1、物态变化质量第五章：物态变化一、物态与物态变化：1、物态： (1) 自然界的物质通常有三种存在状态：固体状态（固态）、液体状态（液态） 和气体状态（气态）（ 比如：水有液态水、故态冰和气态水蒸气三种状态 ）。 (2) 我们通常所说的“水是液体，铁是固体，空气是气体”，那是指这些物质在 通常情况下的存在状态。2、物态变化： （1） 在一定条件下，物质可以从一种状态转化为另一种状态。 物质从一种状态转化为另一种状态的现象叫做物态变化。 （2） 物质的状态变化需要一定的条件。（ 最主要的条件是：温度、吸收或放出 热量。）3、物态变化的实质： 从分子结构理论（分子动理论）来看，物态变化的过程实质上是物
2、质从一种分子结构变为另一种分子结构的过程。具体的说，则是物质的分子间距离的变化引起了分子间相互作用力的变化，从而引起分子运动方式的改变，进一步引起分子的排列情况发生改变，使物质有一种分子结构变为另一种分子结构。4、物态变化的种类和定义示意图： 物态变化通常有三类、七种： 三类： 固体与液体之间的转化， 液体与气体之间的转化， 固体与液体之间的 直接转化。 七种： 熔化、凝固、蒸发、沸腾、液化、升华、凝华。（其中，蒸发与沸腾同 属于汽化 ） 示意图： 要求：此图必须熟记，并且要能对每种变化举出3个以上生活、生产和自然现象中的实际例子，同时对这些例子要能够作出正确解释。二、熔化与凝固： （一）、晶
3、体与非晶体： 固体通常分为晶体和非晶体两类。 1、 概念： 晶体：分子按一定的规则排列，具有规则的几何外形的固体。 或分子按一定的规则排列，虽没有一定的几何外形，但每个晶粒具有一 定的几何外形的固体。 2、 晶体的分类和常见的晶体和非晶体： 晶体分为单晶体和多晶体两类： 单晶体：分子按一定的规则排列，具有规则的几何外形的固体。 如：冰、水晶、海波、萘、食盐、蔗糖 等。 多晶体：分子按一定的规则排列，虽没有一定的几何外形，但每个晶粒具 有一定的几何外形的固体。 如：所有的金属等。 3、 晶体与非晶体在热学性质上的主要区别： 晶体具有一定的熔点和凝固点，而非晶体没有。 （二）熔化： 1、熔化的概念
4、： （1） 概念：物质由固态变为液态的过程叫做熔化。 注意：A、此定义对晶体和非晶体都适合； B、应与通常所说的溶化加以区别。 （2） 常见的熔化现象： 如：冰化成水、冰雪消融、铁块化成铁水、沥青（或蜡）熔化 等。、 2、晶体熔化的条件、规律，熔点： 条件：温度达到熔点并继续吸收热量。 规律：是在一定温度下熔化的（即：在熔化过程中虽不断吸收热量，但温度保持 在熔点不变）。 熔点：晶体熔化时的温度（即：必须达到并在熔化过程中保持不变的温度）。 注意：不同的晶体的熔点不同；同一晶体的熔点受纯度、压强的影响。 （ 如：在压强增大时冰的熔点降低而铁的熔点升高；纯度越大熔点越低。 ）3、非晶体的熔化：
5、非晶体在熔化过程中也要吸收热量，但它在熔化过程中温度不断升高。 并且，非晶体没有熔点，它的熔化过程表现为：吸收热量后逐渐变软、变稀直至变成液体；而在整个过程中它的温度不断升高。（即非晶体没有熔点）4、熔化图象： （1）图象： （2）要求：A、能辨认哪是晶体的熔化图象，哪是非晶体的熔化图象，并由此 确定晶体和非晶体。弄清图象表示的意义。 B、弄清图象表示的意义。 C、图象中各段表示的变化过程； D、图象中各段（包括起点、终点和整个过程）中物质的状态； E、图象中各段表示的过程中物质的吸热、放热和温度的变化情况； F、能从图象中找出该晶体的熔点。5、晶体和非晶体在熔化上的异同： 相同点：都是从固态
