高中物理 第3章 固體和液體 5 飽和汽與未飽和汽教師用書 教科版選修3-3

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5．飽和汽與未飽和汽 學 習 目 標 知 識 脈 絡 1.知道飽和汽、未飽和汽，了解在一定溫度下未飽和汽的密度小于飽和汽的密度． 2．知道什么是飽和汽壓，了解飽和汽壓與溫度有關系，知道溫度不變時飽和汽壓與體積無關．(難點) 3．知道什么是絕對濕度和相對濕度．(重點) 4．了解本節(jié)知識在生活、生產中的應用，增強理論聯(lián)系實際的意識. 飽和汽與未飽和汽 1．飽和汽與未飽和汽 (1)動態(tài)平衡 當相等時間內回到液體的分子數(shù)等于離開液體的分子數(shù)時，液體和氣體之間達到了一種動態(tài)平衡． (2)飽和汽 跟液體處于動態(tài)平衡的氣體叫做飽和汽． (3)未飽和汽 未達到飽和的氣體叫做未飽和汽． 2．飽和汽壓 (1)定義：飽和汽產生的壓強叫做飽和汽壓． (2)飽和汽壓的相關因素 飽和汽壓與溫度和液體的性質直接相關，當溫度不變時，飽和汽壓并不隨體積而變化． 1．達到飽和汽時，液面上的氣體分子的密度不斷增加．() 2．達到飽和汽時，液面上的氣體分子的密度不變．(√) 3．達到飽和汽時，蒸發(fā)和凝結達到動態(tài)平衡．(√) 有人說在密閉容器里的液體和氣體達到平衡時蒸發(fā)就停止了，分子運動也停止了，這種說法對嗎？ 【提示】　這種說法不對．達到平衡時單位時間內逸出液面的分子數(shù)與回到液面的分子數(shù)相等，是一種動態(tài)平衡，并非分子運動停止． 1．動態(tài)平衡的理解 (1)動態(tài)平衡的實質 ①處于動態(tài)平衡時，液體的蒸發(fā)仍在不斷進行； ②處于動態(tài)平衡時的蒸汽密度與溫度有關，溫度越高，達到動態(tài)平衡時的蒸汽密度越大； ③在密閉容器中的液體，最后必定與上方的蒸汽處于動態(tài)平衡狀態(tài)中． (2)動態(tài)平衡的條件：外界條件變化時，原來的動態(tài)平衡狀態(tài)被破壞，經過一段時間會達到新的平衡． 2．飽和汽與未飽和汽的比較 比較項目 飽和汽 未飽和汽 定義 跟液體處于動態(tài)平衡的氣體 還沒有達到飽和狀態(tài)的氣體 特點 (1)一定溫度下有一定的蒸汽密度 (2)一定溫度下有一定的壓強(飽和汽壓) (3)不遵守氣體的實驗定律 (1)一定溫度下，未飽和汽的密度和壓強都比飽和汽的小 (2)近似遵守氣體的實驗定律 轉化 飽和汽變?yōu)槲达柡推姆椒ㄊ牵? (1)溫度不變，減小蒸汽的密度 (2)體積不變，提高蒸汽的溫度 未飽和汽變成飽和汽的方法是： (1)溫度不變時，增加蒸汽的密度 (2)體積不變時，降低蒸汽的溫度 3.影響飽和汽壓的因素 (1)飽和汽壓跟液體的種類有關 實驗表明在相同的溫度下，不同液體的飽和汽壓一般是不同的．揮發(fā)性大的液體，飽和汽壓大． (2)飽和汽壓跟溫度有關 飽和汽壓隨溫度的升高而增大．這是因為溫度升高時，液體里能量較大的分子增多，單位時間內從液面飛出的分子也增多，致使飽和汽的密度增大，同時蒸汽分子熱運動的平均動能也增大，這也導致飽和汽壓增大． (3)飽和汽壓與體積無關 飽和汽的液體與氣體的平衡狀態(tài)是一種動態(tài)平衡，當飽和的蒸汽體積發(fā)生變化時，密度也要變化，動態(tài)平衡就被破壞．重新達到平衡后，在溫度不變的情況下，飽和汽壓也是不變的，故飽和汽壓跟體積無關． 1．下列對動態(tài)平衡的說法正確的是(　　) A．當氣態(tài)水分子的數(shù)密度增大到一定程度時就會達到這樣的狀態(tài) B．在相同時間內回到液體中的分子數(shù)小于從液體表面飛出去的分子數(shù) C．此時，蒸汽的密度不再增大，液體也不再減少 D．蒸發(fā)的速度不再改變，以恒速蒸發(fā) E．蒸發(fā)停止 【解析】　對水的蒸發(fā)過程進行分析判斷：當達到動態(tài)平衡時，蒸發(fā)和凝結仍在繼續(xù)進行，只不過達到動態(tài)平衡而已，故B、E選項錯誤． 【答案】　ACD 2．關于飽和汽壓，下列說法正確的是(　　) 【導學號：74320049】 A．溫度相同的不同飽和汽，飽和汽壓一般不同 B．溫度升高時，飽和汽壓增大 C．溫度升高時，飽和汽壓減小 D．飽和汽壓與飽和汽的體積無關 E．