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10个神奇的低调物态

10个神奇的低调物态
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10个神奇的低调物态大部分人都能轻易说出固、液、气这三种物质状态,上多两堂物理课的人还能说出等离子态。时代不断发展,科学家们早已加长了四大物态列表,奇妙的宇宙尚有太多的未解之谜,存在的物态又岂只这四型。从宇宙大爆炸、星球大战里傲人的光剑到不能再平凡的鸡,一切其实都同样的不可思议。大自然偷偷在我们身边藏了不少物态,它们低调地活着,默默等待各自的伯乐。

10.非晶态固体

非晶态固体(Amorphous solid又称无定形体或玻璃体)从

属于固体,却比我们熟知的固体有趣多了。普通固体中的分子紧密结合且不能随意运动,这使固体具有高粘度,意味着物体难以流动。我们再来看看液体,液体有着不规则的分子结构,分子们能自由流动穿过彼此,或是遇力互相分离向四周飞溅,液体的形状与其容器形状一致。非晶态固体则处在这两种状态之间。在玻璃化(审校注:vitrification玻璃化是将某种物质转变成玻璃样无定形体即玻璃态的过程,是一种介于液态与固态之间的状态,在此形态中没有任何的晶体结构存在)过程中,液体被冷却使粘度增加至无法流动的程度,但其分子保存无序,无法形成普通固态中的晶体结构。

最常见的非晶态固体是玻璃。数千年以来,人们一直在用二氧化硅(silica)制造玻璃。其实当工人将液态二氧化硅冷却到低于其熔点温度时,它并没有变成固体;随着温度逐渐降低,液态二氧化硅粘度增大,呈现出类似固体的形态,然而其分子仍保持不规则结构,这时的玻璃就是非晶态固体。艺术家们能够利用这一转变过程创造漂亮梦幻的玻璃雕像。

那么非晶态固体和普通固体在功能上有什么区别呢?在我

们日常生活中,二者可以说没啥区别,除非从微观的角度来观察,否则玻璃看起来根本与固体没差。另外,不要被长期以来玻璃会像液体一样流动的传言所欺骗,只有那些不称职的导游才会在给游客介绍教堂的老式玻璃时炫耀这种无稽

的传言。这种老式玻璃往往越接近底部越厚,实际上是早期制作工艺尚未成熟而导致玻璃的厚度不均匀,安装时人们自然会将厚的那一边放在底端。也许犹如玻璃的非晶态固体看起来并没什么特别之处,却给科学家们研究相变(审校注:phase transition相变是指物质在外部参数,如:温度、压力、磁场等等,连续变化之下,从一种相或称相态忽然变成另一种相,最常见的是冰变水和水变成蒸汽。然而,除了物体的三相,即固液气态变化,自然界还存在许多的相变现象,例如日常生活中另一种较常见的相变是加热一块磁铁,磁铁的铁磁性忽然消失)和物体的分子结构带来了新思路。

9.超临界流体

大多数的相变发生在特定的温度和压强下。人人都知道气温上升能使液体转变成气体,然而当压强随着气温一同上升时,液体会直接变成兼具液体性质与气体性质的超临界流体。

举例来说,超临界流体能够像气体一样(几乎无表面张力)渗入多孔性组织中,也能像液体一样充当溶剂。更有趣的是,压强和温度结合的比例不同可以使超临界流体偏向气体或

液体。这使科学家脑洞大开,构思出从高难度科技到贴近我们普通生活的利用超临界流体的各种方法。

尽管感觉上超临界流体不像非晶态固体一样常见,但实际上我们接触超临界流体的制品可能并不比玻璃少。超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide)作为溶剂,有利于啤酒厂萃取啤酒花以及咖啡公司制造更好的低因咖啡(审校注:物体在不同相态时化学性质也会发生变化,二氧化碳在气体状态下不具萃取能力,但当进入超临界状态后,二氧化碳变成亲有机性,因而具有溶解有机物的能力,此溶解能力会随温度及压力而有所不同)。不仅如此,超临界流体还可以提

高水解效率,使发电厂的机组温度更高(从而提高热效率,有显着的节能和改善环境的效果)。虽然超临界流体作为一

种物质状态鲜为人知,但你可能每天都在接触和使用该技术制造的各种产品。

8.简并态物质

非晶态固体起码还能出现在地球上,简并态物质(degenerate matter)却只能存在于特定类型的恒星。该物质只能存在于受量子(通常情况下遵循泡利不兼容原理Pauli exclusion principle)支配的压强空间,而不能存在于像地球一样受温度(或者说热运动)支配的压强空间,因此即使是在绝对零度(审校注:absolute zero 理论上若粒子动能低

到量子力学的最低点时,物质即达到绝对零度,不能再低。因此达到绝对零度的状态时,地球空间里的粒子均停止运动,无法对外产生压强;而在服从泡利不兼容原理的环境中,粒子仍具有动能,可对外界物体产生压强)条件下,简并态物质也同样受到来自量子的压强。简并态物质主要有电子简并态(electron-degenerate matter)和中子简并态

(neutron-degenerate matter)两种类型。

电子简并态主要存在于白矮星(译注:white dwarf stars也称简并矮星,是一种由简并态物质构成,具有低亮度、高密度、高温度性质的小恒星。因呈现白色、体积小而被命名为白矮星)的核心位置,由于受到核心周围物质的重力对核心电子的压力而产生(审校注:电子简并压与白矮星强大的重力平衡,即由于白矮星自身的引力收缩而产生与之相对抗的电子简并压,从而维持白矮星的稳定),其表面重力试图将

核心所有的电子压缩至最低能量状态。然而根据泡利不兼容

原理,任何两个全同的电子不能处于同一量子态,因此处于最低能量状态的电子会将其它电子“推”回核心周围,从而产生向外的压力(即高密度费米子气体的最低能量状态已被填满,迫使其他电子进入高能态,产生巨大的简并压力)。不过这种压力只有在恒星质量不超过太阳质量的1.44倍时才可以持续存在。当白矮星的质量超出这个极限(即钱德拉塞卡极限the Chandrasekhar limit)会直接坍缩成中子星(neutron star中子星超过奥本海默极限时才会形成黑洞)或者黑洞(black hole)。

白矮星坍缩成中子星后,电子简并态不复存在,由中子简并态取而代之。中子星巨大的表面重力使核心部位的电子和质子相互融合形成中子。一般游离中子(即不被原子核束缚的中子)的半衰期为10.3分钟,而中子星的密度达到原子核密度,此时中子能够稳定存在于在原子核外,于是中子星的核心位置形成了中子简并态。

还有其他一些可能存在的外星简并态物质,如存在于稀有星体夸克星(quark star)的奇异物质(译注:strange matter 也被称为夸克物质,是一种未在地球上发现的理论物质,具有极大引力负压的物质形态)。夸克星是介于中子星和黑洞之间的星体,核心部位有极高密度的夸克,当夸克之间非常接近时可以完全作为自由粒子活动,形成“夸克汤”(译注:在超过1万亿摄氏度的温度下,质子和中子也会“熔化”,变

成夸克和胶子组成的等离子体,这种夸克-胶子等离子体就是“夸克汤”)。目前人类还未观察到这类星体,但物理学家们正在不断努力证明它们的存在。

7.超流体

让我们回到地球来谈论超流体(superfluid)。氦、铷或锂元素中某种同位素被冷却至接近绝对零度时就会出现这种物

质状态,类似于玻色-爱因斯坦凝聚态(Bose-Einstein condensate,简写BEC,不知道这是什么?下一节告诉你!),但又有细微的差别。有些玻色-爱因斯坦凝聚态是超流体,而有些超流体却是玻色-爱因斯坦凝聚态,二者间有交集但不完全相同。

最常见的超流体是液氦。当氦气冷却至“λ点”温度2.17K(译注:λ点即“lambda point”,液态氦-4的两个液相:正常相氦Ⅰ和超流相氦Ⅱ,它们之间的转变温度称为λ点,饱和蒸气压下的λ点为2.172K)时,部分液体就会变成超流体。大多数物质冷却到一定温度时,原子间的引力强度将超过自身的热振动(审校注:所有的分子原子都是处于振动状态。温度是微观粒子振动的宏观表现,微观粒子振动越剧烈,温度越高。绝对零度便是微观粒子停止振动的情况),变成固态。但氦

