室用温度计,乙为体温计,丙为寒暑

表。

摄氏温度

温度计上的符号°C表示的是摄氏温度。摄氏

温度是这样规定的:把在标准大气压下冰水混合物

的温度定为0摄氏度,沸水的温度定为100摄氏度,

分别用0 °C和100 °C表示;0 °C和100 °C之间分成

100个等份, 每个等份代表1 °C。例如,人的正常

,读做“37摄氏体温是“37 °C”左右(口腔温度)

,读做度”; 北京一月份的平均气温是“ -4.7 °C”

“负4.7摄氏度”或“零下4.7摄氏度 ”。

下表是自然界的一些温度,你能将括号中的空

白填上吗?

丙甲图3.1-2 实验室用的温度计、体温计和寒暑表。

小资料

自然界的一些温度

氢弹爆炸中心 5×107 °C

太阳表面 约6 000 °C

金的熔点 1 064 °C

铅的熔点 328 °C 压力锅内的沸水 ( )°C我国最高气温 ( )°C人的正常体温 ( )°C水银的凝固点 -39 °C 我国最低气温 ( )°C地球表面最低气温 -88.3 °C酒精的凝固点 -117 °C绝对零度 -273.15 °C48物理?

八年级上册

温度计的使用

使用温度计时,首先要看清它的量程,即温度计所能测量温度的范围。如果所要测的温度过高或过低,超出了温度计所能测量的范围,就要换用一支量程合适的温度计,否则温度计里的液体可能将温度计胀破,或者读不出温度。其次,需要看清温度计的分度值,也就是一个小格代表的值,以保证读数的正确。

观察图3.1-2中的各种温度计,说出它们的量程和分度值各是多少。为什么这样设计它们的量程和分度值?

用温度计测量水的温度

在测量水的温度前,思考图3.1-3中哪些做法和读数方法是正确的,哪些是错误的,错误的错在哪里。

图3.1-3 哪种使用温度计的方法正确?

分别向烧杯中倒入冷水、温水和热水,用温度计测量它们的温度,记录测量结果。

通过以上实验可以发现,正确使用温度计应该注意以下几点。

1. 温度计的玻璃泡应该全部浸入被测的液体中,不要碰到容器底或容器壁。

第三章?物态变化49

2. 温度计的玻璃泡浸入被测液体后要稍微等一会,待温度计的示数稳定后再读数。

3. 读数时温度计的玻璃泡要继续留在液体中,视线要与温度计中液柱的液面相平。

体温计

体温计用于测量人体温度。根据人体温度的变化情况,体温计的刻度范围通常为35~42 °C。用体温计测量体温,读数时要把它从腋下或口腔中拿出来,这时它下面玻璃泡的温度会改变。为了使读数不变,仍能代表体温,体温计的玻璃泡和直玻璃管之间的管做得很细,水银不会自动流回玻璃泡内(图3.1-4)。

测体温时,玻璃泡内的水银随

52物理?八年级上册

第2节 熔化和凝固

物态变化

固态、液态和气态是物质常见的三种状态。天气热的时候,从冰柜中拿出的冰,一会儿就变成了水,再过一段时间水干了,变成看不见的水蒸气,跑得无影无踪。随着温度的变化,物质会在固、液、气三种状态之间变化。通常呈固态的铝、铜、铁等金属,在温度很高时也会变成液态、气态;通常呈气态的氧气、氮气、氢气等,在温度很低时也会变成液态、固态。物质各种状态间的变化叫做物态变化。

熔化和凝固

物质从固态变成液态的过程叫做熔化(melting),从液态变成固态的过程叫做凝固(solidification)。

结合生活中冰的熔化过程,想一想,冰的熔化需要什么条件,不同的物质熔化时温度将会如何变化?

探究固体熔化时温度的变化规律

提出问题

不同物质在由固态变成液态的过程中,温度的

变化规律相同吗?