飽和汽壓與飽和汽的體積有關 【解析】　同一氣體的飽和汽壓僅由溫度決定，溫度升高，飽和汽壓增大；與氣體的體積及外界大氣壓無關，不同氣體的飽和汽密度在同一溫度不同，從而飽和汽壓不同．故A、B、D正確． 【答案】　ABD 3．將未飽和汽轉化成飽和汽，下列方法可行的是(　　) A．保持溫度不變，減小體積 B．保持溫度不變，減小壓強 C．保持體積不變，降低溫度 D．保持體積不變，減小壓強 E．保持溫度不變，增大體積 【解析】　保持溫度不變，減小體積，可以增大壓強，使未飽和汽達到飽和汽壓成為飽和汽，A對，B、E錯，體積不變，降低溫度，飽和汽壓降低，也可以使未飽和汽的壓強達到飽和汽壓；體積不變，減小壓強，使得飽和汽的溫度降低，從而使飽和汽壓降低，C、D對． 【答案】　ACD 理解一定溫度下有一定的壓強(飽和汽壓)必須注意 (1)飽和汽的蒸汽密度和壓強都只與溫度有關，與體積無關，溫度升高時，不僅分子的平均動能增大，而且分子密度也增大，單位時間內與器壁單位面積的碰撞次數(shù)也增大，因此飽和汽壓隨溫度的升高而增大，飽和汽不遵守氣體實驗定律. (2)未飽和汽是指某一空間的蒸汽還沒有達到飽和狀態(tài)，這個空間的蒸汽叫未飽和汽．在一定溫度下，未飽和汽的密度和壓強都比飽和汽?。达柡推男再|與真實氣體相同，近似遵守氣體實驗定律． 空氣的濕度 1．絕對濕度概念 空氣中所含水蒸氣的壓強． 2．相對濕度 (1)某溫度時空氣的絕對濕度跟同一溫度下水的飽和汽壓的百分比，叫做這時空氣的相對濕度． (2)B＝100%. 3．空氣濕度的影響 相對濕度對人們的生活影響很大：過小，人體的水分散失加快；過大，抑制人體散熱．為了使環(huán)境保持適當?shù)臐穸龋梢杂贸闈駲C或加濕器來調節(jié)． 1．平常所說的濕度指相對濕度，即空氣中所含水蒸氣的壓強．() 2．對人們生活產生影響的主要是相對濕度．(√) 3．相對濕度可以描述空氣的潮濕程度．(√) 陰雨連綿的夏天，人們會感到氣悶；寒冷的冬季，人們會感到口腔和鼻腔難受，為什么？ 【提示】　空氣的潮濕程度對生活和生產有很大的影響．空氣太潮濕，人會感到氣悶，物體也容易發(fā)霉；空氣太干燥，口腔和鼻腔會感到難受，植物容易枯萎． 1．影響相對濕度的因素 相對濕度與絕對濕度和溫度都有關系，在絕對濕度不變的情況下，溫度越高，相對濕度越小，人感覺越干燥；溫度越低，相對濕度越大，人感覺越潮濕． 2．相對濕度的計算 (1)根據相對濕度＝，即B＝100%，知道了水蒸氣的實際壓強和同溫下水的飽和汽壓，代入公式即可求得． (2)注意單位的統(tǒng)一，水蒸氣的實際壓強和同溫度下水的飽和汽壓要采用同一單位． (3)在某一溫度下，飽和汽壓是一定值，知道了絕對濕度可以算出相對濕度；反之，知道了相對濕度也能算出絕對濕度． (4)環(huán)境溫度變化時，水的飽和汽壓和水蒸氣的實際壓強都發(fā)生變化，相對濕度不會超過100%. 4．空氣濕度對人們的生活有很大影響，當濕度與溫度搭配得當，通風良好時，人們才會舒適．關于空氣濕度，以下結論正確的是(　　) A．絕對濕度大而相對濕度不一定大，相對濕度大而絕對濕度也不一定大，必須指明溫度這一條件 B．相對濕度是100%，表明在當時的溫度下，空氣中水蒸氣已達到飽和狀態(tài) C．在絕對濕度一定的情況下，氣溫降低時，相對濕度將減小 D．在絕對濕度一定的情況下，氣溫升高時，相對濕度將減小 E．在絕對濕度一定的情況下，氣溫升高時，相對濕度將增大 【解析】　相對濕度定義B＝100%，式中p為空氣中所含水蒸氣的實際壓強，ps為同一溫度下水的飽和汽壓，ps在不同溫度下的值是不同的，溫度越高，ps越大，故A正確；相對濕度為100%，說明在當時的溫度下，空氣中所含水蒸氣的實際壓強已達到飽和汽壓，B正確；絕對濕度p不變時，氣溫降低，ps減小，相對濕度增加，故C、E錯，D正確． 【答案】　ABD 5．在某溫度時，水蒸氣的絕對氣壓為p＝200 mmHg，此時的相對濕度為50%，則此時的絕對濕度為多少？飽和汽壓為多大？ 【導學號：74320050】 【解析】　根據絕對濕度的定義可知此時的絕對濕度為200 mmHg.由相對濕度B＝100% 可得ps＝100%＝ mmHg＝400 mmHg. 【答案】　200 mmHg　400 mmHg (1)空氣的潮濕情況不是由空氣的絕對濕度決定，而是由空氣的相對濕度決定的，在判斷過程中應根據相對濕度的定義公式并查表求出一定溫度下空氣的相對濕度來解答. (2)相對濕度越大，水蒸氣越接近飽和，水分蒸發(fā)越慢，人會感到越潮濕.