原子之间的相互作用很弱,所以能在绝对零度下仍维持液体状态,实际上这时液体中的原子会突然失去随机运动的特性,

而以有序的方式运动,从而创造出超流体的奇特属性。

首先,超流体没有内粘滞性。试管中的超流体会看似违反了万有引力和表面张力的原则沿管壁向上“爬”,还易渗漏,因为它可以通过任何微小的孔洞“钻出去”(超流体可以流过半径为十的负五次方厘米的小孔或毛细管)。除此之外,超流体也表现出奇怪的热力学性质,它们具有零熵值和无限大的热传导率,这意味着两个超流体之间不会有温差。如果传热给超流体,那么它的传热速度会快到形成热波,而普通液体是不具有这个属性的。

6.玻色-爱因斯坦凝聚态

玻色-爱因斯坦凝聚态以低调又难以理解而闻名。首先,我们必须要理解什么是玻色子和费米子。费米子是具有半整数自旋的基本粒子(如电子)或复合粒子中的重子(如质子),并遵循让电子简并态成为现实的泡利不兼容原理。而玻色子(boson)则是拥有整数自旋的粒子,多个玻色子可占据相同的量子态。玻色子包括所有能传递作用力的基本粒子(例如光子)和一些原子,如上文的超流体氦-4和其他一些气体。这一类元素统称为玻色子。

在二十世纪20年代,阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)借鉴印度物理学家萨特延德拉·纳特·玻色(Satyendra Nath Bose)的成果提出一种新的物质形态。爱因斯坦最初的推论

是,如果冷却特定元素的气体至接近绝对零度,那么他们的原子波函数(审校注:对于多电子的原子,或者是多粒子的系统而言,其主要存在的空间是所有电子的可能结构,波函数则描述这些结构的机率)会联合创建一个“超级原子”,这

种物质会表现出宏观量子效应。但直到二十世纪90年代,

才有技术能冷却这些元素到足够低的温度。1995年,研究

员埃里克·康奈尔(Eric Cornell)和卡尔·威曼(Carl Wieman)将两千多个原子聚合成玻色-爱因斯坦凝聚态,达到了显微镜下可观测的水平。

玻色-爱因斯坦凝聚态与超流体相类似,但也有其特有的性质。最令人震惊的是BEC居然可以减缓光速。1998年,哈佛研究员莱娜·孝(Lene Hau)用激光照射一个雪茄形的BEC,成功使光速降到每小时60千米。在接下来的实验中,孝的

研究团队在激光射入样品的同时关闭了激光,光线呈现出完全静止的状态。这些实验的成功开辟了光通迅和量子计算的全新领域。

5.姜-泰勒金属

姜-泰勒金属(Jahn-Teller Metals)可以说是物质状态大家

庭里的新生儿,2015年科学家们头一次成功创造出这种金属。如果该金属能被其他实验室认可,这将改变我们对整个世界的认知,因为姜-泰勒金属既是超导体,又是绝缘体。

由化学家科斯马斯·普拉萨斯(Kosmas Prassides)带领的研究团队将铷原子引入碳60(又称巴基球)中,改变了碳原子之间的距离,迫使其形成了一种新的晶体结构。该金属的名字来源于姜-泰勒效应(Jahn-Teller effect),该效应描述了压力是如何改变分子几何结构从而形成新的电子排布。从化学的角度上看,压力不光可以通过压缩物体来实现,还可以通过在原有结构的基础上增加新的原子或分子,改变基本属性来实现。

在进行碳60里引入铷原子的实验中,碳分子逐渐从绝缘体变成了超导体。根据姜-泰勒效应,分子趋于保持其原有的几何结构,于是便形成了一种看似绝缘体却拥有超导性的特殊物质。这种转变在本实验进行前从未出现过。

为何这项发现如此令人激动?因为该金属能在高温(“高”是相较于零下243.2摄氏度而言的零下135摄氏度)下成为超导体,使该金属得以大规模生产和进行更多的实验。如果以上说法被证实无误,我们将有可能大规模生产导电过程中不会产生热量、声音和其他形式能量损失的超导性材料,这将彻底改变人类今后发电及导电的方式。

4.光分子

一直以来人们都认为光子是不会产生相互作用的无质量粒子,然而过去几年里麻省理工和哈佛大学的研究人员已经发

现了使光看似有质量的方法,他们甚至创造了“光分子”(light molecules),这些分子会相互排斥也能粘合。如果你觉得这听起来很无聊,不妨将这当作是制造光剑非常重要的第一步。光分子背后的科学问题稍微有点复杂,但请坚持看下去(光剑,光剑,光剑,重要的事情说三遍)。起初研究人员利用

超冷铷气体做实验创造光分子。当一个光子被射入铷气体时,它发生了偏转并与铷分子相互作用,此时光子损失能量,速度变慢。穿出气体的光子速度显着下降,但性质不变。

当他们射两个光子进入铷气体时,事情就变得怪异了,这引起了一个叫做“里德伯封锁”(Rydberg blockade)的现象。

在这种状态下,一个原子被激活时,临近原子无法被激活到相同的程度,因为本质上这个激活后的原子阻止了光子前进。为了让第二个光子把周围的原子激活,第一个原子必须穿过气体继续前进。光子之间通常不会发生相互作用,但在“里德伯封锁”环境中这两个光子会伴随着能量转换和对彼此的相

互作用力全程推拉着直到穿过气体。从观察者的角度来看,这些光子似乎具有质量,而且能像分子一样运动,即使它们依旧没有质量。这些从气体里出来的光子,好像结合成了光分子,能够发生偏转和变形。

要想实际应用光分子,我们还有很长一段路要走,但哈佛大学物理学教授米哈伊尔·卢金(Mikhail Lukin)早就构思出一系列可能的用途,从制作计算机到三维晶体。当然,还有光

剑!

3.无序超齐构体

科学家在鉴定一种物质是否为新的状态时,除了属性以外还要考虑它的结构。2003年,普林斯顿大学的萨尔瓦多·托尔(Salvatore Torquato )和弗兰克·斯蒂尔灵格(Frank H. Stillinger)提出了一种叫无序超齐构体(disordered hyperuniformity)的新物质形态。这名字听起来很矛盾,实际上因为该物质近距离看上去杂乱无章,远观时却井然有序。这样的物质同时兼具晶体和液体的特性。人们起初以为这只会出现在纯等离子体和液氢中,但近期研究人员在看似最不可能的地方:鸡的眼睛中,发现了这样的天然物质。

鸡的眼睛中有五种视锥细胞,四个用来区分颜色,一个用来检测光。然而不同于人眼或其他昆虫的六角形眼睛,其视锥细胞的排序是随机而无序的。因为鸡眼中的视细胞大小、形状各异,而且存在“禁区”(译注:每个视细胞必须与其它所

有视细胞保持一定距离,同时又要与同类的视细胞保持更大的距离),这使它们不能形成如同固体粒子般有序的晶体结构。事实证明,当把所有视锥细胞看成一个整体时,我们看到的是高度有序的图形分布,就像文章所附的照片一样。因此,当我们近距离观察鸡眼中的视锥细胞时它是液体,远看时则可以把它看成固体。这不同于上文提到的非晶型固体,

因为超齐构体拥有了非晶态固体所不具备的液体特性。

科学家仍在继续研究这种很可能比我们原来想的更普遍的新物态。普林斯顿大学的学者们就正在钻研,并希望能利用该物质制造出拥有自我排序结构的材料和能检测特定波长的光探测器。

2.弦网液态

真空是什么物态?大多数人应该都没想过这个问题吧。但在过去的十年间,美国麻省理工学院的文小刚和哈佛大学的迈克尔·莱文(Michael Levin)则认为他们已经通过一种新物态——弦网液态(string-net liquid),发现了超越电子的基本粒子。

研发弦网液态模型之路始于90年代中期,一科学研究团队在两个半导体之间移动电子的实验过程中发现了“准粒子”(quasiparticles)。这引起了物理界的轰动,因为准粒子好像带有分数电荷(fractional charge),这在当时被认为是不可能的。该实验小组整理数据后认为,电子可能根本不是宇宙中最基本的粒子,而且还有更多仍未发现的基本粒子。他们的劳动成果使其荣获了诺贝尔物理学奖,后来却发现这竟是实验过程里操作失误才造成的结果。于是,“准粒子”说便不复存在。

但是一些研究人员并未彻底放弃这种想法。文小刚和莱文继

续研究“准粒子”,并发现一种被称为弦网的新型物质。量子

纠缠(quantum entanglement)是这类物质状态的基本属性。与无序超齐构体一样,如果你近距离观看弦网,就会觉得它只是一组无序的电子。然而观查弦网结构的整体时就会发现,因为受到电子的量子纠缠,该物质其实是高度有序的。文和莱文随后还把研究工作拓展到其他粒子和纠缠特性方面。

