汽化和液化
本节课学习重点是汽化和液化的过程，难点是对液体沸腾特点的理解。历年中考命题几乎都涉及本节知识，主要考查自然界中的汽化、液化现象，判断现象是属于汽化还是液化，影响蒸发快慢的因素，重点是自然生活现象中汽化、液化的实例判断，探究观察水的沸腾规律。题型主要有填空题、选择题和实验题。
一、汽化
1．定义
物理学中，把物质从液态变为气态的过程称为汽化。如：洒在地上的水变干，水烧开后逐渐减少等。
2．汽化方式
物质的汽化有两种方式：沸腾和蒸发。
二、沸腾
1．沸腾的概念
沸腾是在一定温度下液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象。
2．实验探究：水沸腾时温度的变化规律
提出问题：平时我们说水烧开了，实际上是水“沸腾”了，水在沸腾时温度有什么变化呢？
设计实验与制订计划：实验装置如图所示，在烧杯中倒人适量的温水，用酒精灯给烧杯加热，直到烧杯中的水沸腾并持续一．段时间为止。
实验器材：温度计水烧杯、硬纸板、酒精灯、石棉网、铁架台停表等。
实验过程：a．用酒精灯外焰给水加热，在烧杯上盖上硬纸板，防止热量散失，在硬纸板中央穿孔，用温度计测量水温。
b．当水温接近90 C时，每隔1 min记录一次温度，并观察沸腾前杯内气泡的变化情况。
c．继续每隔1min记录一次温度直到水沸腾后再记录三次，并观察水沸腾时气泡的变化情况。
实验记录：a．将温度数据记录在下面的表格中。
时间t/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
温度t/℃
90
92
94
96
98
100
100
100
100
b．对应表中数据，完成水沸腾时温度和时间的关系图像如下：
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分析与论证：从实验现象和图像得知，水沸腾前不断地对水加热，水的温度不断升高，达到某一温度时，水开始沸腾，沸腾是在液体表面和内部同时发生的剧烈的汽化现象。此后，虽然继续对水加热，但水温不再升高，停止加热后，水的沸腾立即停，说明沸腾需要吸收热量。
交流讨论：a．水沸腾前烧杯内壁在杯底附近，附有好多气泡是因为此处温度较高，水汽化形成气泡。沸腾前水中形成的气泡在上升过程中逐渐变小，以至未到液面就消失了，是因为气泡上升的过程中遇冷又液化了。
b．沸腾时，水中发生剧烈的汽化现象，形成大量的气泡，气泡上升，由于所受液体压强越来越小，体积变大，到水面破裂，将气泡内的水蒸气散发到空气中。这说明沸腾是在液腾； 体内部和表面同时进行的剧烈汽化现象。
如果停止加热，水的沸腾立即停止，说明沸腾吸热。
d．水沸腾时保持一定的温度不变。 虽然继续对水加热，但水吸收的热量用来使水汽化了。
注意：a．安装实验装置时，温度计的玻璃泡不能碰到容器底和容器壁，应用酒精灯外焰加热。
b．烧杯中的水要适量，水太多，加热时间会太长，水太少，温度计的玻璃泡会露出水面。
c．为缩短加热时间，可用温水加热以提高水的初温，或在烧杯上加盖，以减少热量损失。
3．沸点
定义：液体沸腾时需要吸收热量，但温度保持不变，这个温度叫沸点。液体的沸点与液体的种类和大气压有关，气压越高，沸点越高。知识拓展。液体沸腾条件：液体达到沸点，能够从外界吸热。
三、蒸发
1．蒸发的定义
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盘子里的水、晾晒的湿衣服，温度没有达到水的沸点，水也会变成水蒸气，从而使盘子衣服变干，当水的温度变低或变高时，水也会变干，这种在任何温度下都能发生的汽化现象叫做蒸发。
2．蒸发的特点
蒸发不受温度限制，在任何温度下都能发生。蒸发只发生在物体的表面，是缓慢的汽化现象。
3．影响蒸发快慢的因素