6、变为液态，都要吸收热量。 不同点：晶体是在一定温度下熔化的，有熔点。而非晶体没有一定的熔化温度， 在熔化过程中温度不断升高。（三）凝固： 1、凝固的概念： （1） 概念：物质从液态变为故态的过程叫做凝固。 注意：A、此定义对晶体和非晶体都适合； B、不能把凝固说成凝结。 （2） 常见的凝固现象：水结冰、铁水浇铸成车轮、液态松香变成故态松香等。 2、液态晶体凝固的条件、规律，凝固点： 条件：温度达到凝固点并继续放出热量。 规律：是在一定温度下凝固的（即：在凝固过程中虽不断放出热量，但温度保 持在凝固不变）。 凝固点：液态晶体凝固时的温度（即：必须达到并在凝固过程中保持不变的温 度）。 注意： 同
7、一晶体的熔点与凝固点相同。 3、非晶体的凝固： 非晶体在凝固过程中也要放出热量，但它在凝固过程中温度不断降低。 并且， 非晶体没有凝固点，它的凝固过程表现为放出热量后逐渐变稠、变硬直至变成固体； 而在整个过程中它的温度不断降低。（即非晶体没有凝固点） 4、凝固图象： （1） 图象： （2）要求： A、能辨认哪是晶体的熔化图象，哪是非晶体的熔化图象，并由此 确定晶体和非晶体。弄清图象表示的意义。 B、弄清图象表示的意义。 C、图象中各段表示的变化过程； D、 图象中各段（包括起点、终点和整个过程）中物质的状态； E、 图象中各段表示的过程中物质吸热、放热和温度的变化情况； F、 能从图象中找出该
8、液态晶体的凝固点。 5、晶体和非晶体在凝固上的异同： 相同点：都是从液态变为固态，都要放出热量。 不同点： 液态晶体是在一定温度下熔化的，有凝固点。而非晶体没有一定的凝 固温度， 在凝固过程中温度不断降低。 6、晶体熔化和凝固的分子动理论解释： 思路：温度的变化 分子运动速度的变化分子的能量分子排列情况 的变化分子结构的改变物质状态的改变。 （具体解释： 略 ）三、汽化与液化： （一）概念： 1、汽化： （1）概念：物质从液态变为液态的过程叫做汽化。 （2）两种方式： 液化包括蒸发和沸腾两种方式。 2、液化：物质从气态变为液态的过程叫做液化。 （二）蒸发： 1、概念：只在液体表面发生的、在任何
9、温度下都可发生的汽化现象叫做蒸发。 2、蒸发的发生条件：液面敞开。（唯一条件） 3、影响蒸发快慢的因素：液体表面积、液体温度、液面空气流速及液体种类。 具体而言：同种液体的温度越高，表面积越大，液面空气流动越快，蒸发就越快。反之，就越慢。 不同液体在相同条件下蒸发的快慢不同。（如酒精的蒸发就比水快，液化气极易蒸发等。） 4、防止蒸发和改变蒸发快慢的方法： （1）防止蒸发的办法： 密封液面，使液面不与空气接触。 （2）改变蒸发快慢的方法： 加快蒸发：升高液体温度，增大液体表面积，加快液面空气流动速度。 （如晒粮食或晾晒衣服时，总是把粮食或衣服放在通风向阳处， 并且尽量摊开。） 减慢蒸发：降低液体
10、温度，减小液体表面积，减慢液面空气流动速度，以 及尽可能地把液体密闭起来。 （如北方的坎儿井和管道输水、农田喷灌，汽油、酒精等液体 密闭保存等。） 5、蒸发过程的致冷作用： （1） 液体蒸发时要吸收热量。 （2） 液体蒸发时，若不给它供热，则它就要从周围物体和未蒸发的液体本身 吸收热量。 （3） 由于液体蒸发时要从周围物体吸收热量，因此液体蒸发具有致冷作用。 （ 如：游泳后若不即使擦干声上的水会觉得凉，当有风吹来时还会觉得 更冷；在皮肤上擦些酒精回觉得凉 等 。） （4） 液体蒸发的致冷作用的应用： 医生给高烧病人额头擦酒精进行物理降温；先天在房间地板上洒水可降 低房间温度；冰箱内液化气蒸发从