这两位科学家利用电脑创建出该新物态模型后,发现弦网的末端能够产生他们想要的各式亚原子粒子(subatomic particle),其中还包括传说中的“准粒子”。更令人震惊的是,他们发现弦网在震动时能够支配光,这完全符合麦克斯韦方程组(Maxwell’s equations)的推算。文和莱文在他们的论文中提出:空间里充满了纠缠的亚原子粒子弦网,而我们所看到的亚原子粒子就是这些“弦”的末端。同时他们还认为其

实是弦网液态物质造就了光。如果真空中也充满了弦网液态物质,我们就能统一物质和光了。

这似乎令人很难以置信,但在1972年(弦网液态被提出的

几十年前)就曾有矿物学家在智利发现了一种被称为“herbertsmithite”的奇怪矿物质。(译注:herbertsmithite即

液态自旋量子矿物晶体,以矿物学家赫伯特·史密斯的名字命名)这种矿物质的电子呈三角形排列,似乎与我们所知的电子间的相互作用相矛盾。然而我们通过弦网模型可以推算出这种呈现三角形的电子结构,科学家们正在试图动手制作

该矿物晶体来证明模型的准确性。不过这种理论上的物态是否确切存在,目前仍无定论。

1.夸克-胶子等离子态

作为最后出场的低调物态,不如让我们来看看所有物质的起点:夸克-胶子等离子态(quark-gluon plasma)。事实上,早期宇宙的形态与我们现在所见的完全不同,讨论这点之前咱们先科普些背景知识。

夸克是我们在属于强子(hadron)的粒子(如质子和中子)中发现的基本粒子。强子分两类:重子(Baryon)由三个夸克组成(或者三个反夸克组成反重子);介子(Meson)由一个夸克和一个反夸克组成。夸克有分数电荷,并且被胶子(一种负责传递强核力的粒子)捆绑在一起。

夸克无法独立存在于自然界,但宇宙刚刚大爆炸的那一瞬,夸克和胶子独自存在了一毫秒。就在这一毫秒中宇宙的温度极高,以至于接近光速运动的夸克和胶子无法相互作用,所以这期间的宇宙完全由高温夸克-胶子等离子态物质组成。马上,宇宙就会降到夸克开始与胶子相互作用的温度,使它们形成像强子这样的复合粒子。在这之后,宇宙就如我们所知的,以强子和电子结合产生出最初的原子逐渐演变而来。

如今科学家们正尝试在大型粒子加速器中重建夸克-胶子等离子态。他们在实验中将类似强子的复合粒子互相撞击,为

了创造出能使夸克短时间分离的温度。从这些早期实验当中,我们已经了解到夸克-胶子等离子态的一些属性,比如零摩擦以及比一般等离子体更接近液体。随着研究人员对该外来物态的深入实验,我们将对“宇宙是怎样形成的,为什么会这样形成”有更多了解。

作者/ Zachery Brasier

翻译/@兔小咪

日常生活中常见的物态变化

日常生活中常见的物态变化 日常生活中很多有趣的现象与物理知识紧密联系,下面列举一些与物态变化有关的现象并加以解析,以期抛砖引玉。 ●用手直接拿刚出锅的鸡蛋时,感觉到烫,但当蛋壳表面的水蒸发完后再摸时,则更烫了,以致无法接受。这是为什么呢? 解析:因为刚捞上来的蛋壳附着一层水膜,开始时,水膜蒸发吸热,使蛋壳的温度下降,所以并不觉得很烫。经过一段时间,水膜蒸发完毕。由鸡蛋内传递出的热量使蛋壳的温度重新升高,所以感到更烫手。这和把手沾湿了去拿更出锅的热馒头感觉不太烫一个道理。 ●蒸馒头时总是上面的先熟,这是为什么? 解析:蒸馒头是利用高温的水蒸气将热传递给馒头使其变熟。刚从沸水中蒸发出来的高温水蒸气密度较小,能迅速升至蒸笼的顶端,所以蒸笼的最上层温度最高,馒头先熟。 ●牙医为病人检查牙齿时,常把一个带把的金属小平面镜在酒精灯的火焰上烤一烤,然后放入病人的口腔中,这样做的主要目的是什么? 解析:用酒精灯火焰烤过的平面镜温度高于口腔内的温度,可有效防止口腔内的水蒸气液化成小水珠附着在镜面上,导致医生看不清牙齿,影响诊断。

●为什么夏天游泳的人刚从河水中上岸,就感到比在水中冷,蹲下身子抱成团时,则觉得比站着暖和些? 解析:夏季的气温较高,而河中的水由于不断地蒸发吸热,因此水温比气温要低。人刚从水中上岸时,身体表面沾有许多水,这些水会不断蒸发,从人的身体上不断吸热,人就会感到冷。当人蹲下身子抱成团时,人体表面与空气接触的面积比站立时减小,水的蒸发速度就减慢了,水从身体上吸热的速度也随之减小,故人就会感觉比站立时暖和些了。 ●为什么,夏天吃冰棒时,若是刚从冰柜中取出的,很容易和嘴唇粘在一起? 解析:刚出冰柜的冰棒温度在零摄氏度以下,远低于嘴唇的温度,当其与嘴唇接触时,使嘴唇上的少量水分很快放热结冰,与冰棒凝固在一起,便粘住了嘴唇。 ●为什么,寒冷的冬天经常看见玻璃窗的内壁结有漂亮的冰花,而外壁却没有? 解析:寒冷的冬天,室内外温差很大。当户外空气低于0℃时,室内玻璃窗附近的水蒸气,遇到温度较低的玻璃将会放热,直接凝华成冰花,附着在玻璃内壁上。虽然户外空气中也存在着大量的水蒸气,但它的温度跟玻璃的温度相等,不具备凝华的条件,因此冰花出现在玻璃窗的内壁。 ●北方人冬天吃冻柿子时,先放在凉水中泡一会,发现柿

初中物态变化知识点归纳

第一章:物态及其变化 一.考纲解读 (一)能说出生活环境中常见的温度值。了解液体温度计的工 作原理,会测量温度。 (二)知道熔化和凝固、知道晶体的熔化规律及熔点,能识别 晶体和非晶体。 (三)知道影响蒸发快慢的因素及蒸发制冷作用。知道沸腾现 象、规律及沸点与气压的关系。知道液化现象及液化方法。 (四)知道升华和凝华及升华会吸热。 (五)能用水的三态变化解释自然界中的一些水循环 二.知识点: (一)自然界中的物质有三种状态:固态、液态、气态 1)固态:既有一定的体积,又有一定的形状,很难被压缩 2)液态:不容易被压缩且有一定的体积,但由于它具有流 动性,没有一定的形状 3)气态:很容易被压缩,具有流动性。即既没有一定的体 积,也没有一定的形状 4)等离子态:由等量的带负电的电子和带正电的离子组 成。(了解,重在强调应用) (二)物态变化:物质由一种状态变为另一种状态的过程 首先利用分子动理论从微观意义上解释物态变化的本质 1)物质是由大量的分子组成的

2)分子永不停息地做着无规则的运动 3)分子之间是有间隔的,并且存在相互作用力:引力和斥 力 (三)温度、温度计 1)温度 a)物理意义:温度是表征物体冷热程度的物理量 b)单位: ①常用单位:摄氏度符号℃→摄氏温度 ②国际单位:开尔文符号 K→热力学温度 c)温度的规定:在标准大气压下(1.01*105帕),把 冰水混合物的温度规定为0度,而把沸水的温度规 定为100度,把0度到100度之间分成100等份, 每一等分成为1摄氏度,用符号℃表示。 提示:用感觉来判断物体的冷热程度是不可靠的。 要准确地测量物体的温度,就要使用测量温度的工 具----温度计。 2)常见温度计 a)原理:液体的热胀冷缩 b)一般说来,一切物质的任一物理属性,只要它随温 度的改变而发生单调的、显著的变化,都可用来标 志温度而制成温度计。 c)构造:

【精选】人教版八年级上册物理 物态变化实验专题练习(word版

一、初二物理物态变化实验易错压轴题(难) 1.做“观察水的沸腾”实验时: (1)实验使用的温度计是根据液体的________规律制成的. (2)如图甲为某同学实验时测沸水温度的情形.他的错误之处是________. (3)纠正错误后,他观察到从开始加热至水沸腾,所用时间过长,造成这种现象的原因可能是________. (4)他对实验进行了改进之后,每隔1min记录温度计示数(见下表),直到水沸腾一段时间后停止读数,根据表中的数据在图乙中画出水温随时间变化的图象. (_____________) 时间t/min0123456789温度T/℃90929496989999999999 (5)他们观察到水沸腾时的现象应该是丙图中的________图.从实验可得出,液体在沸腾过程中要________热,但温度________;实验测出水的沸点为________℃. 【答案】热胀冷缩温度计的玻璃泡碰到了烧杯底水太多(或水的初温较低) a吸保持不变99 【解析】 【分析】 【详解】 (1)实验室中常用的液体温度计是根据液体的热胀冷缩规律制成的.