猜想和假设

请同学们根据生活经验提出自己的猜想。53第三章?物态变化

设计实验

研究海波(硫代硫酸钠)和蜡的熔化过程。参

进行实验与收集证据

将温度计插入试管后,待温度升至40 °C左右

开始,每隔大约1 min记录一次温度;在海波或者

蜡完全熔化后再记录4~5

次。

图3.2-1 观察熔化现

象的实验装置照图3.2-1选择需要的实验器材。 分析与论证

图3.2-2和图3.2-3中的纵轴表示温度,温度的

数值已经标出;横轴表示时间,请你自己将数值写

上。根据表中各个时刻的温度在方格纸上描点,然

后将这些点连接起来,便得到熔化时温度随时间变

化的图象。

图 3.2-2 绘制海波熔化时 图 3.2-3 绘制蜡熔化时温度温度随时间变化的图象 随时间变化的图象

根据你对实验数据的整理和分析,总结海波和蜡在熔化前、熔化中和熔化后三个阶段的温度特点。

54物理?八年级上册

评估

回想实验过程,有没有可能在什么地方发生错误? 进行论证的根据充分吗?实验结果可靠吗?

交流与合作

与同学进行交流。你们的结果和别的小组的结果是不是相同?如果不同,怎样解释?

写出实验报告。

熔点和凝固点

有些固体在熔化过程中尽管不断吸热,温度却保持不变,有固定的熔化温度,例如冰、海波、各种金属。这类固体叫做晶体(crystal);有些固体在熔化过程中,只要不断地吸热,温度就不断地上升,没有固定的熔化温度,例如蜡、松香、玻璃、沥青。这类固体叫做非晶体(noncrystal)。晶体熔化时的温度叫做熔点(melting point)。非晶体没有确定的熔点。

晶体和非晶体熔化时温度的变化曲线分别如图3.2-4甲和乙所示。

???????????????????????????图 3.2-4 物质熔化时的温度变化曲线

液体凝固形成晶体时也有确定的温度(图3.2-5甲),这个温度叫做凝固点(solidifying point)。同一种物质的凝固点和它的熔点相同。非晶体没有确定的凝固点(图3.2-5乙)。

第三章?物态变化55

???????????????????????????图 3.2-5 物质凝固时的温度变化曲线

晶体熔点/°C 几种晶体的熔点(标准大气压)晶体熔点/°C晶体熔点/°C

铝 660

铅 328

锡 232

萘 80.5

海波 48

冰 0钨 3 410铁 1 535钢 1 515灰铸铁 1 177铜 1 083 金 1 064固态水银 -39固态甲苯 -95固态酒精 -117固态氮 -210固态氧 -218 固态氢 -259

熔化吸热 凝固放热

晶体在熔化过程中虽然温度不变,但是必须继续加热,熔化过程才能完 成,这表明晶体在熔化过程中吸热。反过来,液体在凝固成晶体的过程中放热,但是温度不变。非晶体在熔化或凝固过程中也吸热或放热,但是温度改变。

夏天,如果我们要喝冰凉的饮料,往往会在饮料中加上几个冰块,而不是

56物理?八年级上册

直接加冷水。一方面是因为冰块的温度更低,另一方面是因为冰块熔化成水的过程中吸热,从而使饮料的温度下降得更多。

在北方的冬天,为了很好地保存蔬菜,人们通常会在菜窖里放几桶水,这样可以利用水结冰时放出的热使窖内的温度不会太低。

第三章?物态变化57

第3节 汽化和液化

生活中我们会发现,洒在地上的水过一会就不见了,晾在太阳下的湿衣服不久后也干了。地上和衣服上的水到哪里去了呢?

想想做做

如图3.3-1,在透明塑料袋中滴入几滴酒精,将袋挤瘪,排尽空气

后用绳把口扎紧,然后放入热水中。你会看到什么变化?

从热水中拿出塑料袋,过一会又有什么变化?

怎样解释这些变化?

甲 从实验中我们可以看到,塑料袋中的液态酒精受热后变成了气态酒精,降温后气态酒精又变成了液态酒精。物质的液态和气态可以相互转化。物质从液态变为气态的过程叫做汽化(vaporization),从气态变为液态的过程叫做液化(liquefaction)。

沸腾

生活中我们常将冷水烧开以便饮用,所谓烧开就是将冷水加热到有大量的

58物理?八年级上册

气泡冒出。“水开了”这一生活用语在物理学中叫做沸腾(boiling),沸腾是液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象。

实 验

探究水沸腾时温度变化的特点

你认真观察过水的沸腾吗?水在沸腾时有什么特征?

水沸腾后如果继续加热,是不是温度会越来越高?