11、冰箱内吸热是箱内温度降低；夏天扇扇子纳 凉 等。（三）沸腾： 1、概念：一定温度时，在液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象叫做沸腾。 注意： 给液体加热时，在液体沸腾前和沸腾时液体内部都回产生气泡， 但沸腾时旗袍较多，现象较剧烈，且气泡上升过程中逐渐变大；而沸腾 前旗袍较少，现象不剧烈，且气泡上升过程中逐渐变小。 2、发生条件、规律、沸点： 条件： 温度达到沸点并继续吸收热量。 （ 特别注意：这2个条件必须同时具备，缺一不可！ ） 规律： 在一定压强下，液体是在一定的 温度下沸腾的，沸腾的过程中要吸收热 量而温度保持在沸点不变。 沸点： 液体沸腾时的温度叫做液体的沸点。 液体的沸点与液体的种
12、类和液面上的气压有关。 （在相同气压下，不同液体的沸点不同；同一液体在不同气压下沸点不 同 气压越大其沸点越高。） 3、沸腾图象：（以水为例，冰的熔化与水的沸腾的图象的结合）要求： A、能辨认哪部分是晶体的熔化图象，哪是液体的沸腾图象，并弄清图象 表示的意义。 B、弄清图象表示的意义。 C、图象中各段表示的变化过程； D、图象中各段（包括起点、终点和整个过程）中物质的状态； E、图象中各段表示的过程中物质吸热、放热和温度的变化情况； F、能从图象中找出该液态晶体的熔点、凝固点和液体的沸点。 （四）蒸发与沸腾的异同：(见下表）蒸 发 和 沸 腾 的 区 别 与 联 系项 目蒸 发沸 腾区别发生条
13、件只要液面敞开，在任何温度下都能发生只能在特定温度下（沸点）发生汽化发生部位只在液体表面发生汽化在液体表面和内部同时发生汽化有无气泡产生无有大量气泡产生剧烈程度 （汽化速度）通常较为缓慢较剧烈温度变化情况若无人为供热，则自身温度降低（有致冷作用）温度保持沸点不变联 系 1、本质相同： 都属汽化现象（即都是由液态变为气态）。 2、吸热、放热情况相同： 都要吸收热量。 （五）液化： 1、概念： 物质从气态变为液态的过程叫做液化。（液化又叫“凝结”） 2、发生条件、规律、液化温度： （1） 发生条件：温度降到足够低（液化临界温度以下），并放出热量。 任何液体在温度降到足够低是都能够液化。 （2） 规
14、 律：在液化过程中要放出热量，但温度不一定降低。 （3） 液化温度：气体液化所必须达到的最高温度叫做气体的临界温度。 在相同条件下，不同气体的临界温度不同；同种气体在不同 压强下，其临界耳朵也不同。 注意：任何气体，只要温度还高于临界温度，则不管怎么增大压强也不 能使其液化。 3、促使气体液化的方法： 降温并加压。（或说成“降低温度、压缩体积” 增大压强可使气体在较高温度时液化（ 但必须在“临界温度”这 一必备条件下）。 通常使用的液化石油气、液态氧等就是通过在常温下加压的方法使 其在常温下液化而贮存在钢瓶（耐压容器）里的。 4、生活、生产和自然现象中的常见液化现象： (1) 生活、生产中的常
15、见液化现象： 烧水时，水开了后可在壶口和壶嘴附近看到“白汽”； 煮饭时，揭开锅盖却看不清楚锅内情况。只看到灰蒙蒙的一片； 冰箱内部的保鲜冷藏室内壁说出现水珠； 夏 天： 打开包冰棍的纸时，会看到冰棍冒“白汽”； 刚从冰箱里取出来的饮料和矿泉水瓶子的外壁会“出汗”； 打开冰箱门，可看到冰箱门附近冒“青烟”； 揭开煮沸的汤锅锅盖，只见“白蒙蒙”一片而看不见锅内情况； 自来水管“出汗”； 对着镜面呵气，镜面会变模糊，但过一会儿又会自动变明亮； 开放空调的汽车的窗户玻璃外表面出现水珠； 开放着的空调的管子中滴水； 冬 天： 气温较低时，可看到人讲话时呼出的“白汽”； 戴眼镜的人，突然从户外进入温暖的房