(2)在甲图中,温度计的玻璃泡接触了烧杯的底部,会导致测量结果偏大; (3)水加热时间过长可能是水的初温太低,可以用初温较高的水开始加热;也可能是水量太多,可以减小水量;也可能是酒精灯火焰太小,可以增大火焰,也可能使烧杯未加盖等; (4) 根据表中的数据描点,并用平滑的曲线连接起来,如图所示: (5) a图中气泡在上升过程中体积不断变大,所以a图是沸腾时的情况;b图中气泡在上升过程中体积不断减小,所以b图是沸腾前的情况.从实验可得出,液体在沸腾过程中仍要加热,还在不断吸热,从表中数据来看,沸腾后温度不变,实验测出水的沸点为99℃.故答案为热胀冷缩;温度计的玻璃泡接触了容器底;水太多(或水的初温较低);图见详解;a;吸;保持不变;99. 2.用图甲所示的装置“探究水的沸腾”实验 (1)除了装置图中所示的器材,还需要一个重要的测量仪器是____________。安装该实验装置时,应该先固定A、B两铁圈中的_______(填A或B)。 (2)实验中,每隔1min记录一次数据,第3min时温度计示数如图,此时温度 t=_______℃,直到沸腾一段时间后停止加热,记录的数据如下表。根据表中的数据,水的沸点为________℃。 (3)根据表格中的实验数据,在图乙中画出水的温度随时间变化的图像________。由图像可知,水在沸腾过程中,温度________________。

物态变化常见现象

初二物理第四章现象过关 一、熔化物体状态物态变化 1、夏天吃冰棒解热,是冰棒在口腔或体内熔化吸热 2、冰雪融化(固态液态熔化吸热) 3、铁变成铁水 4、蜡变成蜡油 二、凝固 1、冬天菜窖里放几桶水,利用水凝固放热, 使窖内温度不至于太低 2、铁水变成铁件(液态固态凝固放热) 3、严寒的冬天,湿手沾附在门把手上 4、铜水浇注铜像 三、汽化 1、拖地后,地面变干 2、夏天晒湿衣服 3、摸在手臂上的酒精不见了(液态气态汽化吸热) 4、晒粮食 5、大旱时,河底干裂 6、湿头发变干 7、非洲人,使用的土冰箱 四、液化 1、雾露 2、冰糕周围的“白气” 3、打开冰箱门,出现“白气” 4、冬天口中呼出的“白气” 5、冬天带眼镜的人从室外进入室内时,(气态液态液化放热) 眼镜模糊不清 6、照镜子时,对着镜子哈气,变的模糊不清 7、夏天自来水管出现水珠(流汗) 8、冬天,门把手流汗 五、升华 1、冰冻衣服变干 2、樟脑球变小 3、雪人在严寒的冬天变小(固态气态升华吸热) 4、灯丝变细 5、用干冰制造舞台烟雾 6、人工降雨 7、对玻璃管内典加热,出现红色云雾 六、凝华 1、灯壁变黑 2、雾凇(气态固态凝华放热) 3、窗花 4、霜雪

达标练习一、下列实例对应的物态变化都有错,请改正 1、晒粮食(液化) 2、雾凇(凝固) 3、灯丝变细(汽化) 4、冬天带眼镜的人从室外进入室内时,眼镜模糊不清。(凝华) 5、严寒的冬天,湿手沾附在门把手上(液化) 6、雪霜(凝固) 7、湿头发变干(升华)8、大旱时,河底干裂(凝固) 9、人工降雨(熔化)10、铜水浇注铜像(液化) 11、樟脑球变小(熔化)12、打开冰箱门,出现“白气”(汽化)13、铁变成铁水(液化) 14、对玻璃管内典加热,出现红色云雾(凝华) 达标练习二、 1、把水滴到炽热的炉盖上,听到“滋滋”声并看到冒出“白气”,这个过程中发生的物态变化先__________后________。 2、从冰箱里拿出冷藏后的鸡蛋,一会发现它变湿,马上用抹布擦拭却擦不干,在桌面上放置一段时间后,鸡蛋自己也会变干,发生的物态变化先________后________。 3、用水壶烧开水,水烧开时,在离壶嘴一定高度处冒出大量的“白气”,而壶嘴处却没有“白气”冒出,其中“白气”产生的过程是,先_______成水蒸气后_______成液态的小水珠。 4、家庭使用的冰箱,在冷凝室内:液态的氟利昂发生了_______现象;在冷冻室内,气态的氟利昂发生了_______现象______热,从而使冷冻室内温度比较低。 5、“霜前冷,雪后寒”这句“谚语”说明了,霜由于气温______而使空气中的水蒸气______而形成的;雪后由于_______导致气温降低,使人感觉到冷。 6、上联是“杯中冰水,水放热结冰温度不降”;下联是“盘内水冰,冰吸热化水温度未升”。该对联先后包含的两种物态变化分别是______ 和_______ ,它还说明了冰室一种_____(晶体或是非晶体) 7、“扬汤止沸”和“釜底抽薪”都能使停止水的沸腾,他们分别利用___________和_________方法停止水的沸腾的。 8、夏天,从冰柜里拿出冰棒时,会看到硬邦邦的冰棒上有白花花的“粉”,一剥去包装纸,冰棒上就冒出“烟”;把这支冰棒放在茶杯里,不一会,茶杯外壁会出“汗”。“粉”是空气中的水蒸气遇冷_____形成的,“烟”是空气中的水蒸气遇冷_____形成的,“汗”是空气中的水蒸气遇冷_________ 形成的。

物态变化专题上课讲义

物态变化专题

第三章物态变化知识点小结 【知识点闯关】 一.温度计 1、物体的____叫温度, 测量温度的仪器叫______, 它 的原理是利用了水银、酒精、煤油等液体的_____性质 制成的. 注:热的物体我们说它的温度高,冷的物体我们说它的温度低,若两个物体冷热程度一样,它们的温度亦相同;我们凭感觉 判断物体的冷热程度一般不可靠; 2、摄氏度用符号____来表示。而摄氏温度是这样规定的:把 _______的温度规定为0度, 把一标准大气压下的_ ___规定为100度, 0度和100度之间分成100等分, 每 一等分为1摄氏度. -6℃读作_____或_____. 3、使用温度计之前应: (1)观察它的_____; (2)认清它的_ ____.3)并估测液体的温度,不能超过温度计的_____(否则会损坏温度计) 4、在温度计测量液体温度时, 正确的方法是: (1)温度计的玻璃 泡要_____被测液体中; 不要碰到____或____; (2)温度计玻璃泡浸入被测液体后要_____, 待温度计的 ____后再读数; (3)读数时玻璃泡要继续______, 视线与温度计中的液柱上表面__ 5. 体温计的温度范围:________ ①结构特点:玻璃泡容积比玻璃管大,并在玻璃泡上方有一个 ______。(它可以使上升的水银不能自动回落到玻璃泡内)分度值是: ______ ②注意事项: 每次使用前要先______,使玻璃管内的水 银回落到玻璃泡, (体温计在读数时可以离开被测人体)。6.物质存在三种状态是____、_____、_____;物 质以什么状态存在跟物体的温度有关。固态、液态、气态在一定条件下可以相互转化。物质有一种状态变成另一种状 态,称为_____。 7.固体分为_____和______, 它们的主要区别是晶体 有一定的_____, 而非晶体没有. 二.熔化:物质从____变成_____的过程需要____。 1.熔化现象:①春天“冰雪消融”②炼钢炉中将铁化成“铁水” 2.熔化规律: ①晶体在熔化过程中,要不断地____,但温度保持在____。 ②非晶体在熔化过程中,要不断地____,且温度____。 3.晶体熔化必要条件: 温度达到____、不断___。 4.有关晶体熔点(凝固点)知识: 收集于网络,如有侵权请联系管理员删除

