
1.理解物質(zhì)的升華和凝華現(xiàn)象;
2.認(rèn)識(shí)生活中的升華凝華現(xiàn)象;
3.了解物質(zhì)升華和凝華伴隨的吸放熱;
4.會(huì)利用物態(tài)變化解釋生活中的自然現(xiàn)象。
【基礎(chǔ)知識(shí)】
知識(shí)點(diǎn)一、升華
1.現(xiàn)象探究
2.概念:物質(zhì)從固態(tài)直接變?yōu)闅鈶B(tài)的過程叫做升華。
3.對升華的理解
(1)升華是指物質(zhì)直接由固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程,“直接”說明變化過程中物質(zhì)不存在液態(tài)這一狀態(tài)。
(2)理論上講,固態(tài)物質(zhì)在任何溫度下都會(huì)升華,但實(shí)際上常溫下很多固態(tài)物質(zhì),如金屬,都可以認(rèn)為時(shí)不升華的。
(3)加熱可以加速固態(tài)物質(zhì)的升華現(xiàn)象。如碘升華,在常溫下非常緩慢,但稍一加熱,升華現(xiàn)象就非常明顯。
(4)生活中常見的升華現(xiàn)象:樟腦丸變小、冰凍的衣服變干、永久了的白熾燈燈絲變細(xì)、碘升華、干冰升華等。
“汽化”和“升華”的區(qū)別
1.物質(zhì)由固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài),可以有兩種不同的方式:
(1)物質(zhì)先從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)(熔化),再從液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)(汽化);
(2)物質(zhì)直接由固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)(升華)。
2.汽化是物質(zhì)由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程,升華是物質(zhì)由固態(tài)不經(jīng)過液態(tài)直接變?yōu)闅鈶B(tài)的過程。它們的末狀態(tài)相同(都是氣態(tài)),但初狀態(tài)不相同,物質(zhì)汽化前是液態(tài),而物質(zhì)升華前是固態(tài)。
下列現(xiàn)象中,物態(tài)變化相同的一組是( )。
A.①③B.①④C.②③D.②④
知識(shí)點(diǎn)二、凝華
1.現(xiàn)象分析
2.概念:物質(zhì)由氣態(tài)直接變?yōu)楣虘B(tài)的過程叫凝華。
3.對凝華現(xiàn)象的理解
(1)凝華是指物質(zhì)由氣態(tài)直接變?yōu)楣虘B(tài)的過程?!爸苯印闭f明變化過程中物質(zhì)不存在液態(tài)這一狀態(tài)。
(2)理論上所有氣態(tài)物質(zhì)都能發(fā)生凝華,只是在通常情況下很多都難以發(fā)生或者進(jìn)行得及其緩慢。
(3)生活中常見的凝華現(xiàn)象:霜、冰晶、冰花、霧凇、燈泡變黑等。
“凝固”和“凝華”的區(qū)別
1.物質(zhì)由氣態(tài)變?yōu)楣虘B(tài),可以有兩種不同的方式:
(1)物質(zhì)先從氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)(液化),再從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)(凝固);
(2)物質(zhì)直接由氣態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)(凝華)。
2.凝固時(shí)物質(zhì)由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的過程,而凝華是物質(zhì)由氣態(tài)不經(jīng)過液態(tài),直接變?yōu)楣虘B(tài)的過程。它們的末狀態(tài)相同(都是固態(tài)),但初狀態(tài)不相同,物質(zhì)凝固前是液態(tài),物質(zhì)凝華前是氣態(tài)。
下列現(xiàn)象屬于凝華的是( )。
A.初春,冰雪消融B.盛夏,朝露晶瑩
C.晚秋,霜打枝頭D.嚴(yán)冬,滴水成冰
知識(shí)點(diǎn)三、升華吸熱、凝華放熱
