物理九年级全册（2024）第十三章 温度与物态变化第一节 测量：温度优质学案设计

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知识点1 温度与温度计
1.温度：物体的 冷热程度 叫温度。物体较热，我们就说它的温度高；物体较冷，我们就说它的温度低。
2.摄氏温度的规定
在1个标准大气压下，将 纯净的冰水混合物 的温度定为0 ℃， 水沸腾 时的温度定为100 ℃。把0~100 ℃之间划分为 100 等份，那么，每一等份就是1 ℃。
【拓展】 国际单位制中所采用的温标是热力学温标，它表示的温度是热力温度。热力学温度的单位是开尔文，简称开，符号是“K”。宇宙中温度的下限为0 K(-273.15 ℃)。冰水混合物的热力学温度是273.15 K。热力学温度(T)和摄氏温度(t)的换算关系是T=273.15+t。
3.温度的单位及读法、写法：温度计上的“℃”表示的是 摄氏温度 。其单位是 ℃ ，读作“摄氏度”，这是一个整体，不能分开，如23 ℃，读作 23摄氏度 ，不能读作摄氏23度。比0 ℃低的温度在数字前加“-”号，读作“负”或“零下”。
4.液体温度计的原理：液体温度计是根据液体 热胀冷缩 的原理制成的。
5.常用的液体温度计
如图所示是常用的液体温度计，它们是根据煤油、酒精或汞等液体热胀冷缩的原理制成的。
6.三种温度计的主要区别
知识点2 实验：用常见温度计测量温度
1.温度计的正确使用方法
2.体温计的使用方法
(1)可 离开 人体读数。
(2)使用前要 向下甩 ，使进入管内的汞回到玻璃泡内或回到35 ℃以下。
【拓展】 形式多样的测量温度的工具
(1)固体温度计：数字式体温计，双金属温度计
(2)红外测温枪。
第二节 熔化与凝固
知识点1 从水之旅谈起
1.自然界中，水有冰、水、水蒸气三种存在形式。水蒸气、雨、云、露、雾、霜的实质都是水。在一定条件下，水的这三种存在形式之间都是可以相互转化的。
2.物态变化
与水类似，物质在一定条件下能从一种状态向另一种状态变化称为 物态变化 。
知识点2 熔化及其特点
1.熔化现象
2.熔化：像冰化为水那样，物质从固态变为液态的过程称为熔化。
3.实验探究：冰和石蜡的熔化
4.晶体和非晶体
5.熔点：晶体熔化时的温度叫熔点，晶体种类不同，熔点一般也不同。非晶体没有确定的熔化温度，即没有熔点。
6.熔化需要吸热：事实表明，不论是晶体还是非晶体，熔化过程中物质都需要吸收热量。
【注意】 晶体熔化前，吸收热量，温度升高；达到熔点，熔化开始，继续吸热，温度保持不变；熔化过程结束，吸收热量，温度升高。
7.晶体熔化图像的物理意义
三步法认识熔化图像
第一步，弄清图像的两个坐标。图中横坐标表示时间t(单位是min)，纵坐标表示温度t(单位是 ℃)，图线表示的是该晶体的温度随时间变化的情况。
第二步，分析图像中的点。①图像的起点A，表示开始计时时晶体的温度，此时晶体的温度为30 ℃；②图像上某一时刻对应的点可以反映出此时的温度，如B点表示第10 min时，温度为60 ℃；③图像上的“拐”点，两种情况的交界点，第一个拐点B表示晶体开始熔化，第二个拐点C表示熔化结束。
第三步，分析图像中的线。图线ABCD表示的是整个实验过程，其中AB段物质为固态，吸热，温度升高，B点物质仍为固态(刚达到熔点，还未开始熔化)；BC段物质为固液共存状态，吸热熔化，温度不变，C点物质为液态(熔化过程结束，固体已经全部熔化成液体)；CD段物质为液态，吸热，温度升高。
知识点3 凝固及其特点
1.凝固现象
2.凝固：物质从 液态 变成 固态 的过程称为凝固。在1个标准大气压下，冰的熔点是0 ℃。在温度为0 ℃时，冰、水可共存；在温度高于0 ℃时，冰熔化成水；在温度低于0 ℃时，水就变成冰，水变成冰就是凝固现象。
3.凝固点：晶体形成时 有确定 的温度，这个温度叫凝固点。同一种晶体的熔点和凝固点是相同的。非晶体既没有熔点，也没有凝固点。例如：在1个标准大气压下，萘的熔点是80 ℃，那么萘的凝固点也是80 ℃。
4.凝固放热：液体在凝固成晶体时要 放出 热量，但温度 保持不变 。
第三节 探究：汽化与液化
第1课时 汽 化
知识点1 实验：探究水在沸腾前后温度变化的特点
1.汽化现象
2.汽化：物质从 液态 变为 气态 的过程称为汽化。汽化有蒸发和沸腾两种形式。沸腾是在一定温度下液体的内部和表面同时发生的剧烈汽化现象。