三物态变化实验题汇总

物态变化实验题 由图像乙所示。如图15⑴根据实验记录他绘制了冰熔化时温度随时间变化的图像,__ 末这一时刻,杯里的物质处于(填“晶体”或“非晶体” );在10min 可知冰是__ 段的比较可知,冰的比热CDAB段和(填“固态”、“液态”或“固 液混合态”);从(填“大”或“小”)。容比水的比热容要则水的沸15 丙所 示且一直保持不变,⑵继续加热到水沸腾,此时温度计的示数如图(填“高 于” 、“低于”或“等于”)℃,这说明当时水面上方的大气压__点是一个标准 大气压。⑶在冰熔化过程中,如果移走酒精灯,冰停止熔化,放回后,冰又继续熔化,说明热量。固体熔化时需要 9 所示装置探究萘熔化时温度的变化规律。请回答下列问题: 2 、用如图

这样做不但 1)将装有萘的试管放入水中加热, 而不是用酒精灯直接对试管加热, (,(选填“快”或“慢” ) 而且萘的温度上升速度较能使试管 便于及时记录各个时刻的温度。 。 还需要的实验器材有火柴和) (2 除图 9所示实验器材外, (填 (3)萘加热 一段时间后,可看到烧杯中有“白气”冒出, “白气”是 .小水珠.水蒸汽 A B 序号)。是萘熔化时温度随时间变化的图象。从开始熔 化到完全熔化,大约持续)图( 410 分钟。 了 (烧杯内物 1 所示的实验装置探究烧杯内的某种物质熔化时温度的变化规律用 图 3 、 质在相同时间内吸收的热量相同) 根据实验数据描出加热过程中杯内物质的温度随时间变化图像如上图 2 所 该物质的熔点是 ( 2) t 与 t 相比, 是: 3)分析图象可获得的信息有: ① 4、在观察水的沸腾实验时,张怡然同学观察到沸腾前和沸腾时水中气泡上升过 程中的两种情况如图 10__甲、乙所示, 则 图是沸腾前的情景 , 图是 沸 腾时的情景 .当水温升到 90℃时, 他记录了 在加热过程中温度随加热时间的 变化情况,数据如下表: 8673450 129/min 温度 / ℃98 (1) 示, 时刻杯内物质的内能大。理由 32

物态变化

2010年中考物理总复习专题训练物态变化 本专题为物态变化,知识掌握基本要求: 会用温度计测温度;能区分不同的物态变化,理解物态变化的条件;能解释生活及自然界的单间现象;能识读有关物态变化的图线。 中考命题热点: 常用温度计和体温表的正确使用与注意事项;结合社会热点、生活问题考查物态变化知识,倡导关注社会,关注生活,学以致用。 知识结构 1.温度:意义____________________________摄氏温度的规定:(0℃和100℃) 温度计: 使用前___________________________使用时________________________ (体温计和寒暑表的特点也要知道) 2.物态变化: 熔化定义_____________________(晶体和非晶体的区别) 晶体熔化条件__________________________ 凝固定义__________________________ 汽化定义__________________________ 两种方式:__________________________ 汽化需要____________(填吸、放热) 液化定义_________________________ 液化的方法__________________________ 液化需要______________(填吸、放热) 升华定义__________________________ 凝华定义__________________________ 一、填空题 1.去年年初,我省遭遇了罕见的持续冰灾。在无雨、无雪的冰冻天气里,由于水蒸气不断______(填写物态变化的名称)而形成冰,使得包裹在输电线上的冰柱逐渐加厚,致使输电线的拉力逐渐______,输电线、输电塔架因不堪重负而断裂、倒塌。 2.图2-1是两支水平放置的温度计,且这两支温度计的两端都没有画全。你能读出它们此时的示数分别是多少吗?甲的示数为,乙的示数为。 3.某人在配制酒精溶液时,把10ml的酒精倒入10ml的水中,摇晃混合后发现总的体积小于20ml,这一现象可以说明。 4.火箭发射架下建有大水池,让高温火焰喷到水中,通过水发生来吸收大量的热;火箭升空瞬间,会看到巨大的白色“气团”,这是水蒸气形成的(选填物态变化的名称)。5.防“非典”期间,常用消毒液加热熏蒸的办法对病房空气进行消毒处理。从物理上说,对消毒液加热是为了,弥漫到空气中是一种现象。 6.气体打火机的燃料是丁烷气体,是用的办法使它变成液态装入打火机的。 7.将烧红的铁棒插入水中,会听到“嗤嗤”的声音,同时看到水面上方出现的“白气”,这里发生的物态变化是先是后是。 8.目前,全球的气候悄悄变暖,这是效应不断加剧带来的后果;而城市的平均气温高于周围乡村,这种现象称为效应。

温度与物态变化知识点总结

温度与物态变化 知识梳理: 重点1:温度和温度计 1、温度计原理:常用的液体温度计是利用液体热胀冷缩的规律制成的。 (1)冰水混合物的温度定义为0℃,一标准大气压下沸水的温度定义为100℃。 (2)0℃和100℃之间为100个等分,每一个等份代表1摄氏度。 2、温度计的使用 (1)使用前:观察它的量程,判断是否适合待测物体的温度;并认清温度计的分度值,以便准确读数。

(2)使用时:温度计的玻璃泡全部浸入被测液体中,不要碰到容器底或容器壁;温度计玻璃泡浸入被测液体中稍候一会儿,待温度计的示数稳定后再读数; (3)读数时玻璃泡要继续留在被测液体中,视线与温度计中液柱的上表面相平。 3、总结

重点2:物态变化 一、熔化和凝固: 1、熔化: (1)熔化规律:①晶体在熔化过程中,要不断地吸热,但温度保持在熔点不变。 ②非晶体在熔化过程中,要不断地吸热,且温度不断上升。 (2)晶体熔化必要条件:温度达到熔点、不断吸热。 (3)影响熔点的因素:压强杂质 (4)影响物质熔点的因素:杂质(盐水和水的凝固点)、物质种类(冰和铁的熔点不同)、压力(用细线切割冰块)、压强影响物质的沸点(在平原和高山上烧水) (重点) 2、凝固: (1)凝固规律:①晶体在凝固过程中,要不断地放热,但温度保持在熔点不变。 ②非晶体在凝固过程中,要不断地放热,且温度不断下降。 (2)晶体凝固必要条件:温度达到凝固点、不断放热。 (3)凝固放热。 二、汽化和液化

1、汽化: (1)汽化现象分为:沸腾、蒸发两种形式,都要吸热。 (2)沸腾和蒸发的区别: 2、沸腾:(1)液体沸腾必要条件:温度达到沸点、不断吸热。 (2)沸腾规律:液体在沸腾时,要不断地吸热,但温度保持在沸点不变。 (3)沸腾图像各段的涵义(以水为例,如图3) 0A段:不断吸热,水的温度升高 AB段:水沸腾时不断吸热,但温度不变 3、蒸发: (1)蒸发吸热,有致冷作用; (2)影响蒸发快慢的三个因素:①液体自身的温度;②液体蒸发的表面积;③液体表面附近的空气流动速度。

高中物理竞赛讲义-物态变化

物态变化 一、麦克斯韦速率分布律 大量气体分子的速率是按一定规律分布,呈“中间多,两头少”的分布规律,且这个分布状态与温度有关,温度升高时,平均速率会增大。定量公式不作要求。 例1、根据右上图解释为什么地球的大气层中氢气的含量远小于氧气? 二、汽化 汽化:物质从液态变成气态的过程,包括蒸发和沸腾两种方式 1、蒸发 蒸发:发生在液体表面,即液体分子由液体表面跑出去的过程。 由于分子在做无规则热运动,液体表面有一些速度较大的液体分子有可能脱离束缚进入空气。与此同时,一些在空气中的液体分子也可能重新进入液体。 影响蒸发快慢的因素 (1)温度:温度越高蒸发越快 (2)表面积:表面积越大蒸发越快 (3)通风:空气流动性越好蒸发越快 (4)液面处的气压:气压越高蒸发越慢 任何温度下,液体都会进行蒸发。 蒸发的效果:可以使液体降温。 思考:你能从微观的角度解释上述现象吗? 2、沸腾 在一定大气压下,加热液体到某一温度时,在液体表面和内部同时发生的剧烈的汽化现象,相应的温度叫沸点。 沸点和气压有关 三、饱和汽与饱和汽压 在敞开容器中的液体,过一段时间总会蒸发完,而密闭容器内的液体则不会。例如瓶装饮料。 当脱离液体的分子数和返回液体的分子数一样多时,达到动态平衡。此时的蒸汽叫做饱和汽。此时,从宏观上看,蒸发停止了。 没有达到饱和的蒸汽叫做未饱和汽。 在一定温度下,饱和汽的分子数密度是一定的,因而饱和汽的压强也是一定的,这个压强叫做这种液体的饱和汽压。