16、间时，镜片会变模糊； 开放空调的汽车的窗户玻璃内表面出现水珠； （2）自然现象中的常见液化现象： 一年四季中，清晨空气中出现雾； 清晨，花草树木上出现露珠； 5、液化现象的解释： 解释此类现象应充分考虑和注意以下几个方面： （1） 弄清“白汽”、“白雾”或水珠的本质： 有水蒸气液化而成。 （2） 弄清水蒸气的来历：有些来源于空气，有些来源于物体内部； （3） 弄清水蒸气发生液化的外部条件：遇到低温物体； （4） 发生液化的是高温气体中的水蒸气。 （六）蒸发、沸腾的分子动理论解释： 1、蒸发的解释： 从分子动理论的观点来看，蒸发实际上就是物质从液体分子结构变为气 体分子结构的过程。 液体内部各个
17、分子无规则运动的速度是不相同的（我们平常所说的分子 运动快慢实际上是指他们的平均快慢）。而无论在任何温度时（前提是还是液 态）在液面及液面附近的液体中，总有一些液体分子的平均速度要比其他分 子大，其能量也较大，因而这些分子就能够克服其他分子的引力束缚而跑到 液面以外去，成为气体分子，这就是蒸发。因此，液体在任何温度时都可以 蒸 发。 而当液面密闭是，液体与空气不接触，扩散不难能发生。所以，蒸发的 发生条件是“液面必须是敞开的”。 由于蒸发的不断进行，液体内速度相对较大的分子不断减少，因而液体 分子总动能将不断减少，所以液体的温度将不断降低。因此，液体蒸发时若 无外界供热，液体的温度就要降低。
18、当液体温度越高时，液体分子运动越快，在液面和液面附近就有更多分 子能够克服其他分子的引力束缚而跑到液面以外去，成为气体分子；液体的 表面积越大，在相同时间内就会有更多分子跑到液面以外去，成为气体分子； 液面上空气流动越快（即气压越小），相同时间内，液体中跑到液面以外去成 为气体分子的净分子数（即进入到气体中的分子数与重新返回液面的分子数 之差）就越多。因此：液体温度越高，表面积越大，液面上空气流动越快， 蒸发就越快。 2、沸腾的解释： 从分子动理论的观点来看，沸腾实际上就是物质从液体分子结构变为气 体分子结构的过程。 由于沸腾时在液体内部发生剧烈汽化，因此必须使内部的分子具有能够 从液体分子结
19、构变为气体分子结构的能力。所以这些分子必须具备较大的动 能，因而必须将其温度提高到相应的温度并不断保持这一温度才行。因此液 体要沸腾，必须使其温度达到沸点。 液体温度达到沸点后，在从液体分子结构变为气体分子结构的过程中， 分子间的距离、排列情况和相互作用力发生改变，这些都需要能量。因此， 液体在沸腾过程中要吸收热量。 由于液体在沸腾过程中所吸收的热量需用来改变分子的结构及排列情 况，因而液体分子的平均速度不会增大。所以，液体在沸腾过程中虽然要吸 收热量，但它自身的温度并不升高而保持不变。 四、升华与凝华： （一）概念： 物质从固态直接变为气态的过程叫做升华。 物质从气态直接变为固态的过程叫做凝
20、华。 这两类现象是物质在一定条件下（主要是温度发生骤然大幅度改变），发 生在固、气态之间的直接转化，这类变化不经固、液之间和气、液之间的转化。 但可以看做分别是熔化、汽化和液化、凝固的浓缩。 升华与凝华互为逆过程。 （二）现象： 升华： 灯泡用久了，灯丝变细； 冰冻的湿衣服直接变干； 卫生球消失； 冬天，结霜地面在阳光照射下未变湿而直接变干； 碘微微受热，即变为淡紫色的碘蒸汽； “干冰”（固体二氧化碳）放在空气中会迅速消失 凝华： 降霜； 下雪； 雾凇； 灯泡用久了玻璃泡变黑； 作饭的锅用久了，锅底上出现一层黑色粉末； 冰箱的冷冻室壁上有时会出现一层冰 注意：有些现象中既有升华过程也有凝华过程
