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1、升華和凝華
1.知識與技能 知道升華和凝華的概念,知道升華過程要吸熱,凝華過程要放熱.
2.過程與方法 知道升華可以獲得低溫,能解釋有關(guān)升華、凝華現(xiàn)象.
3.情感、態(tài)度與價值觀 能感受事物相互聯(lián)系、轉(zhuǎn)化的辯證唯物主義觀點;能樂于探索一些自然現(xiàn)象.
探究指導(dǎo)
物理宮殿
1.升華(sublimation)和凝華(condensation)
物質(zhì)從固態(tài)直接變成氣態(tài)叫升華.物質(zhì)由氣態(tài)直接變成固態(tài)叫凝華.
【例1】 圖1.5-1現(xiàn)象中不屬于升華的是( )
圖1.5-1
思路與技巧 從圖中情景可以看出a c d中物質(zhì)“雪、冰、樟腦”都是由固態(tài)直接變成氣態(tài),屬升
2、華現(xiàn)象;而b圖中則出現(xiàn)液態(tài)的“小水珠”屬液化.
答案 b.
【例2】 在插有小樹枝的封閉燒瓶內(nèi),放入一些衛(wèi)生球碾碎后的粉末(如圖1.5-2),然后把它放在酒精燈的火焰上微微加熱,停止加熱后燒瓶內(nèi)的樹枝上會出現(xiàn)潔白、玲瓏的人造“雪景”.你能解釋其中的道理嗎?
圖1.5-2
思路與技巧 衛(wèi)生球常用樟腦這種物質(zhì)制成,樟腦受熱非常容易升華,遇冷也常容易凝華.當(dāng)加熱時樟腦升華成氣體,停止加熱后樟腦氣體在樹枝上凝華成白色固體.
答案 衛(wèi)生球受熱升華,在樹枝上遇冷凝華成固態(tài).
2.升華過程吸熱,凝華過程放熱
【例3】 在空中噴灑干冰是人工降雨的一種方法.干冰使空氣中的水蒸氣變成小
3、冰粒,冰粒下降過程中變成雨滴.水蒸氣變成冰粒、冰粒變成雨滴的物態(tài)變化過程分別屬于( )
A.凝華、熔化 B.升華、熔化
C.升華、液化 D.凝華、液化
解析 干冰是固態(tài)的CO2,噴灑在空中,能迅速吸熱升華,使周圍降溫.空氣中的水蒸氣遇冷直接變成固態(tài)的小冰粒,是物質(zhì)由氣態(tài)變成固態(tài)的過程,屬凝華;冰粒變成雨滴是物質(zhì)由固態(tài)變成液態(tài)的過程,屬熔化.因此,水蒸氣變成冰粒、冰粒變成雨滴的物態(tài)變化過程分別屬于凝華、熔化.
答案 A.
點評 人工降雨是利用科學(xué)知識實現(xiàn)人的主觀意愿的典型例子.要判斷一個過程中發(fā)生的是什么物態(tài)變化,關(guān)鍵是分析出物質(zhì)的初態(tài)、末態(tài)各是什么.
【例4
4、】 圖 1.5-3是小礬同學(xué)為探究物質(zhì)凝華過程是吸熱還是放熱而設(shè)計的實驗裝置圖.實驗中碘吸熱后升華成碘蒸氣,不一會看到蓋住杯口的玻璃內(nèi)表面有顆粒碘出現(xiàn),這是碘蒸氣 形成.于是她提出的猜想是 .為驗證猜想采取的實驗方法是 .
圖1.5-3
思路與技巧 升華和凝華是互逆過程,熔化和凝固是互逆過程,熔化吸熱凝固放熱,那么,可以想像升華吸熱,凝華放熱.要檢驗是否放熱,就要利用物質(zhì)吸熱后會發(fā)生的物態(tài)變化現(xiàn)象來認識.
答案 凝華 凝華放熱 用酒精燈加熱碘一段時間,再將水滴滴幾滴在玻璃上表面,熄滅酒精燈.等一會兒會看見固態(tài)碘出現(xiàn)在玻璃內(nèi)表面同時水珠不見了其原因是水吸收碘凝
5、華放出的熱變成水蒸氣跑到空氣中.
探究體驗
問題情景 干冰可以制造特殊的舞臺效果,如入仙境.干冰是怎樣在舞臺上形成“霧”的呢?
試一試 ①將量筒中的干冰慢慢地倒在手上.干冰從 態(tài)直接變成 態(tài).此時手感到 且看到手的周圍產(chǎn)生“霧”,如圖1.5-4所示;
圖1.5-4
②用電扇輕吹,會看到風(fēng)吹向哪個方向,霧就在哪個方向形成.
議一議 由上述現(xiàn)象可知:“霧”的形成首先是干冰 (熔化/升華) (吸/放)熱.使空氣的溫度 (升高/降低).空氣中的水蒸氣遇冷 成小水珠.
探究點撥 干冰升華時會吸收大量的熱量、干冰倒在手上會凍傷手,因此,實驗時應(yīng)注意干冰應(yīng)適量,實驗中
6、若用口吹氣,會看到霧更濃.
【例5】 小明為了探究空氣冷卻時有什么現(xiàn)象發(fā)生,他從冰箱的冷凍室中拿出一根冰棒,發(fā)覺硬邦邦的冰棒上附著白花花的“粉”;剝?nèi)グb紙,看見冰棒在向下冒“白氣”,如圖1.5-5.他把這支冰棒放進茶杯里,不一會兒,茶杯外壁逐漸形成了一些小水珠,像是茶杯在“冒汗”.請你分析上述三種現(xiàn)象的原因,并說明空氣冷卻時會怎樣.