注意: 1、饱和汽压指的是该种气体的分压,不是实际的总气压! 向一个真空容器中注入液体(没有装满),则稳定后,气体的压强即为该液体的饱和汽压。 通常情况下,直接测混有空气的饱和汽的压强大于饱和汽压。 2、某种液体的饱和汽压只与温度有关,与气体的体积大小、是否混有其它气体无关。 饱和汽压与温度的关系: 思考1:为什么温度越高,饱和汽压也越高? 思考2:右图是饱和汽压和温度的关系图,同时也是沸点和气压的关系图。为什么沸腾的条件是饱和汽压和外部压强相等? 例2、如图,带有活塞的容器中,装有一些水 (1)保持活塞不动,当温度升高,水的体积和容器内蒸汽压分别如何变化? (2)保持温度不变,向上提活塞,水的体积和容器内蒸汽压分别如何变化? 四、空气的湿度 1、绝对湿度p s : 空气里所含水汽的压强 2、相对湿度B : 在某一温度下,水蒸汽的压强与同温度下饱和汽压的比,称为空气的相对湿度。 100%s p B p =? 3、露点:通常可以采用降温的方法使未饱和的气体变为饱和,临界温度称为露点。 例3、一汽缸的初始体积为0V ,其中盛有2mol 的空气和少量的水(水的体积可以忽略)。平衡时气体的总压强是3.0atm ,经做等温膨胀后使其体积加倍,在膨胀结束时,其中的水刚好全部消失,此时的总压强为2.0atm 。若让其继续作等温膨胀,使体积再次加倍。试计算此时:(1)汽缸中气体的温度; (2)汽缸中水蒸气的摩尔数; (3)汽缸中气体的总压强。 (假定空气和水蒸气均可以当作理想气体处理。)

物态变化

2010-2011学年第一学期八年级物理期末复习(四) 1、以下是一些常见的物理现象,把相应的物态变化填在横线上。 (1)冬天从室外到教室,带眼镜的同学镜片上有一层水珠,这是现象。(2)在寒冷的冬夜窗户上出现的冰花,这是现象。 (3)严冬,屋顶上的积雪没有化成水却越来越少,这是现象。 2、如图,小红利用烧瓶、橡皮塞和玻璃管自制了一个液体温度计该温度计是利用液体的_____________原理来工作的;使用中发现,微小的温度变化液柱升、降不明显.对此,请你提出一条改进的办法. 3、在寒冷的冬夜,窗玻璃上会出现冰花,它是水蒸气_______而成的。冰花出现在窗户的_______(填“内”或“外”)表面。这个过程中,水蒸气要_______(填“吸收”或“放出”)热量。 4、冬天,冰冻的衣服在低于0℃的房间内也会逐渐变干,这是因为冰发生了_______而变为水蒸气,这个过程中冰要_______(填“吸收”或“放出”)热量。 5、如图所示,由温度计的读数可知,房间的温度是。把正在熔化的冰放到这个房间里,冰(“能”或“不能”)继续熔化。 6、如图所示,为小聪同学描绘的两种晶体熔化时的熔化曲线,则由曲线可看出:的熔点较高;熔化过程经历的时间较长。 7、图甲体温计的最小分度值是℃,示数是℃;图乙寒暑表的最小分度值是℃示数是℃. 8、夏天,将一罐可乐从冰箱中取出放在桌面上,一会儿可乐罐外面有一些水珠,有同学认为这些水珠是从可乐罐中渗出来的,你认为这个同学的观点正确吗?______并设计实验加以验证。___________________________ 9、在“观察水的沸腾”的实验中,某个实验小组观察到沸腾前和沸腾时水中气泡上升过程的两种情况,如图(a)(b)所示。则图________是水在沸腾前的情况,图________则是水沸腾时的情况。 认清它的______. 实验中,记录的数据如下表:分析表中数据,可知水从第分钟开始沸腾,水沸腾时的温度是______℃?. 11、如图所示,为小明同学研究水的沸腾规律时获得的曲线。从曲线可知,加热时水的初温为,加热到第分钟时水开始沸腾,水的沸点为,继续加热时水的温度(填“升高”、“降低”或“不变”),此时水面上方的气压 一标准大气压(填“大于”、“小于”或“等于”)。 12、为了探究冰熔化时温度的变化规律,小丽设计了如图所示的实验装置,并在下表中记录了熔化过程中温度随时间变化情况: (1)请你根据表中数据在坐标上画出冰熔化的图象。 (2)通过对数据和图象的分析,你能获得的信息有: ①_________________________________________; ②__________________________________________。 (3)小丽与同学交流时发现,在开始2min升温快,最后2min升温慢,请你做出合理的解释:______________________________________。 13、某校学生在暑期军训中进行队列训练时,一女生恶心呕吐,出现昏厥现象,下列处理不妥的是( ) A.用冷水浸湿毛巾敷在头部B.原地用人工呼吸进行抢救 C.给病人服用人丹、十滴水等D.用30℃酒精擦身降温

初二物理物态变化知识点

物态变化知识点 1 温度和温度计: 温度:表示物体的冷热程度叫温度. 温度计:用来测量温度的仪器. 2 摄氏温度的规定:把冰水混合物的温度规定为0℃,一标准大气压下沸水的 温度规定为100℃,0℃到100℃之间分成100等分,每一分就是摄氏1℃. * 摄氏温度的单位:.摄氏度,符号:℃ 3 温度计的工作原理:液体的热胀冷缩伽利略温度计:气体热胀冷缩原理 实验室温度计测量范围: -20℃----110 ℃分度值:1℃内装液体:水银或煤油体温计测量范围: 35℃-42℃ 分度值:0.1℃内装液体:水银 寒暑表测量范围: -30℃---50 ℃分度值:1℃ 4体温计结构特点:玻璃泡容积比玻璃管大,并在玻璃泡上方有一个非常细的缩口。(它可以使上升的水银不能自动回落到玻璃泡内) 5注意事项:体温计每次使用前要先甩,使玻璃管内的水银回落到玻璃泡其他温度计不能甩 用水银做温度计里液体优点:水银比热小,温度变化快测量精确度高 用酒精做温度计里液体优点:凝固点低,适合寒冷地区使用 6.温度使用应注意: 1)选择合适的温度计。 1选 2)看温度的最小刻度值 2看 3)测量时温度计的玻璃泡与被测物充分接触,.等到温度计的示数稳定后再读数。读书时玻璃泡不能离开被测物体(体温计除外) 3测(量) 4)测量时温度计的玻璃泡不能接触到容器壁及容器底。 4 壁 5)读数时视线要与液柱的上表面相平。 5 读 判断物态变化的方法:①确定物质的初状态;②确定物质的未状态;③将初、未状态代入物态变化概念即可导出物态变化的名称 熔化凝固:晶体和非晶体不同的形状和加工工艺是因为:熔化规律不同。 1固体分:晶体:有规则的结构。如各种金属、海波、冰、萘、碘,食盐,石英等 非晶体:没有规则结构。如蜂蜡、松香、沥青、玻璃 熔点:晶体熔化时的温度叫熔点。凝固点:液体凝固成晶体时的温度 2晶体有固定的熔点和凝固点,非晶体没有。. 同一物质的熔点和凝固点是相同的。 3晶体熔化条件: 1温度达到熔点2继续吸热。熔化规律(特点):1吸热2温度不变 晶体溶液凝固条件:1温度达到凝固点2继续放热。凝固规律(特点):1放热2温度不变 4非晶体熔化规律:熔化时吸热,温度升高。非晶体凝固规律:放热,温度降低 5会画熔化(凝固)图像,会总结熔化(凝固)图像中每段吸(放)热,存在状态,温度变化特点 在晶体熔化曲线中有明显的三段即:固体升温段熔化段液体升温段。 (选择多种晶体非晶体作为研究对象使结论具有普遍性) 物质处在熔点时:可能是固态可能是液态也可能是固液混合态 6会设计数据表格

新人教版八年级物理寒假辅导讲义专题03 物态变化(学生版+解析版)