21、。如“灯泡用久了变黑”这 一现象则是：灯丝（金属钨）在高温、低压下发生升华而形成钨蒸汽， 使灯丝变细；而升华产生的钨蒸汽遇到低温的玻璃泡而发生凝华形成黑 色的粉末状钨，故而使玻璃泡变黑。 （三）升华过程中的吸热： 升华过程中要吸收热量，而凝华过程中则要放出热量。 气体物质在固体状态发生升华时，具有致冷作用。 （四）升华与凝华现象的解释： 应着重注意以下3点： A、 发生条件： 温度骤然改变很大幅度。 B、 升华的致冷作用； C、 初始状态和最后状态。 五、自然界中水的循环与节约用水： （一）自然界中水的循环： 自然界中的水在存在状态存在位置上都是循环的。 其循环方式和路线如下图： （二）水资源
22、危机与节约用水： 1、水资源危机：水资源危机是当今世界的几大主要危机之一。近年来，水资源 危机在各个国家和地区均呈不断上升的趋势，这已不仅对人类的生 活、生产造成极大影响，而且对全球气候和人类的生存环境产生了 巨大影响。 2、造成水资源危机的主要原因： 全球人均淡水资源占有量低；生产的过度发展，水资源的需求日益增 大，过度用水；水资源地域和时空分布不均，土地的不断沙漠化和盐碱化； 水资源污染、浪费现象严重。 3、我国水资源状况： 我国水资源虽然丰富，但人均占有量低，是一个缺水的国家。我国 水资源地域分配不均，时段差异大。水资源污染现象严重，浪费现象特 别严重。 4、解决水资源危机的根本方法是：
23、 合理开发利用水资源，防止水资源污染，提倡并实施节约用水。 第六章：质量与密度一、质量： （一）概念： 1、定义：物体中所含物质的多少叫做质量。通常用字母“m”或“M”表示。 2、意义：物体中所含物质的多少。 注意：它与日常生活、生产中所说的质量（好坏、优劣程度）是完全 不同且毫无联系的，请一定要认真加以区分。 3、单位： 主单位为“千克” （又叫公斤），符号为“ kg”。 物理学上“1 kg”的原始规定为：4时，1升（1dm3）纯水的质量规 定为1千克。 现行标准：以底面直径和高均为39毫米的铂（）铱（）合金的质量 作为1千克的标准，保存在巴黎国际标准度量衡局里，又叫做“国际千克 原器”。它
24、是当今科学上唯一一个仍以具体实物为标准的物理量。 主单位与其他单位的换算关系（都是千进制）： 1 t = 103 kg ， 1 kg = 103 g ； 1g = 103 mg ， 1 mg = 103 g 。 4、性质：质量是物体的一种属性物体本身具有的，由本身的因素决定而与 外界因素无关的物理量。它不随状态、温度、位置和时间的改变而改变。 我们在初中阶段还将学习和了解物体的另一中属性惯性。 （二）测量： 1、测量工具：测量质量的工具很多，其基本工具是天平。 2、托盘天平的构造、使用方法及规则： （1）构造及原理： 结构：见课本图示。 原理：杠杆平衡原理。 （2）使用方法及主要步骤： A、放
25、置：将天平置于水平台面上（物理天平不一定需要台面水平，可 通过调节底座实现）。 B、调节：调节横梁成水平（调节的方法及注意事项见后）。 C、称量： a、放物体：将被测物放在天平的左盘中（液体应用容器盛装后再 放如盘中）。（若天平无游码标尺，则亦可放右盘） b、放砝码：在右盘中加、减砝码及移动游码直至天平平衡。 注意：称量时只能通过增减砝码或移动游码使天平平衡，决不能再次 移动平衡螺母使其平衡。 向天平盘内试加砝码应按从大到小的顺序。 向右移动游码相当于想右盘中添加小砝码。 c、计算被测物质量： 被测物质量m = 右盘中所用砝码总质量m1 游码所对刻度m2 注：若不慎将被测物放在天平的右盘而将砝