1.實(shí)驗(yàn)探究:碘的升華和凝華
如圖所示,在實(shí)驗(yàn)室的通風(fēng)櫥內(nèi),將盛有適量冷水多的燒瓶放在裝有少量碘粒的燒杯口處,用酒精燈給燒杯微微加熱,不久可觀察到燒杯內(nèi)固態(tài)碘減少,燒杯內(nèi)充滿紫色碘蒸汽。同時(shí)觀察到瓶底部逐漸附著碘晶粒。停止對燒杯加熱,燒杯底部的碘晶粒變多,同時(shí)發(fā)現(xiàn)溫度計(jì)的示數(shù)升高。碘變成碘蒸汽是碘升華現(xiàn)象,碘的升華需要吸收熱量,加熱可使升華現(xiàn)象更明顯。燒瓶底部出現(xiàn)的碘晶粒是碘蒸汽的凝華現(xiàn)象,且該過程發(fā)出熱量使刷屏內(nèi)的水溫度升高。
【探究歸納】(1)物質(zhì)由固態(tài)直接變?yōu)闅鈶B(tài)需要吸收熱量,即升華吸熱;(2)物質(zhì)由氣態(tài)直接變?yōu)楣虘B(tài)需要發(fā)出熱量,即凝華放熱。
2.升華吸熱的應(yīng)用
物質(zhì)升華時(shí)會(huì)從周圍環(huán)境中吸收大量的熱量,在日常生產(chǎn)、生活中應(yīng)用最廣泛的是干冰的升華。
在學(xué)校組織的物理知識(shí)情景劇中,甲、乙、丙、丁四位同學(xué)分別扮演霜、霧、冰、水蒸氣,他們的臺(tái)詞正確的是( )。
A.甲:我是由水凝華而來,期間需要吸熱;
B.乙:我是由水汽化而來,期間需要放熱;
C.丙:我是由水凝固而來,期間需要吸熱;
D.?。何壹瓤梢宰兂杉?,也可以變成乙,期間均需要放熱
知識(shí)點(diǎn)四、物態(tài)變化總結(jié)
1.物質(zhì)存在三種狀態(tài)
固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。這三種狀態(tài)之間又存在著六種物態(tài)變化:熔化、凝固、汽化、液化、升華、凝華。
2.物態(tài)變化過程中的吸放熱
六種物態(tài)變化中,吸收熱量的有:熔化、汽化、升華;放出熱量的有:凝固、液化和凝華。熔化和凝固、汽化和液化、升華和凝華分別互為逆過程。
3.自然現(xiàn)象中的云、雨、霧、露、霜、雪、冰雹的成因和涉及的物態(tài)變化
如圖是大自然中水循環(huán)現(xiàn)象的示意圖,江、河、湖、海以及大地表層中的水不斷蒸發(fā)變成水蒸氣,當(dāng)含有很多水蒸氣的空氣升入高空時(shí),水蒸氣的溫度降低凝成小水滴或凝成小冰晶,這就形成了云。在一定條件下,云中的小水滴和小冰晶越來越大,就會(huì)下落。在下落過程中,小冰晶又變成小水滴,與原來的水滴一起落到地面,這就形成了雨。以下說法正確的是( )。
A.云的形成只有液化現(xiàn)象,液化需要放出熱量;
B.雨在形成過程中有熔化現(xiàn)象發(fā)生,熔化吸熱;
C.使氣體液化只能采用降低溫度的辦法;
D.通過水循環(huán)示意圖可知,自然界中的水總量不變,不必節(jié)約
【知識(shí)導(dǎo)圖】
【考點(diǎn)剖析】
考點(diǎn)一:升華和凝華現(xiàn)象
例一:下列現(xiàn)象所發(fā)生的物態(tài)變化,判斷錯(cuò)誤的是( )。
A.拉開冰箱門能看見的“白氣”——液化B.冬季戶外的“雪人”沒熔化卻變小——升華
C.冬季南湖公園里的水結(jié)了冰——凝華D.給高燒的病人用冰袋降溫——熔化
考點(diǎn)二:物態(tài)變化過程中的吸放熱
例二:如圖所示的下列物態(tài)變化中,需要吸熱的是( )。
A.枝頭結(jié)霜 B.山間起霧
C.雪人變小 D.海面結(jié)冰
考點(diǎn)三:自然界水循環(huán)中的物態(tài)變化
例三:閱讀材料,回答下列問題:
大自然中的水循環(huán)
如圖是大自然中水循環(huán)現(xiàn)象的示意圖.江、河、湖、海以及大地表層中的水不斷蒸發(fā)變成水蒸氣.當(dāng)含有很多水蒸氣的空氣升入高空時(shí),水蒸氣的溫度降低凝成小水滴或凝成小冰晶,這就是云.在一定條件下,云中的小水滴和小冰晶越來越大,就會(huì)下落.在下落過程中,小冰晶又變成小水滴,與原來的水滴一起落到地面,這就形成了雨.
(1)請?jiān)跈M線上寫出引文涉及的相應(yīng)物態(tài)變化名稱:“水蒸氣的溫度降低凝成小水滴”________、“或凝成小冰晶”________、“小冰晶又變成小水滴”________.
(2)上面涉及的三種物態(tài)變化中,屬于吸熱的是:________.
