第四章物质的形态及其变化
4.1 从全球变暖谈起。
1、温度和温度计。
1）物体的冷热程度叫温度，测量温度的仪器是温度计。
2）常用温度计是根据液体的热胀冷缩性质制成的，里面的液体有汞（水银）、酒精、煤油等。
2、摄氏温标与热力学温标。
1）摄氏温标：单位是摄氏度，用符号“℃”表示。把冰水混合物的温度规定为0℃，把一标准大气压下的沸水温度规定为100℃，在0℃和100℃之间分100等分，每一等分为1℃，读作1摄氏度。
2）热力学温标：单位是开尔文（简称“开”），用符号“k”表示，它是国际单位制中温度的单位。它以-273℃作为温度的起点，叫做绝对零度。
3）两者的关系：t=273+t
3、温度计的使用方法：①温度计的玻璃泡要全部浸入被测液体中，且不要碰到容器底或容器壁；②温度计玻璃泡浸入被测液体后要稍候一会儿，待示数稳定后再读数；③读数时玻璃泡要继续留在被测液体中，视线要与温度计内液面相平，如图4-1中乙正确、甲和丙错误。
4、温度计读数：如图4-2中甲的示数为 9℃ ；乙的示数为 -16℃ 。
5、体温计：①人体正常体温是36.8℃(或37℃)；体温计的测量范围是35℃～42℃，分度值是0.
1℃；③体温计玻璃泡上部有一段细而弯的缩口；④体温计可以离开人体读数；⑤使用前应先用力将水银甩回玻璃泡；⑥如图4-3中体温计的示数为 36.8℃ 。
6、几种新颖的温度计：气体温度计、辐射温度计、红外测温计、电子体温计、光测高温计、电阻温度计。
4.2 **汽化和液化的特点。
1、物质的三种状态：固、液、气态。
2、汽化：物质由液态变为气态的现象。汽化有两种方式：蒸发和沸腾。
1）蒸发：①蒸发是在任何温度下都能发生，只在液体表面发生的缓慢汽化现象。蒸发有致冷作用。
②影响蒸发快慢的因素有：液体的温度高低、液体的表面积大小、液体表面附近的空气流动速度。
2）沸腾：①沸腾是在一定温度下，在液体内部和表面同时进行的剧烈汽化现象；②液体沸腾时的温度叫沸点，沸点与气压有关；③液体沸腾的条件：一是温度达到沸点，二是必须继续加热；④液体在沸腾过程中要吸收热量，但温度保持不变。
3）水的沸腾图象（如图4-4）。从图象可知， bc 段表示的是水沸腾的过程，在此过程中，水的温度保持不变 ，但需要吸热，此实验所得水的沸点是 99℃ 。
4）蒸发和沸腾的区别如下表所示。
3、液化：物质由气态变为液态的现象。汽化有两种方法：降低温度和压缩体积。
所有气体在温度降到足够低时都能被液化。
液化石油气就是在常温下，通过压缩体积的方法液化的；液化使气体体积缩小，有利于贮藏和运输。
4、汽化要吸热和液化要放热。
1）蒸发吸热及致冷：液体蒸发时要从周围物体（或自身）中吸收热量，使周围物体（或自身）温度降低，因此蒸发有致冷作用。例如在**上擦一点酒精就会感到凉快，这是因为酒精蒸发时从身体吸收了热量，使**的温度降低的缘故；医生常用蒸发得很快的氯乙烷作麻醉剂，使病人的**冷却到失去疼痛感觉的程度时进行手术。
2）蒸发的例子：①湿衣服变干；②用电吹风将湿发吹干；③夏天，在教室地上洒水降温；④太阳出来，白雾不见了，露珠不见了。
3）日常生活中的液化现象：生活中的“白气”、“白雾”是由于水蒸气放热温度降低液化形成的（注意：水蒸气是无色透明的，平时看到的“白气”、“白雾”并不是水蒸气，而是水蒸气遇冷液化凝结成的小水珠）。
例如①天冷呼出“白汽”；②冬天从室外走到室内时眼镜上蒙上一层白雾；③雾、露的形成；④冰箱里拿出的饮料会“冒汗”；⑤打开冰棒包装纸，看到冰棒冒“白汽”；⑥夏天自来水管外壁会“冒汗”。
4.3 **熔化和凝固的特点。
1、熔化和凝固：物质由固态变为液态的现象叫做熔化，由液态变为固态叫凝固。
2、熔点和凝固点：（1）固体分为晶体和非晶体。晶体有一定的熔点，如冰、石英、水晶、食盐、金属、海波、萘、明矾等是晶体；非晶体没有熔点，如玻璃、松香、石蜡、沥青等是非晶体。
2）晶体都有一定的熔化温度叫熔点；晶体都有一定的凝固温度叫凝固点。有无熔点和凝固点是区别晶体和非晶体的重要一点。不同物质其熔点不同，同一物质的凝固点跟它的熔点相同。
3、晶体的熔化和凝固条件及特点：（1）晶体熔化条件：温度要达到熔点且能够继续吸热；（2）熔化特点：
晶体熔化过程中要吸收热量但温度保持不变。（3）晶体凝固条件：温度达到凝固点且能够不断向外放热；（4）凝固特点：