圖1.5-5
思路與技巧 小明從冰箱冷凍室拿出冰棒,冰棒溫度很低,周圍空氣中的水蒸氣遇冷迅速放熱凝華成小冰晶,附著在冰棒包裝紙上.剝?nèi)グb紙,周圍空氣中的水蒸氣遇冷,冰棒放熱降溫,液化成小水珠,小水珠附著在空中的浮塵上,即看到的“白氣”;冰棒放進茶
7、杯里,茶杯的溫度也隨著降低,空氣中的水蒸氣遇冷的茶杯外壁液化成小水珠依附在茶杯外壁上,像是茶杯在“冒汗”.由上述三種現(xiàn)象可看出空氣遇冷時,空氣中的水蒸氣會發(fā)生液化和凝華現(xiàn)象.
答案 “白粉”是空氣中的水蒸氣凝華而成;向下冒的“白氣”是空氣中水蒸氣液化而成;茶杯外壁上的水珠是空氣中的水蒸氣液化而成.
空氣冷卻時空氣中的水蒸氣會發(fā)生液化現(xiàn)象或凝華現(xiàn)象.
聊天室
話題:人工降雨
胖胖:人工“耕云播雨”的理想成為現(xiàn)實.老師,您能否介紹一下通過什么方法實現(xiàn)人工降雨?
老師:簡單地說人工降雨就是設(shè)法使空中水蒸氣變成小雨滴落下.如圖1.5-6.
圖1.5-6 人工降雨
隨著科研的發(fā)
8、展,人工降雨有三種常用方法:一種是向云層中輸送冷卻劑,一般用飛機在適當(dāng)?shù)脑浦腥霾几杀?,靠干冰的升華吸收大量的熱,使云中的冰晶增多,小水滴增大,從而形成降雨;另一種方法是向高空撒布與冰晶結(jié)構(gòu)極為相似的碘化銀、樟腦或酒精等藥劑,作為吸附水汽、加速水汽液化或凝華的物質(zhì),使云層中冰晶增多,或云中小水滴增大而降雨;還有一種方法是用飛機在適當(dāng)?shù)脑茖又兄苯訃姵鲋睆郊s為0.05mm的水滴,使云層底部的小水滴相互合并、變大而形成降雨.
樂樂:那人工降雪與人工降雨的方法是否一樣呢?
老師:基本上原理一樣,根據(jù)氣候條件的不同就可實現(xiàn)人工降雨或人工降雪.
胖胖、樂樂:原來高科技的應(yīng)用離不開簡單的物理知識,我們要
9、好好養(yǎng)習(xí)物理,將來為人類多做貢獻.
快樂套餐
1.日本札幌是著名的“溫泉之鄉(xiāng)”,它位于日本北部,冬天非常寒冷.中央電視臺“正大綜藝”的記者在札幌看到一個非常奇怪的現(xiàn)象:公路上一點積雪都沒有,但是路旁的積雪卻足足有兩三尺高.這是為什么呢?下面幾種解釋,你認為最有道理的是( )
A.道路上的車太多了,雪來不及覆蓋路面
B,積雪都被風(fēng)吹到路旁去了
C.道路下面都鋪了溫泉管道,路面溫度較高
D.路面是黑色的,水蒸氣不能形成雪
2.下列物態(tài)變化中,屬于升華現(xiàn)象的是( )
A.放在衣櫥里的樟腦丸越來越??;冬天窗戶上的“冰花”
B.花盆中潮濕的泥土變干;白熾燈的
10、鎢絲變細
C.冬天的“霧凇”;水面上結(jié)的冰
D.冬天上凍的衣服,通風(fēng)處自然晾干;利用“干冰”人工降雨
3.現(xiàn)在超市里賣一種叫“固體清新劑”的商品,把它放置在舞廳包廂里、飯店里、廁所里、汽車里等,能有清新空氣、預(yù)防感冒等作用,使您的居室溫馨芳香.這種現(xiàn)象是( )
A.汽化 B.升華 C.凝華 D.熔化
4.對如圖所述解釋正確的是( )
A.結(jié)霜是升華現(xiàn)象
B.結(jié)霜是液化現(xiàn)象
C.所謂的“煙”并非真正的煙,是小水珠汽化形成的
D.所謂的“煙”并非真正的煙,是水蒸氣液化形成的
5.如圖1.5-7所示,用久了的燈泡內(nèi)壁變黑,是因為鎢在高溫下 ,變成
11、鎢蒸氣,然后遇冷 在燈內(nèi)壁.
圖1.5-7
6.請你在圖1.5-8的括號中填寫各種物態(tài)變化的名稱,在橫線上填寫吸熱、放熱情況.
圖1.5-8
7.將下列物態(tài)變化過程與右邊物態(tài)變化名稱用線連起來
(1)打開冰棍的包裝紙,常常會看到冰棍冒“白氣” 熔化
(2)冬天,能看到呼出的“白氣” 凝固
(3)冬天,室外冰凍的衣服干了 汽化
(4)在寒冷的冬夜里,房間門窗玻璃的內(nèi)表面往往結(jié)一層冰花 液化
(5)屋頂?shù)耐呱辖Y(jié)了一層霜 升華
(6)早晨的濃霧 凝華
8.你聽說“升華干燥食品”嗎?其方法是把新鮮食品放到急凍冷庫里進行速凍,然后把速凍過的食品放在真空干燥機中.由于食物上的冰在低溫、低壓下 ,便把食品中殘余的水分 掉.
參考答案
[探究體驗] 1 固;氣;冷;升華;吸;降低;液化
[快樂套餐] 1.C 2.D 3.B 4.D 5.升華;凝華 6.略 7.液化(1)(2)(6);升華:(3);凝華:(4)(5)
8.升華;蒸發(fā)