(3)在干旱地區(qū)可通過人工降雨的方法向天取水:把干冰(固態(tài)二氧化碳)撒到云層中,干冰一旦進(jìn)入云層,就很快________(填物態(tài)變化名稱)成氣體,并從周圍吸收大量的熱,使云層溫度降低導(dǎo)致降雨.
(4)我國屬于缺水國家,節(jié)約用水應(yīng)從我做起,請你寫出日常生活中的一項(xiàng)節(jié)水措施:_____________.
【真題演練】
1.(2022·山東臨沂) 北京冬奧會(huì)以“二十四節(jié)氣”作為開幕式的倒計(jì)時(shí),彰顯了中華民族悠久的文化內(nèi)涵和歷史積淀。下列與節(jié)氣有關(guān)的物態(tài)變化,屬于凝華的是( )。
A. 雨水,冰雪消融;B. 立夏,霧繞山巒;
C. 霜降,霜滿枝頭;D. 大寒,滴水成冰
2.(2022·江蘇連云港) 下列關(guān)于物態(tài)變化描述正確的是( )。
A. 冬天水面結(jié)冰是凝固現(xiàn)象;
B. 冰凍的衣服也能晾干是熔化現(xiàn)象;
C. 燒開水時(shí)冒出的“白氣”是升華現(xiàn)象;
D. 皮膚上涂一些酒精感到?jīng)隹焓且夯F(xiàn)象
3.(2022·山東泰安)2022年北京冬奧會(huì)開幕式,以“一朵雪花”為軸線,呈現(xiàn)出詩人李白詩句中描述的“燕山雪花大如席”的浪漫、夸張場景。北方冬季常見的雪花的形成與下列自然現(xiàn)象的形成屬于相同物態(tài)變化的是( )。
A. 露生成 B. 霧產(chǎn)生 C. 霜形成 D. 冰消融
4.(2022·江西?。?如圖所示,下列情景中所描述的物態(tài)變化及吸放熱情況,分析正確的是( )。
A. 糖汁成型“糖畫”——熔化放熱;
B. 樟腦丸“消失”——升華吸熱;
C. 濕手被“吹干”——液化放熱;
D. 冰棒冒“白氣”——汽化吸熱
5.(2022·湖南岳陽)下列自然現(xiàn)象與物態(tài)變化名稱對應(yīng)正確的是( )。
A. 初春,冰雪消融——熔化B. 夏天,大霧彌漫——汽化
C. 深秋,霜打枝頭——凝固D. 冬天,冰封江面——凝華
6.(2022·四川成都)清晨,站在青城山山頂放眼望去,薄霧從山間升騰而起,隨風(fēng)飄散,宛如仙境(如圖)。霧的形成屬于( )。
A. 汽化現(xiàn)象B. 液化現(xiàn)象C. 升華現(xiàn)象D. 凝華現(xiàn)象
7.(2022·江蘇蘇州)下列四幅圖中的物態(tài)變化,需要吸熱的是( )。
A. 初春,湖面上冰化成水;
B. 夏天,山頂上形成薄霧;
C. 秋天,草葉上形成露珠;
D. 嚴(yán)冬,樹枝上出現(xiàn)霧淞
8.(2022·四川樂山)下列物態(tài)變化現(xiàn)象中屬于升華的是( )。
A. 雪的形成; B. 露珠的形成;
C. 冬天結(jié)冰的衣服直接變干;D. 鐵塊變成鐵水
9.(2022·四川眉山)下列中華古詩中涉及到的有關(guān)物質(zhì),對它形成的物態(tài)變化分析正確的是( )。
A. “床前明月光,疑是地上霜”霜的形成過程是凝華現(xiàn)象;
B. “青青園中葵,朝露待日唏”露的形成過程是汽化現(xiàn)象;
C. “荷蓑出林春雨細(xì),蘆管臥吹莎草綠”雨的形成過程是升華現(xiàn)象;
D. “青海長云暗雪山,孤城遙望玉門關(guān)”雪的形成過程是凝固現(xiàn)象
10.(2022·河北省)下列說法正確的是( )。
A. “淵冰厚三尺,素雪覆千里?!薄氨钡男纬墒悄A現(xiàn)象;
B. “霧里山疑失,雷鳴雨未休?!薄办F”的形成是汽化現(xiàn)象;
C. “可憐九月初三夜,露似珍珠月似弓?!薄奥丁钡男纬墒且夯F(xiàn)象;
D. “月落烏啼霜滿天,江楓漁火對愁眠?!薄八钡男纬墒悄态F(xiàn)象
