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专题十 热现象
一、知识要点
1、温度、温标、温度计
(1)温度:表示物体冷热程度的物理量。
(2)温标:温度的测量标准。常用的有摄氏温标、华氏温标和热力学温标(也叫绝对温标或开尔文温标)。
温标 名称 摄氏温标 热力学温标 零点及分度方法 1标准大气压下冰水混合物的温度为0℃,纯水沸腾的温度为100摄氏度,在0~100℃之间等分100份,每一等分就是1℃。 把-273.15℃叫做绝对零度,每一开尔文的大小与摄氏温度相同(通常取绝对零度为-273℃) 温度 符号 t T 单位 摄氏度(℃) 开尔文(K)国际单位 换算关系 t=T-273 T=t+273 注:温度的国际单位为开尔文(K),而不是摄氏度。
(3)温度计:用来测量温度的工具。
①液体温度计(实验室常用):利用水银、酒精或煤油等液体热胀冷缩的原理制成的。
②医用温度计:内注水银的液体温度计,刻度范围(量程)为35℃~42℃,分度值为0.1℃,体温计装水银玻璃泡与玻璃管之间的连接处管孔特别细且略有弯曲,如图10-2所示,测体温时,水银受热膨胀从细管升入直管,水银计离开人体后,水银冷却收缩,在弯管处断开,直管中的水银不会缩回玻璃泡,所以,体温计能离开人体读数。再次使用时要甩动温度计,使直管中的水银回到玻璃泡中。
③干湿泡温度计(测量空气的湿度)
2、热膨胀
(1)物体热膨胀的一般规律(热胀冷缩):一般物体在温度升高时膨胀,在温度降低时收缩,在相同条件下,气体膨胀最明显,液体次之,固体膨胀得最小。
(2)水的反常膨胀现象:水在4℃以上根一般物体一样是热胀冷缩,但在0℃到4℃之间却是热缩冷胀(即水在4℃时密度最大),如图10-1所示。(这也是液体温度计里的液体不选择水的原因)
(3)热膨胀在技术上的意义
热膨胀受阻会产生很大的力。
热膨胀的防止:在架桥、铺路、安装管道等工程技术当中,接触物体间留有伸缩的空间,来防止热胀冷缩的力的破坏作用。
热膨胀的利用:双金属片、热气球等。
▲热气球:空气受热膨胀,比重减小,会上升,冷空气比重较大,会下降。
3、热传递
(1)定义:热从低温物体传到高温物体,或从物体的高温部分传到高温部分,这种现象叫做热传递。
(2)条件:只要物体之间或同一物体的不同部分有温度差,就会发生热传递,直到温度相等时为止。
(3)热传递的三种方式:传导、对流、辐射。
①传导:热沿着物体传递叫传导。
②对流:依靠液体、气体(统称流体)的流动来传热的方式。
③辐射:热由发热物体沿直线直接向外射出去的传导方式,可在真空中进行,如:晒太阳、跳锅庄。
实验表明:黑色表面的物体比白色表面的物体吸收辐射热的本领强(且将热以辐射的形式散发出去的本领也强,即“来得快,去得也快”)。
4、物态变化:同一物质的三种状态(固态、液态、气态)在一定条件下相互转化的现象。
注:物质并不是只有固、液、气三种状态,还有等离子态、中子态等。
(1)熔化和凝固(注意“熔化”中的“熔”不是“溶”)
①晶体和非晶体
晶体与非晶体从升温至熔化过程中温度随时间的变化图像
②熔点:晶体熔化时吸热,但温度不变,这个温度叫做晶体的熔点。
③凝固点:液态晶体凝固时放热,但温度不变,这个温度叫做晶体的凝固点。
▲同一晶体的熔点和凝固点相同。
▲非晶体没有固定的熔点和凝固点。
④晶体的熔点与压强有关,应用:无缝穿冰。
晶体的熔点还与它是否含有杂质有关。含有杂质的晶体熔点降低。应用:冰上撒盐。合金的熔点比其中熔点最低的金属的熔点还要低。
(2)汽化和液化
A)汽化
①汽化的两种方式:蒸发和沸腾。
蒸发 沸腾 不同点 发生地点 只在液体表面进行 在液体表面和内部同时进行 温度条件 在任何温度下都可发生。 在一定温度(沸点)下才能发生。 剧烈程度 比较平和 剧烈 相同点 都是汽化现象,都要吸收热量。 液体沸腾的条件:温度达到沸点并且继续吸热。
②沸点:液体沸腾时的温度叫沸点。不同的物质的沸点不同。液体的沸点与压强有关,压强越大,沸点越高,应用:高压锅。
记住:(1)水的沸点为100℃;(2)油的沸点比水的沸点高。(这是油炸食物比水煮食物熟得快的原因)
液体从升温至沸腾时温度随时间的变化图像
③蒸发的快慢和液体自由表面积的大小、温度的高低、通风条件有关。(结合晒衣服理解记忆)
④蒸发制冷
B)液化
使气体液化的两种方式:降温和压缩体积(即加压)。
(3)升华和凝华
固体发生升华不需任何条件,在任何温度下都要进行升华。
问题1:物质升华为什么不能说成是物质先熔化再汽化?
答:因为升华不需要达到物质的熔点,在任何温度下都会升华,而熔化需要达到熔点,没有达到熔点物质不会熔化。
问题2:气体先液化后凝固和气体凝华如何区别?
答:两者的相同点是温度要求都达到凝固点(熔点)以下。
可从产物的角度:凝华的
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