晶体凝固过程中放出热量但温度保持不变。
4、非晶体的熔化和凝固：对非晶体加热时，它的温度逐渐升高，但同时开始熔化，先变软，逐渐变稀，直至全部成为液态；非晶体在凝固时向外放热，随着温度降低，它逐渐变稠、变黏、变硬、最后成为固体，因此也没有一定的凝固温度。
5、熔化的例子：①铁变为铁水；②冰熔化成水；③吃冰棒解热。
6、凝固的例子：①水结成冰；②钢水浇铸成钢锭。
7、南极的气温可低至-89℃，因此只能用酒精温度计而不能用水银计来测气温；不能用酒精温度计来测量沸水的温度；不能将铝锅里的铁块熔化成铁水。
8、如图4-6所示为萘的熔化和凝固图象。①萘在bc段是固液共存态，在de段是液态，在ef段是固液共存态；②萘的熔点是80℃，凝固点是80℃；③萘熔化时用了8min，凝固时用了4min，它熔化
过程中要吸热，温度不变。
4.4 升华和凝华。
1、升华：物质由固态直接变为气态的现象。（1） 升华要吸热。
2）升华的例子：①放在衣橱中的樟脑丸变小了；②冰冻的衣服晾干了；③利用干冰升华吸热进行人工降雨；④用久的灯泡灯丝变细。
2、凝华：物质由气态直接变为固态的现象。（1）凝华要放热。
2）凝华的例子：①冬天，玻璃窗上形成的冰花；②霜的形成；③用久的灯泡内壁变黑。
3、人工降雨的过程：用干冰可以进行人工降雨。特殊装置的飞机将干冰撒入一定高度的冷云层中，干冰就会很快升华，并从周围吸收大量的热，使空气的温度急剧下降，于是高空中的部分水蒸气便凝华成小冰粒。
这些小冰粒逐渐变大而下落，遇到暖气流就熔化为雨点降落到地面上，在一定条件下就形成降雨过程。
4.5 水循环与水资源。
1、地球上水的循环：地球上水的三种状态在不断地相互转化。阳光照射下，海洋、陆地上的水蒸发成水蒸气，随风流动，在高空聚集成云，通过雨、雪或冰雹等降水落到海洋、陆地。
然后又蒸发到大气中，开始了新的循环。如此周而复始，水的物态变化，形成了海洋、陆地、大气间的水循环。
2、自然界中的物态变化；
1）露：是天气较热的时候，空气中的水蒸气于清晨前遇到温度较低的树叶、花草等，液化成小水珠附着在它们的表面上，这是一种液化现象。
2）雾和云：都是水蒸气在空气中遇冷液化的小水珠，这些小水珠悬浮在空气中，在地面附近称为雾，在高空处则称为云，因此雾和云都是水蒸气液化现象，不是冰的升华现象。
3）霜：冬天的早晨，地面的气温特别低，水蒸气便直接凝华成为白茫茫的霜。
4）雪：冬天，高空更寒冷，水蒸气急剧降温，直接凝华为六角形的小冰晶即雪花。
5）雹：在夏天，云中的水珠被上升气流带到气温低于0℃的高空，凝固为小水珠，小水珠在下落时，其外层受热熔化成水，并彼此相结合，使冰珠越来越大，如果上升气流很强就会再升入高空，在其表面凝结一层冰壳，经多次上下翻腾，能结合成较大的冰珠，当上升气流托不住它时，冰珠就落在地面上形成冰雹。
6）框架图：
升入高空的水蒸气液化→小水珠→暖云→雨。
凝华→小冰晶→冷云→雪。
在低空中的水蒸气液化→小水珠分散在空气中的尘埃上→雾。
附着在地面上的物体上→露。
在低空中的水蒸气凝华→小冰晶→附着在地面上的物体上→霜。
3、水资源：
1）地球上的水97.2%以上是海洋的咸水，人类无法直接利用，可直接利用的只有不到0.03%。
2）水危机的主要原因：水资源受到污染和人类过量使用水。
3）节约用水的措施：①减少水龙头的滴漏现象；②用洗米洗菜水浇花；③用拖地的水冲厕所；④农业上用喷灌代替沟渠灌溉；⑤使用节水型洁具；⑥养成随手关水龙头的习惯。
4、物态及物态变化：如图4-7所示。
5、熔化、凝固、沸腾图像。
1）熔化图像如图4-8所示。
ab段过程：固态海波吸热升温。
状态：固态。
过程：海波吸热熔化。
bc段状态：固液共存态
温度：48℃不变。
cd段过程：液态海波吸热升温。
状态：液态。
2）凝固图像如图4-9所示。
ef段过程：液态海波放热降温。
状态：液态。
过程：液态海波放热凝固。
fg段状态：固液共存态。
温度：48℃不变。
gh段过程：固态海波放热降温。
状态：固态。
3)沸腾图像如图4-10所示。
ab段：水吸热升温。
bc段：水吸热沸腾，温度保持100℃不变。
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