11.(2022·福建?。﹪宜倩^在冬奧會(huì)歷史上首次采用“二氧化碳跨臨界直冷制冰”技術(shù)。技術(shù)原理簡化如圖,下列說法正確的是( )。
A. CO2經(jīng)過壓縮機(jī)時(shí)溫度降低B. CO2經(jīng)過冷凝器時(shí)發(fā)生凝華
C. CO2經(jīng)過膨脹閥時(shí)發(fā)生升華D. CO2經(jīng)過蒸發(fā)器時(shí)吸收熱量
12. (2022·張家界)北京冬奧會(huì)賽道上的雪是利用造雪機(jī)將液態(tài)的水粉碎成霧狀的小水滴,當(dāng)小水滴遇到寒冷的外部空氣 ___________成小冰晶。自然降雪是水蒸氣在寒冷的高空急劇降溫,從而 ___________成微小的冰晶,這些冰晶聚集起來變成雪花飄落大地。(填寫物態(tài)變化名稱)
【過關(guān)檢測】
1.以下現(xiàn)象是自然界中常見的物態(tài)變化,在其物態(tài)變化過程中吸熱的是( )。
A.露珠的形成B.霜的形成C.雪的形成D.濃霧的消散
2.如圖所示,電影《長津湖》中,中國人民志愿軍“冰雕連”的士兵們趴在雪地上巋然不動(dòng),他們身上“霜”的形成過程發(fā)生的物態(tài)變化是( )。
A.液化B.凝華C.汽化D.凝固
3.下列說法正確的是( )。
A.溫度是用來表示物體冷熱程度的物理量,我們憑感覺可以準(zhǔn)確判斷物體的溫度;
B.蒸發(fā)是只發(fā)生在液體表面的汽化現(xiàn)象,沸騰是只發(fā)生在液體內(nèi)部的汽化現(xiàn)象;
C.晶體在熔化過程中盡管不斷吸熱,溫度卻保持不變;
D.物質(zhì)從固態(tài)直接變?yōu)闅鈶B(tài)的過程叫做升華,升華要放熱
4.下列自然現(xiàn)象所包含的物態(tài)變化過程需要吸熱的是( )。
A.春天,冰雪消融B.夏天,突降冰雹
C.秋天,濃霧彌漫D.冬天,雪花飛舞
5.如圖所示,自然界中的雪、霧、露、霜等現(xiàn)象,都是水這種物質(zhì)發(fā)生物態(tài)變化形成的。對這些現(xiàn)象的描述,正確的是( )。
A.霧的形成是液化現(xiàn)象,需要放熱;
B.露的形成是汽化現(xiàn)象,需要吸熱;
C.雪的形成是凝華現(xiàn)象,需要吸熱;
D.霜的形成是凝固現(xiàn)象,需要放熱
6.“二十四節(jié)氣”是中華民族智慧的結(jié)晶,有關(guān)節(jié)氣的諺語,下列分析正確的是( )。
A.“驚蟄云不停,寒到五月中”,云的形成是升華現(xiàn)象,該過程需吸熱;
B.“伏天三場雨,薄地長好麻”,雨的形成是液化現(xiàn)象,該過程需吸熱;
C.“霜降有霜,米谷滿倉”,霜的形成是凝華現(xiàn)象,該過程需放熱;
D.“大雪”節(jié)氣,雪的形成要吸收熱量
7.滑雪是很多人喜歡的冬季運(yùn)動(dòng),自然界的雪是水蒸氣_____而成的;當(dāng)自然界降雪不足時(shí),滑雪場需要“人工造雪”;在0℃以下的天氣里,造雪機(jī)噴射出水霧,這些霧滴遇到冷空氣發(fā)生_____,形成“人工雪”。(兩空均填物態(tài)變化名稱)
8.夏天,從冰箱里取出一瓶飲料,飲料瓶上出現(xiàn)的小水珠是由空氣中水蒸氣經(jīng)過______(填物態(tài)變化名稱)形成的。寒冷的冬天,房間窗戶玻璃______(選填“內(nèi)”或“外”)表面會(huì)出現(xiàn)一層冰花,這種物態(tài)變化需要______熱。
9.填寫下列空格處各現(xiàn)象的物態(tài)變化名稱。
A、春天清晨小草上結(jié)露珠是 _____;
B、冰棒化為水是 _____;
C、衛(wèi)生球變小是 _____;
D、冬天夜晚瓦上結(jié)霜 _____。