影响蒸发快慢的因素有三个：a．液体的温度，液体的温度越高蒸发越快，如同样湿的衣服，晾在阳光下干得快，晾在树阴下干得慢；b．液体的表面积，液体的表面积越大，蒸发越快，如同样多的水，盛在大口的杯子里干得快，盛在小口的杯子里干得慢；c．液体表面空气流动速度，液体表面空气流动速度越快，蒸发越快，如同样湿的衣服挂在有风的地方干得快，挂在没有风的地方干得慢。
4．蒸发制冷及其应用
液体蒸发时，要从周围的物体中吸收热量，使周围物体的温度降低，即蒸发是吸热过程，因此蒸发有制冷作用。液体蒸发制冷有许多实际的应用，如医生常用酒精擦拭人体，使高烧惠者降温；狗由于没有汗腺，夏天就伸长舌头来蒸发水分散热。
四、液化
1．液化的定义
物质由气态变成液态的过程叫做液化，如秋天的早晨小草上有许多露珠、浴室的镜面在放热水洗澡时就变得模糊不清、冬天由室外进入室内眼镜片变得模糊等。
2．液化的方法
液体汽化时要吸热，那么我们可以猜想和分析，如果能让气体把原来吸收的热量再放出来，它可能就会变回到原来的液体状态，让气体放热的基本方法就是降低气体的温度。生活中有这样的例子吗？从冰箱中取出饮料，一会儿饮料瓶外壁上就有层水珠，这就是空气中的水液化的结果。
液体汽化不仅要吸热，而且变成气体后的体积变大。那么缩小体积能使气体液化吗?答案是肯定的，如果不改变温度，使其体积变小，也可以使气体波化。如家庭使用的打火机就是在常温下压缩体积，使可燃气体液化装入打火机中，还有家庭用的液化气也是压缩体积使其液化。
归纳总结：使气体液化的方法有两种：一是降低温度，二是压缩体积。
3．液化放热
我们利用逆向思维来分析液化，液化使汽化的逆过程，汽化吸热，液化放热。
4．理解液化时应注意的三个问题
a．所有气体，在温度降低到足够低的时候都可以被液化。
b．有的气体单靠压缩体积不能使它液化，必须同时使它降低到一定温度，例如氮气。
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c．凡具有如下字样的相关物态变化都是液化现象：雾、露、“白气”、“冒气”、“出汗”等，通常都是空气中的水蒸气遇冷放热液化产生的，而不是空气液化产生的。
d．水蒸气是看不到的，“白气”、“雾”都是小水珠。水沸腾时水面上方的大量“白气”实际上是水蒸气液化而成的小水珠。
重难点01 液体沸腾条件及特点
如图甲是某实验小组同学探究水的沸腾实验装置，他们的操作错误是______。实验过程中，他们观察到沸腾前和沸腾时水中气泡上升过程中的两种情况如图乙、丙所示，则____图是沸腾时的情景。当水温升到90 ℃时，他们记录了在加热过程中温度随加热时间的变化情况，数据如下表：
（1）请根据记录的数据在图丁中先描点，再用平滑的曲线画出温度随时间变化的图象。
（2）根据图象可知水的沸点是____________℃。
【参考答案】温度计碰杯底 乙 （1）如图所示 （2）99
【详细解析】在测量温度时，温度计的玻璃不能磁到容器的底部；水沸腾时，气泡是越向上越大，故应是乙图为沸腾时的情形
（1）温度随时间变化的曲线如图所示。
（2）水沸腾时温度保持在沸点不变，所以可知水的沸点为99 ℃。
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1．如图，使装有酒精的试管B浸在烧杯A的水中，下面用酒精灯加热，则（已知酒精的沸点是78 ℃，水的沸点是100 ℃）
A．烧杯A中的水先沸腾，试管B中酒精后沸腾
B．烧杯A中的水后沸腾，试管B中酒精先沸腾
C．烧杯A中的水与试管B中的酒精都不能沸腾
D．烧杯A中的水与试管B中的酒精一起沸腾
【答案】B
2．如图所示，甲、乙分别是酒精在标准大气压下熔化和沸腾时温度随时间变化的图象，下列说法正确的是
A．固态酒精是非晶体
B．在–117 ℃时，酒精处于液态
C．酒精温度计可以用来测量沸水的温度
D．酒精在沸腾过程中吸热但温度不变
【答案】D
【解析】固态酒精有固定的熔化温度，是晶体，A是错误的；在–117 ℃时，酒精处于固态，B是错误的；酒精的沸点是78 ℃，该温度计不能用来测量沸水的温度，C是错误的；酒精在沸腾过程中吸热但温度不变，D是正确的。故本题正确选项是D。