新人教版物理八年级寒假辅导讲义专题03 物态变化(学生版)一、知识点解析 一、温度 体温度低,如果两个物体冷热程度一样,它们的温度相同。 2.摄氏温度:用“℃”表示,读作**摄氏度。在一个标准大气压下,冰水混合物的规定为℃,沸腾的水的温度规定为℃,然后把0℃和100℃之间分成100等份,每一等份代表1℃。0℃以下读作负**摄氏度或零下**摄氏度(如-10℃,读作负10摄氏度或零下10摄氏度)。 3.温度计:温度计是利用液体的原理制成的。 4.温度计的使用方法 (1)使用前:观察它的、(每个小刻度表示多少温度),估测是否适合测量待测物体的温度,待测温度不能超过温度计的量程(否则会损坏温度计);并看清温度计的分度值,以便准确读数。 (2)测量时:温度计的玻璃泡应全部被测液体中,不能紧靠容器壁和容器底部;温度计玻璃泡浸入被测液体中稍候一会儿,待温度计的示数后再读数;读数时玻璃泡要继续留在被测液体中,视线与温度计中液柱的上表面,并估测到最小刻度的下一位。 5.体温计体温计是专门用来测量人体体温的,测量范围:35℃~42℃;分度值为0.1℃,体温计读数时可以离开人体。 二、熔化和凝固 1.物态变化:物质在固态、液态和气态三种状态之间的变化叫物态变化。固态、液态、气态在一定条件下可以。物质以什么状态存在,跟物体的有关。 2.物态变化伴随能量变化:物态变化时伴随的传递。

3.熔化:(1)物质从变为的过程叫熔化;晶体熔化时的温度叫。 (2)熔化过程的特点:物质熔化时要;对晶体来说,熔化时,物质温度。 (3)晶体熔化的条件:1)温度达到,2)继续。 4.凝固:(1)物质从变为的过程叫凝固,熔化和凝固是可逆的两各物态变化过程。 (2)凝固过程的特点:固、液共存,物质凝固时要放出热量,温度不变。 (3)凝固点:晶体凝固时的温度叫,同种物质的熔点、凝固点。 (4)凝固的条件:1)达到凝固点,2)继续放热。 5.晶体和非晶体:固体可分为晶体和非晶体。 (1)晶体:熔化时有的物质;非晶体:熔化时没有固定熔点的物质。 (2)晶体和非晶体的根本区别是:晶体有熔点(熔化时温度不变继续吸热),非晶体没有熔点(熔化时温度升高,继续吸热)。 三、汽化和液化

生活中常见物态变化51例

生活中常见物态变化51例 一、读谚语,解释物态变化 1、雪落高山,霜降平原 2、水缸出汗,不用挑担(水缸穿裙子,天就要下雨) 3、开水不响,响水不开 4、冰冻三尺,非一日之寒 5、下雪不冷,化雪冷 6、霜前冷雪后寒 二、厨房中的热现象 1、水壶中的水烧开后,在壶嘴处看到的“白气”是怎么样形成的? 2、冬天水壶里的水烧开后,为什么在壶嘴一定距离处才能看到“白气”,而紧靠壶嘴的地方却看不到“白气”? 3、用锡焊的铁壶烧水为什么壶烧不坏,而不装水时把它放在火上一会儿变烧坏了? 4、手沾点凉水拿刚出笼的熟馒头时,为什么不觉得怎么烫手? 5、饺子放在水中无论怎么煮也不会变黄变焦,为什么放在油中炸会变黄变焦? 6、水落在热油锅里会爆炸,而油落到热水锅里却不会爆炸,为什么? 7、100℃的水蒸气比100℃的水烫得厉害,为什么? 8、烫伤后,用0℃水还是用0℃的冰冷敷效果更好,为什么? 9、炸食物时烧开的油溅到身上往往比烧开的水溅到身上对身体伤害得更严重,为什么

10、同样大小的一滴水,滴入发热的锅里和滴入热得发红的锅里,结果发现滴入温度较低的发热的锅里,水反而先干,为什么? 11、“扬汤止沸”是指把锅里烧开了的汤舀起来再倒回去;“釜底抽薪”是指从锅下抽掉燃着的木柴。请利用学过的物理知识解释其中的原因。 三、诗词中的物态变化 1、上联“杯中冰水,水结冰冰温未降”;下联:“盘内水冰,冰化水水温不升”,其中包含了哪些物态变化,为什么会有这种现象? 2、庐山以秀美的风景闻名于世唐代大诗人李白在《望庐山瀑布》一诗中写道“日照香炉生紫烟,遥看瀑布挂前川飞流直下三千尺,疑是银河落九天”. 请你从物理学的角度来解释“烟”的形成。 四、自然界中的物态变化 请利用所学知识解释下列自然现象是怎么样形成的,并说明是吸热还是放热。 1.雨 2.露 3.雾 4.雹 5.冰 6.雪 7.霜 8.窗花(发生在窗户的表面)

第三章物态变化知识点填空题

第一节温度: 1、温度:温度是用来表示物体的物理量; 注:热的物体我们说它的温度高,冷的物体我们说它的温度低,若两个物体冷热程度一样,它们的温度亦相同;我们凭感觉判断物体的冷热程度一般不可靠; 2、摄氏温度: (1)我们采用的温度是温度,单位是摄氏度,用符号“”表示; (2)摄氏温度的规定:把一个大气压下,的温度规定为0℃;把一个标准大气压下的温度规定为100℃;然后把0℃和100℃之间分成100等份,每一等份代表1℃。 二、温度计 1、常用的温度计是利用的原理制造的; 2、温度计的构成:玻璃泡、均匀的玻璃管、玻璃泡总装适量的液体(如酒精、煤油或水银)、刻度; 3、温度计的使用:使用前要:观察温度计的、(每个小刻度表示多少温度),并估测液体的温度,不能超过温度计的量程(否则会损坏温度计)测量时,要将温度计的玻璃泡与被测液体接触,不能紧靠和;读数时,玻璃泡不能离开被测液、要待温度计的示数后读数,且视线要与温度计中夜柱的上表面。 三、体温计: 1、用途:专门用来测量人体温的; 2、测量范围:℃;分度值为℃; 3、体温计读数时(填“可以”或“不可以”)离开人体; 4、体温计的特殊构成:玻璃泡和直的玻璃管之间有极细的、弯的细管叫做缩口; 物态变化:物质在固、液、气三种状态之间的变化;固态、液态、气态在一定条件下可以相互转化。物质以什么状态存在跟物体的有关。 2.温度计 a.原理: 利用水银、酒精、煤油等液体的制成的。 b.分类: 华氏温标(F)是由德国物理学家华伦海特(Fahrenheit)在1714年制定的。 摄氏温标( C)是由瑞典物理学家摄尔修斯(Celsius)在1742年制定的。 热力学温标( K)是英国科学家开尔文(Kelvin)于1848年建立的。 宇宙中温度的下限大约是-273℃,这个温度叫绝对零度,科学家们提出 以绝对零度为起点的温度,叫热力学温度。国际单位制中采用热力学温度, 这种温度的单位名称叫开尔文,简称开,符号是K。热力学温度T和摄氏温度t的关系是: T=t+ 例1. 如图所示温度计的示数: 甲温度计是______℃, 乙温度计是______℃, 两温度计的示数相差______℃ 例2. 给体温计消毒的正确方法是 A.用开水煮 B.用酒精灯加热 C.用自来水冲洗 D.用酒精棉花擦 例3. 家庭用的寒暑表的变化范围是 A.0℃~100℃ B.35℃~42℃ C.-10℃~100℃ D.-20℃~50℃ 例4. 两支没有甩过的体温计的读数都是39℃,经过消毒后直接用来测量体温是36 ℃和40 ℃的两个病人,则这两支温度计的读数分别是 A、36 ℃和40 ℃ B、40 ℃和40 ℃ C、39 ℃和40 ℃ D、39 ℃和39 ℃

最新第三章物态变化教案上课讲义

第三章物态变化 第一节温度计 一、教学目标: (一)知识与技能:理解温度计的工作原理;了解常见温度值,会用温度计测温度,知道体温计并会使用。 (二)过程与方法:通过观察和实验,了解温度计结构及原理,掌握使用方法。 (三)情感态度价值观:激发学习兴趣及求知欲望。 二、教学重点:正确使用温度计测液体的温度,如何培养学生的观察能力和实验能力。 三、教学难点:温度计的构造和使用方法 四、教具准备:温度计、水、烧杯、课件 五、教学过程: 生齐读教学目标 (一)引入新课:演示课件,只凭感觉判断温度可靠吗? (二)进行新课: 1、温度 (1)温度:物体的冷热程度叫做温度 (2)测量工具:温度计 原理:液体的热胀冷缩 结构:玻璃管、液泡、液体、液柱、毛细管、刻度