10.自然界中的水循環(huán)是通過水的物態(tài)變化實(shí)現(xiàn)的。地面上江、河、湖、海中的水在太陽的照射下不斷汽化成水蒸氣,水蒸氣在高空遇到冷的空氣后液化成小水滴或直接________(填物態(tài)變化)成小冰晶,就形成了云,這個(gè)過程需要_____熱(選填“吸”或“放”)。在一定的條件下,小冰晶和小水滴從空中落下,小冰晶_________(填物態(tài)變化)成水與原來的小水滴一起,形成雨水,匯集到江、河、湖、海中。
現(xiàn)象
分析
歸納
放在衣柜里的樟腦丸過段時(shí)間變小了
再樟腦丸變小過程中,樟腦直接有固態(tài)變成氣態(tài)
在這些現(xiàn)象中,樟腦丸、冰、鎢絲都是固態(tài)直接變成了氣態(tài)
冬天,室外冰凍的衣服過段時(shí)間變干了
衣服變干的過程中,衣服上的冰直接變成水蒸氣
永久了的白熾燈的燈絲變細(xì)了
固態(tài)的鎢絲中的鎢在高溫下直接變成了鎢蒸汽
現(xiàn)象
分析
歸納
冬天,房間窗戶玻璃的內(nèi)側(cè)出現(xiàn)“窗花”
室內(nèi)空氣中的水蒸氣,遇到溫度很低的玻璃,直接由氣態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的冰晶附著在玻璃上
在這些現(xiàn)象中,物質(zhì)都由氣態(tài)直接變?yōu)楣虘B(tài)
寒冷冬天,江邊樹枝上出現(xiàn)霧凇
空氣中的水蒸氣,在氣溫驟然降低時(shí),直接由氣態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的冰晶附著在樹枝上
深秋的早晨,地面、草葉上出現(xiàn)霜
空氣中的水蒸氣,在氣溫迅速降低時(shí),直接由氣態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的冰晶附著在地面、草葉上
人工降雨
將干冰撒入云層,干冰升華吸熱時(shí)空氣溫度急劇降低,云層中的水蒸氣大量液化成小水滴或凝華成小冰晶,進(jìn)而相互聚集形成了雨
儲(chǔ)藏物品
干冰升華不但能吸收大量的熱,還沒有殘留物,因而可以將干冰制成強(qiáng)制冷劑,用于儲(chǔ)藏物品
舞臺(tái)效果
在舞臺(tái)上噴撒干冰可使舞臺(tái)上方的空氣溫度迅速下降,空氣中的水蒸氣遇冷迅速液化成小水滴,可形成煙霧繚繞的舞臺(tái)效果
醫(yī)療手術(shù)
將干冰放在人體組織上,可讓該組織溫度迅速降至極低,使組織壞死、脫落,從而達(dá)到“不動(dòng)刀”而治愈的目的
自然現(xiàn)象
成因
涉及的物態(tài)變化
云
太陽光照射,溫度升高,地面上的水汽化成水蒸氣,含有水蒸氣的高溫空氣上升,在上升過程中,空氣逐漸冷卻,水蒸氣液化成小水滴或凝華成小冰晶,大量的小水滴或小冰晶懸浮在高空,形成了云
汽化、液化、凝華
雨
空氣中的水蒸氣形成云后,云中的小水滴或小冰晶隨著氣流運(yùn)動(dòng),它們相遇后越聚越大,達(dá)到一定程度后就會(huì)下落。在下落過程中,小冰晶吸熱熔化成小水滴,與原來的小水滴一起落到地面,形成了雨
熔化
霧
水蒸氣在空氣中遇冷液化成小水滴,這些小水滴附著在懸浮于空氣中的灰塵上,形成了霧
液化
露
空氣中水蒸氣遇到溫度較低的樹葉、花草等,液化成小水滴附著在它們的表面,形成了露
液化
霜、雪
霜是地表水蒸氣在溫度迅速降低時(shí)凝華成的小冰晶;如果高空的水蒸氣凝華成小冰晶,可能會(huì)以雪的方式降落到地面
凝華
冰雹
冰雹是體積較大的冰珠,云中的小冰晶和小水滴被上升氣流帶到溫度低于0℃的高空,凝結(jié)為小冰珠。小冰珠在下降過程中,其外層受熱熔化成水,并彼此結(jié)合,使冰珠越來越大,如果上升氣流很強(qiáng),冰珠就會(huì)再升入高空,凝結(jié)成較大的冰珠;經(jīng)過多次上下翻騰,冰珠越來越大,當(dāng)上升氣流托不住它時(shí),冰珠六落到地面,形成冰雹
凝固、熔化
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