26、码放在了天平的左盘，则计算 方法应是： 被测物质量m = 左盘中所用砝码总质量m1 游码所对刻m2 正确放置、正确计算所得值m1与错误放置而常规计算所得值m2的差异： m = m2 m1 = 2 m/ （游码刻度值的2倍） D、整理天平：称量结束后，取出砝码和物体，将砝码放回砝码盒内， 再将天平止动。 整理时应先取砝码而后取物体。 从天平盘里取走砝码时，应按从小到大的顺序。 砝码用完后应放回砝码盒内，不能随意乱放，以免损坏和锈蚀。 （3）使用规则及注意事项： A、使用前应将天平放在水平太面上，并调节横梁平衡后方可使用。 B、有游码的天平，被测物必须放在天平的左盘中。 C、潮湿和有腐蚀性的物体不
27、能直接放如天平盘中。 D、不能超出天平的最大秤量，以免损坏天平。 E、取放物体和砝码时，必须轻拿轻放，以免损坏天平； 砝码必须用 镊子夹取，不准徒手拿取；砝码用完后必须全部放回砝码盒内，不能随意乱 放，防止遗失、生锈和受潮。 （使用生锈的砝码进行称量，测得值偏小于实际值。而使用磨损的砝 码进行称量，测得值偏大于实际值。） F、天平必须放置在阴凉干燥处。 注： 1、 天平的整个使用过程中，横梁2次达到平衡（调节和称量时），游 码和平衡螺母只能使用1次。 2、 判断横梁是否平衡的标志：看指针是否指向刻度盘中央刻度线。 3、 使用前调节横梁平衡的方法和步骤： 先将游码位于天平测量标尺的左端“0”点上
28、，然后移动横梁右端（或 左端）的平衡螺母，直到指针指向刻度盘中央刻度线为止。 若指针偏向刻度盘中央刻度线左侧，则表示右边高了，则将平衡螺母 向右调；若指针偏向刻度盘中央刻度线右侧，则表示左边高了，则将平衡 螺母向左调。总之，哪边高了，就把平衡螺母向哪边调。 3、及种特殊测量： （1） 液体质量的测量：先称出空容器的质量，再将被测液体装入容器中， 然后用天平称出容器和液体的总质量，最后计算出液体的质量： 液体的质量 = 容器和液体的总质量 容器的质量 （2） 微小质量的测量：用积累法（即测多算少）。 （3） 较大质量的测量：用取样法。即先取一定已知体积的样本，测出其质 量，在根据总体积计算出总质
29、量。二、密度：（一）、密度的概念： 1、定义：某种物质单位体积的质量叫做这种物质的密度。符号为“” 物质单位体积的质量即质量与体积的比值。 2、公式： = 3、单位：国际主单位为“ 千克 / 米3 ”，符号为“ kg / m3 ” 。 “ kg / m3 ”读作：“ 千克每立方米”。 “ kg / m3” 与“ g / cm3”的换算关系为： a 103 kg / m3 = a g / cm3 4、物理意义：密度的数值表示的意思是：每立方米的某种物质的质量是多少千克。 而对于某一具体物质而言，回答时则应指明物质和质量。如对“铝的密 度是2 . 7103 kg / m3表示的意思 ”则应回答为：
30、每立方米的铝的质量 是2 . 7103 千克。 5、物理量性质：密度是物质的一种属性：每种物质都有一定的密度，且只与物质 的种类有关，而与其他任何因素无关。 但必须特别注意：密度只是物质的属性而不是物体的属性。同一 物体在不同状态、不同温度、不同压强下的密度不同。 因此，密度是物质的属性，是物体的特性。（二）密度的计算： 1、基本依据： = 2、基本类型： （1）以知质量和体积求密度 （2）以知体积和密度求质量 （3）以知质量和密度求体积 本类计算的关键是统一单位。 3、特殊类型： （1）、空心问题： A、是否空心的判断： 有三种方法： 求出物体的密度，然后同物质的密度比较。若求出的密度比物质