实验用温度计(酒精温度计) 种类:体温计(水银温度计) 寒暑表(煤油温度计) 2、摄氏温度(规定):在一个大气压下,把冰水混合物温度规定为 0摄氏度,把沸水温度规定为100摄氏度,在0摄氏度和100摄氏度之间分成100等份,每份为1℃。 写:37℃、0℃、-5℃ 读:37摄氏度、0摄氏度、零下5摄氏度 看表:①白炽灯泡灯丝温度多大②钨熔点多大, ③正常人体温多大④水银凝固点多大 3、温度计使用 (1)估:估计被测物体温度 (2)选:选量程合适的温度计 (3)看:量程、分度值、零刻度 (4)放:竖直插入,液泡全侵,不碰容器底和容器壁 (5)读:液泡留在液体中,示数要稳定 (6)取:从零读到液柱面,视线柱面要相平 4、体温计(生自学回答问题) (1)作用是测体温,量程是35℃-42℃,分度值是0.1℃ (2)结构上不同点:有缩口,用法上不同:a、可拿出来读数,b、测前要甩。 六、课堂小结:生总结本节主要内容,教师补充

物态变化

专题九物态变化 考点一温度 1、温度表示物体的;单位:。 2、温度计原理:液体的性质,分类:实验室常用温度计、体温计等。 3、温度的测量: 1)选用合适的温度计;看清分度值。 2)温度计的液泡与被测物体充分接触,勿接触和。 3)稳定后读数,找,判断零上还是零下;视线与液面相。 1、摄氏温标规定,在标准大气压下,沸水的温度为() A. 120℃ B. 100℃ C. 90℃ D. 80℃ 2、以下是小明估计的常见温度值,其中合理的是() A.中考考场的室温为 50℃ B.冰箱保鲜室中矿泉水的温度约为-5℃ C.洗澡时淋浴水温为 70℃ D.健康成年人的腋下体温约为37℃ 3、测量温度的工具是温度计,常用温度计是根据液体的规律制成的。小杨同学在测量室外温度时发现温度在不断升高,在这个过程中,温度计内的水银柱慢慢升高,对于温度计内的水银柱而言,它的在增大(选填“密度”或“质量”或“内能”)。某时刻温度计示数如图,则此时的温度计示数为℃。 4、在探究“冰的熔化特点”的实验中, (1)如下左图甲所示,将装有碎冰块的试管放在水中加热,是为了使冰块受热(选填“均匀、不均匀)。 (2)如图乙所示,温度计读数方法正确的是__ __(选填“A、B、C”),此时示数是__ __℃,试管中的物质呈__ __态。 5、小华在探究水的沸腾特点实验中: (1)如上右图所示,操作错误的是温度计的玻璃泡________。 (2)他纠正错误后继续实验,某时刻温度计的示数如图16乙所示,其中读数方法正确的是____(选填“A、B、C”),示数是____ ℃。 (3)实验中,是通过__ __方式增加水的内能。要缩短加热时间,请写出一种可行的办法:__ __。

高中物理 固体液体和物态变化知识点

高中物理固体、液体与物态变化知识点 一、晶体与非晶体 1、晶体的微观结构特点 ①组成晶体的物质微粒,依照一定的规律在空间整齐地排列。 ②晶体中物质的微粒相互作用很强,微粒的热运动不足以它们的相 互作用而远离。 ③微粒的热运动表现为在一定的平衡位置附近不停地做微小的振动。 晶体与非晶体主要区别在于有无固定熔点。 二、液体 1、液体的微观结构 液体中的分子跟固体一样就是密集在一起的,液体分子的热运动 也就是表现为在平衡位置附近做微小的振动。但液体分子只在很小的区域内有规则的排列,这种区域就是暂时形成的,边界与大小随时改变,有时瓦解有时重新形成。

2、液体的宏观特性:具有一定的体积、流动性、各向同性与扩散的特点。 3、液体表面张力 ①分子分布特点:由于蒸发现象,液体表面层分子分布比内部分子稀疏。 ②分子力特点:液体内部分子间引力、斥力基本上相等,而液体表面层分子之间距离较大,分子力表现为引力。合力指向液体内部。 ③表面特性:表面层分子之间的引力使液面产生了表面张力,使液体表面好像一层绷紧的膜。如果在液体表面任意画一条线MN,线两侧的液体之间的作用力就是引力,它的作用就是使液体表面绷紧,所以叫做液体表面张力。 表面张力的作用:使液体表面具有收缩的趋势,使液体面积趋于最小,而在相同的体积下,球形的表面积最小。所以我们瞧到的液滴都就是球面形的。液滴由于受到重力的影响,往往程扁球形,在失重条件下才呈球形。 三、浸润与不浸润 1、附着层:液体与固体接触就是,接触的位置形成一个液体薄层。

现象由于液体对固体浸润造成液 面在器壁附近上升,液面弯曲, 形成凹形的弯月面。 由于液体对固体不浸润造成液 面在器壁附近下降,液面弯曲, 形成凸形的弯月面。 微观 解释 如果附着层的液体分子比液 体内的分子密集,附着层内液 体分子间距离小于分子间的 平衡距离r,附着层内分子间 的作用力表现为斥力,附着层 有扩张的趋势,这样表现为液 体浸润固体。 如果附着层的液体分子比液体 内的分子稀疏,附着层内液体分 子间距离大于分子间的平衡距 离r,附着层内分子间的作用力 表现为引力,附着层有收缩的趋 势,这样表现为液体不浸润固 体。 说明一种液体就是否浸润某种固体,与这两种物质的性质都有关。例如:水可以浸润玻璃,但不能浸润蜂蜡;水银可以浸润铅与锌,但 不能浸润玻璃。 四、毛细现象 1、毛细现象指:浸润液体在细管中上升的现象,以及不浸润液体在细管中下降的现象。

【回放讲义】初二物理-物态变化专题(一)-全国版

物态变化专题(一) 模块1:晶体与非晶体的熔化特点 知识素材knowledge combing 初物模块化-晶体与非晶体的区别学生素材 ***晶体与非晶体 1、晶体:固体在熔化过程中不断吸热,温度保持不变,有固定的熔化温度,这类固体叫做晶体。 海波(硫代硫酸钠)、冰、钻石、水晶、食盐、石英、明矾、萘、多数金属等都是晶体,如图所示: (a)熔点:当晶体的温度升高到一定温度时开始熔化,熔化的过程中晶体不断吸热但温度不变,这个温 度叫做晶体的熔点。 (b)凝固点:当晶体的温度降低到一定温度时开始凝固,凝固的过程中晶体不断放热但温度不变,这个 温度叫做凝固点。 一般情况下,同一种晶体,熔点和凝固点是相同的。 2、非晶体:固体在熔化过程中不断吸热,温度不断上升,没有固定的熔化温度,这类固体叫做非晶 体。 松香、玻璃、蜂蜡、沥青等都是非晶体,如图所示:

(a)非晶体熔化:非晶体在熔化的过程中,先由硬变软,再变稠,后变稀,最后变为液态。整个过程非晶体吸收热量,温度不断上升。 (b)非晶体凝固:非晶体在凝固的过程中,由液态变稀、变稠、变软、变硬成为固态。整个过程物质放出热量,温度不断降低。 1如图所示是某种物质熔化时温度随时间变化的曲线图,下列说法正确的是( )

放入正在熔化的盐冰水混合物中如图乙所示,试管中冰水混合物中的冰会( ) 沸腾”,记录数据如下表,下列说法正确的是( ) 1.蒸发:指在任何温度下,发生在液体表面上的缓慢的汽化现象。蒸发过程吸收热量,周围温度降低。

炎热的夏天,往地上洒些凉水会感觉凉爽 游泳上岸后会感觉有些冷 △蒸发快慢的影响因素:液体的温度、液体的表面积和液体上方空气的流动速度。如图所示: 结论:液体的表面积越大、温度越高、上方空气流速越快,液体蒸发的速度就越快。 2.沸腾:液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象。液体沸腾要到一定的温度才能进行,此温度叫做液体的沸点。 烧开正沸腾的水 △液体沸腾的条件:①达到沸点;②不断吸热。 △液体沸腾的特点:液体在沸腾过程中,温度保持不变。 【小卡片: △沸点影响因素: ①气压:气压越大,沸点越高。 ②杂质:有杂质,沸点升高。】 3.蒸发和沸腾对比:

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