重难点02 影响蒸发快慢因素
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探究“水的蒸发速度与哪些因素有关”。小明同学在4块相同的玻璃板上各滴一滴质量相同的水，进行如下图所示的实验探究，得出水蒸发速度与水的温度、水的表面积和水面上方空气流动快慢有关。
（1）通过_______ 两图的对比，可以得出水蒸发速度与水的表面积有关。
（2）通过A、C两图的对比，可以得出水蒸发速度与水的_______有关。
（3）小明同学猜想水蒸发快慢还可能与水的质量有关，于是继续进行了如下探究：在相同环境下的两块相同的玻璃板上分别滴上一滴和两滴水(如上图)。结果发现甲图中水先蒸发完，于是他得出结论：水蒸发快慢与水的质量有关，水的质量越小蒸发越快。从实验设计环节看，他没有控制水的_______相同；从得出结论环节看，“根据谁先蒸发完，判断谁蒸发快”是否正确?_______ (填“正确”、“不正确”)。
（4）小明同学实验时发现未盖灯帽的酒精灯无法点燃，这说明液体的蒸发速度不仅与液体的温度、液体的表面积和液体表面上方空气流动快慢有关而且与液体的_______有关，长时间未盖灯帽的酒精灯无法点燃是因为_______。
【参考答案】（1）AB （2）温度 （3）表面积 不正确 （4）种类 相同条件下，酒精蒸发速度比水快
【详细解析】（1）要探究水蒸发速度与水的表面积是否有关，应控制水的质量相同，温度相同，水面空气流动速度相同，改变水滴的表面积，因此通过比较AB两图可以得出结论。
（2）通过A、C两图的对比，可以得出水蒸发速度与水的温度有关。
（3）从实验设计环节看，他没有控制水的表面积相同；从得出结论环节看，“根据谁先蒸发完，判断谁蒸发快”是不正确的。
（4）小明同学实验时发现未盖灯帽的酒精灯无法点燃，这说明液体的蒸发速度不仅与液体的温度、液体的表面积和液体表面上方空气流动快慢有关而且与液体的种类有关，长时间未盖灯帽的酒精灯无法点燃是因为相同条件下，酒精蒸发速度比水快。
1．为了节约用水，园艺工人利用滴灌的方法给道路两旁树木浇水，如图所示。他们把细水管放入树下的土壤里，使水分直接渗透到树木根部，减慢了水分的蒸发，原因是
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A．减少了水在地面的表面积
B．增大了水在地面的表面积
C．加快了地面上方空气的流动
D．提高了地面上水的温度
【答案】A
【解析】减少水在地面的表面积，可以减慢水分的蒸发，故A符合题意为答案。增大水在地面的表面积，将加快蒸发，故B不符合题意。加快了地面上方空气的流动，将加快水的蒸发，故C不符合题意。提高液体的温度，将加快蒸发，故D错误。
2．在做“探究蒸发快慢与哪些因素有关”的实验时，小丽同学在两块相同的玻璃片上分别滴上一滴水，如图（a）所示，观察图中情景可知她主要探究蒸发快慢是否与 有关。小明在两块相同的玻璃板上，分别滴一滴质量相同的水，如图（b）所示，观察图中情景可知他主要探究蒸发快慢是否与 有关。
【答案】温度 液体表面积
【解析】图（a）中，两滴水滴的质量、表面积均相同，一滴加热，另一滴不加热，因此探究的是蒸发快慢与液体温度的关系，温度越高，蒸发越快；图（b）中，两滴水滴在玻璃板上的面积不同，因此探究的是蒸发快慢与液体表面积的关系，表面积越大，蒸发越快。
1．小明同学几乎每天都要乘公交车上学。善于观察的他发现，无论盛夏还是严冬，在装有空调的公交车玻璃窗上。都会有小水滴附着在上面。那么，夏天，小水珠附着在玻璃的_______，冬天，小水珠附着在玻璃的___________。（选填“内表面”或“外表面”）
【答案】外表面 内表面
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2．小明家冬天在密闭房间使用空气加湿器来提高室内空气湿度，发现空气加湿器的上方冒“白气”这是发生 （填物态变化名称）现象，过段时间后房间的温度 （“上升”、“下降”）。