从实验中可以看到,水的沸腾是一种剧烈的汽化现象。这时形成的大量气泡不断上升、变大,到水面破裂开来,里面的水蒸气散发到空气中。在沸腾的过程中,虽然水的温度保持不变,但酒精灯要持续加热,所以说液体在沸腾的过程中不断吸热。

各种液体沸腾时都有确定的温度,这个温度叫做沸点(boiling point)。 不同液体的沸点不同。

第三章?物态变化59

液体

液态铁

液态铅

水银

亚麻仁油 沸点/°C2 7501 740357287几种液体的沸点(标准大气压)液体甲苯 水 酒精 沸点/°C11110078液体沸点/°C液态氧 -183液态氮 -196液态氢 -253液态氦 -268.9液态氨 -33.4

蒸发

洒了水的地面、晾在阳光下的湿衣服,温度没有达到水的沸点也会变干。这是由于水汽化,变成了气体。这种在任何温度下都能发生的汽化现象叫做蒸发(evaporation)。蒸发只发生在液体的表面。

蒸发和沸腾是汽化的两种方式。

60物理?八年级上册

手背擦上酒精后,随着酒精的蒸发,擦酒精的位

置会感到凉。这是因为液体在蒸发过程中吸热,致使

液体及与液体接触的物体温度下降。夏天在地面上洒

水会感到凉快,是利用水蒸发吸热来降低温度。人们

在高温的天气里大汗淋漓,是人体自我保护的生理现

象,汗液蒸发吸热,使体温不致升得太高。

图3.3-5中,人游泳之后刚从水中出来,感觉

特别冷;天热时,狗常把舌头伸出来。你能解释这

些现象吗?图

3.3-5

液化

北方的冬天,可以看到户外的人不断呼出“白

气”,这是呼出的水蒸气遇到冷空气凝结成了小雾

滴;戴眼镜的人从寒冷的室外进入温暖的室内,镜

片会蒙上一层小水珠,这是室内空气中的水蒸气遇

到冷镜片凝结成的。清晨,人们有时会看到路边的

草或树叶上结有露珠(图3.3-6),这是空气中的水

蒸气遇冷凝结成小水滴而形成的。图3.3-6 昆虫和植物上的露珠

实验表明,所有气体在温度降到足够低时都可以液化。另外,在一定的温度下,压缩气体的体积也可以使气体液化。将气体液化的最大好处是体积缩小,便于储存和运输。火箭中用做燃料和助燃剂的氢和氧,都是以液体状态装在火箭里的。有些家庭用石油加工时产生的可燃气体做饭,这些气体也是液化后储存在钢瓶内的,称做液化石油气

(图3.3-7)。

液体汽化时要吸热,与此相反,

气体液化时要放热。烧水、做饭的时

候,水蒸气引起的烫伤往往比开水烫

伤更严重,这是因为水蒸气和开水的

温度虽然差不多,但是水蒸气液化的

时候还要放出一部分热。

图3.3-7 液化石油气

第三章?物态变化61

第三章?物态变化63

第4节 升华和凝华

冰块吸热后熔化成水,再继续吸热就变成水蒸气,这是生活中常见的现 象。物质吸热后能不能从固态直接变为气态呢?反过来,气态能不能直接变为固态呢?

物质从固态直接变成气态的过程叫做升华(sublimation),从气态直接变成固态的过程叫做凝华(deposition)。

衣柜里防虫用的樟脑片,过一段时间就会变小,最后不见了,这就是一种升华现象。冬天,晾在室外的湿衣服会结成冰,但结冰的衣服也会慢慢变干,这也是因为冰直接升华为水蒸气了。

北方秋、冬两季,早晨出现霜、

窗玻璃上出现冰花(图3.4-1)、树枝

上出现雾凇(章首图),这些都是凝

华现象。

像熔化和汽化一样,升华也需要

吸热;像凝固和液化一样,凝华也会

放热。因此,在运输食品的时候,为

了防止食品腐烂变质,可以利用干冰

(固态二氧化碳)的升华来吸热降温。

64物理?八年级上册图3.4-1 水蒸气在寒冷的玻璃上凝华形成的花纹

66物理?八年级上册

易拉罐的下部和底部,就会发现白霜(图3.4-6)。

图3.4-5图3.4-6

5. 调查学校和家庭水的使用状况,提出在生活中节约用水的若干建议。

第三章?物态变化67

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