【答案】液化 上升
【解析】白气不是水蒸气，而是由水蒸气液化所形成的小水珠，水蒸气在液化过程中要向外放热，故房间的温度会上升。
3．小雨同学看到在沸腾油锅中取铁球的表演后，得知锅中的“油”是由油和醋组成的混合液体，油的沸点为287 ℃，醋的沸点只有60 ℃，当温度达到 ℃时混合液体就沸腾了，继续加热油醋混合液体，其温度 （选填“会”或“不会”）升高，表演时铁球的温度不可能超过 ℃。
【答案】60 不会 60
【解析】当液体的温度达到沸点时，再继续加热，液体就会沸腾，而温度却不再升高，由于醋的沸点只有60 ℃，当温度达到60 ℃时混合液体就沸腾了，继续加热油醋混合液体，其温度不会升高，表演时铁球的温度不可能超过60 ℃，故表演者不会被烫伤。
4．如图所示，针筒中充满了气态乙醚，当向下压活塞时，会有液态乙醚出现，这是 现象（填一种物态变化名称），此过程 热量（选填“吸热”或“放热”）；使气态乙醚发生这种物态变化的另一种方法是 温度。
【答案】液化 放出 降低
【解析】使气态乙醚的体积被压缩，分子间的距离拉近，体积变小，变成了液态，这是液化现象，液化放热；另一种使气体液化的方法是降低温度。
5．在做“研究水的沸腾”分组实验时，各实验小组使用的器材规格完全相同。兰兰同学所在的小组由实验数据描绘出的水的沸腾图象如图中A所示；梅梅同学所在实验小组由实验数据描绘出的水的沸腾图象如图中B所示。两个实验小组从同一时刻开始对水加热，从图象可知，兰兰同学所在的实验小组的水 （选填“先”或“后”）沸腾，造成沸腾有先后的原因之一是 。从图象还能看出，两个实验小组测得的水的 点不同，这与兰兰小组同学用纸板盖严烧杯口使烧杯内气压 （选填“增大”或“减小”）有关。
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【答案】先 水的质量不同 沸 增大
6．在海上想要获得淡水，可采用如图所示的“充气式太阳能蒸馏器”。它是通过太阳照射充气物内的海水，产生大量水蒸气，水蒸气在透明罩内壁形成水珠，收集即可。在此过程中发生的物态变化是
A．先汽化，后液化 B．先沸腾，后凝固
C．先液化，后汽化 D．先蒸发，后沸腾
【答案】A
【解析】海水是液态的，水蒸气是气态的，液态变为气态的现象叫汽化；水蒸气在透明罩内壁形成水珠，气态又变为了液态的现象叫液化，故选A。
7．小明同学学习了“降水的形成”知识后，为家人做了“下雨”的实验。他把盘子擦干放进冰箱里冷却，水壶装满水并烧开，这时水汽不断上升，壶嘴上方就出现一团“白气”，这就是“云”。从冰箱里取出盘子放在壶嘴上方约15 cm的地方，盘子碰到这团“云”，一会儿盘的下表面就会布满水滴，水滴越积越多，越积越大，等到挂不住时就纷纷落下，这就是“雨”。下面关于实验现象的解释，正确的是
A．壶嘴上方出现的一团“白气”是壶中水汽化形成的气态水
B．壶嘴上方出现的一团“白气”是液态水
C．水汽化时放出热量
D．水滴下落时，只受重力和空气阻力的作用，因此一定匀速下落
【答案】B
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8．下表是1个标准大气压下一些物质的熔点和沸点。根据下表，在我国各个地区都能测量气温的温度计是
物质
水
汞
酒精
乙醚
熔点/℃
0
-39
-117
-114
沸点/℃
100
357
78
35
A．水温度计 B．汞温度计
C．酒精温度计 D．乙醚温度计
【答案】C
【解析】在我国气温最低可达到-50 ℃，故水和汞都会凝固成固体，不能用；最高气温能达到50 ℃，故乙醚会汽化成气体，不能用；只有酒精温度计可以使用；故应选C。
9．如图甲、乙所示，是在“探究水的沸腾”实验时，两组同学分别安装的实验装置（酒精灯、烧杯等器材规格相同），图丙是他们根据实验数据绘制的水的温度跟时间的关系图象。根据有关信息，下列说法中正确的是
A．图线a对应的是乙实验中的数据
B．图线b对应的实验中水的初温比a的低
C．水的沸点跟水的多少无关
D．到100 ℃时温度不再上升是因为水不再吸热
【答案】C
【解析】由图可知，a升温快、b升温慢，在装置相同的情况下，产生这种差异的原因只能说明两次实验中水的质量不同，甲的质量小于乙的质量，所以图线a对应的是甲的实验数据，A错误。由图象可知A．b实验中的水初始温度一样，B错误。水的沸点跟水的多少无关，沸点跟气压有关，气压越高沸点越高，气压越低，沸点越低，C正确。水沸腾过程中，虽然温度保持不变，但需要不断吸热，D错。
10．有一支用过后未甩的体温计，其示数为39 ℃。用这支体温计先后去测两个体温分别是38 ℃和40
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℃的病人的体温，体温计显示的示数分别是
A．38 ℃，39 ℃ B．39 ℃，40 ℃ C．38 ℃，40 ℃ D．39 ℃，38 ℃
【答案】B
【解析】用示数为39 ℃的体温计测体温38 ℃的病人时，水银不会回到液泡中，一次，示数仍为39 ℃；用这支体温计测体温为40 ℃的病人时，液泡内的水银膨胀，仍可使液柱上升，达到40 ℃。故选B。
11．在探究“水沸腾时温度变化特点”的实验中。
（1）图甲中ABC是三种读取温度计示数的方法，其中正确的是_______。
（2）图乙是老师根据两组同学每隔1 min记录一次温度的数据，描绘出对应的“温度﹣时间”图象。由图象可知水沸腾时温度为____℃；水温达到沸点后继续加热，水的温度____________（填“升高”、“降低”或“不变”）。
（3）由图乙可知，两组同学的图象存在差异，请说出一条可能的原因：_______________。
（4）如图丙所示，在盛水的烧杯内放入一装水的试管，用酒精灯对烧杯缓慢加热，当烧杯中的水沸腾后，继续加热。则试管中的水________（填“会”或“不会”）沸腾。
【答案】（1）B （2）99 不变 （3）水的质量不同 （4）不会
12．如图a是“观察水的沸腾”的实验装置图。
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（1）小聪观察到水沸腾前和沸腾时水中气泡的上升情况不同，如图b、c所示，则图____（选b或c）是水在沸腾前的情况，为了方便读出温度计的示数，小聪将温度计从水中拿出来进行观察读数，则会导致所测温度偏______（选填“高”或“低”）.
（2）水沸腾时温度计的示数如图d所示，读数为______℃，说明此时气压__标准大气压（选填“大于”“等于”或“小于”）．
（3）图e、图f、图g是三名同学作出水的温度随时间变化的图象，其中正确的是图 ，分析该图象，可知水沸腾时温度保持不变，但要继续______热。（选填“吸”或“放”）
（4）为了缩短实验时间，可以采取的办法是：__________________(写出一种即可)。
【答案】（1）c 低 （2）102 大于 （3）g 吸 （4）减小水的质量（或提高水的初温）
13．探究水沸腾时温度变化的特点。
（1）如图1所示，是某小组安装的实验装置，合理的安装顺序是 （填序号）。
①烧杯和水 ②酒精灯 ③铁杆A和温度计（含纸盖） ④铁圈B和石棉网
（2）下表是小燕记录的实验数据：
实验过程中，她发现在第3 min时，水中的气泡在上升的过程中逐渐 （选填“变大”或“变小”）。
（3）请将图2中的坐标系补充完整，并根据上表数据绘出水温与时间的关系图象。
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（4）由数据及图象可知，水沸腾时，继续加热，水的温度 。
（5）通过学习，小燕终于明白妈妈用炉火炖汤时，在汤沸腾后总是 的道理（选填“保持大火”或“调为小火”）。
【答案】（1）②④①③ （2）变小 （3）如图所示 （4）保持不变 （5）调为小火
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