3.探究水的沸腾
实验装置如图所示，为了减少热量的损失，适当缩短对水的加热时间，可以在烧杯上加一个纸盖，用温水替代冷水进行实验，适当控制烧杯中的水量。在观察记录温度计示数的基础上，还要注意观察水中气泡的大小和数量的变化。
通过实验发现：在1个标准大气压下水温升到100 ℃时，水开始沸腾，水的沸点是100 ℃；水沸腾后继续加热，水的温度保持不变。
4.沸点
液体在沸腾的过程中，虽然继续吸热，但它的温度却 保持不变 ，这个温度叫 沸点 。不同液体的沸点一般不同，人们利用这一点分离混合液体。液体的沸点跟液体表面的气压有关，液体表面的 气压 越高，液体的沸点越高。
【注意】 液体沸腾的条件：一是达到沸点；二是继续吸热。这两个条件同时满足，液体才能沸腾。
知识点2 汽化及其特点
1.蒸发：只在液体表面发生的汽化现象。
2.影响蒸发快慢的三个因素
(1)温度高低：温度越高，蒸发越快。无论在什么温度下，液体中总有一些速度很大的分子能够飞出液面，因此液体在任何温度下都能蒸发。如果液体的温度升高，从液面飞出去的分子数就会增多，所以液体的温度越高，蒸发就越快。如晾衣服时，要晾在向阳处。
(2)液体表面积大小：如果液体表面积增大，则处于液体表面积附近的分子数目增加，因而在相同的时间内，从液面飞出的分子数就增多，所以液体表面积增大，蒸发就加快。如晒粮食时，要把粮食摊开；晾衣服时，要展开衣服。
(3)空气流速：当从液体飞入空气里的分子和空气中的分子发生碰撞时，有可能被碰回到液体中来。如果液面附近空气流动快，通风好，分子重新返回液体中的机会就小，蒸发就快。晾晒衣服时除放到向阳处、展开衣服外，还要选有风的地方。
3.蒸发和沸腾的异同
第2课时 液 化
知识点 液化及其特点
1.液化现象
2.液化：物质由 气态 变成 液态 的过程叫液化。液化是汽化的相反过程，所以液化是 放热 过程。
3.液化的方法
液化的方法有两种：一是 降低温度 ，二是 压缩体积 。例如：我们使用的液化石油气就是用压缩体积的方法使石油气液化后，装到钢瓶内的。但是光靠压缩体积，很多气体都不能被液化，必须要先降低到一定温度以下，才能设法使它液化，例如氮气。
第四节 升华与凝华
知识点1 升华及其特点
1.升华现象
2.升华
物理学中将物质从 固态 直接变为 气态 的过程称为升华。升华现象的特点是物质“不经历液态”，“直接”由固态变成气态。
3.升华吸热
(1)实验探究：如图所示，把少量的碘放入烧瓶，上面盖玻璃片，然后微微加热，瓶内出现大量 紫色气体 ，我们看到固态碘逐渐 减少 ，最后 消失 ，且在这个过程中始终没有 液体 出现，这个变化过程中碘从 固态 直接变成了 气态 ，而这个变化的产生需要持续 加热 ，因此碘升华是一个 吸热 过程。
探究归纳：物质由固态直接变为气态的过程中吸热，即升华吸热。
(2)升华吸热的应用：人工降雨、贮藏食物、医学手术等。
知识点2 凝华及其特点
1.凝华现象
2.凝华：物质从 气态 直接变为 固态 的过程称为凝华。
凝华的特点是物质“不经过液态”，“直接”从气态变固态。
3.凝华放热：理论研究和实验都表明，物质升华过程是吸热过程，凝华过程则是放热过程。
凝华是需要一定条件的。只有该气态的物质达到一定浓度且温度降到该物质的凝固点以下才能发生凝华，例如霜的形成要有两个条件：一是空气中要有足够的水蒸气；二是温度要降到0 ℃以下。晴朗的夜晚，地表的温度降到0 ℃以下，地表附近又有较多水蒸气，它们便在地表、农作物上凝华成霜。用烟熏防止农作物霜冻，原理就是使烟雾笼罩地表，保持地表温度，防止水蒸气凝华。
知识点3 物态变化过程中的吸热、放热
通过学习，我们知道物质有六种物态变化过程。其中吸热的过程是熔化、汽化、升华；放热的过程是凝固、液化、凝华。这六种物态变化可用简图表示。
归纳整理：由图可以看出，物态变化存在“三态六变化、三吸三放热”。三态：固态、液态和气态，六变化：熔化、汽化、升华、凝固、液化、凝华。三吸三放热：六种物态变化中三种为吸热过程，另三种为放热过程。
在日常生活中，我们可以利用物态变化有目的地来吸热或放热。如利用冰块降温(熔化)；利用汗液来调节体温(汽化)；利用干冰制造特殊的舞台效果(升华)；冬天，在菜窖里放几桶水防止蔬菜冻坏(凝固)等。
在机器制造中我们发明了电冰箱(利用里面的物质汽化吸热，然后把热带出，再液化把热放出)。在高科技中，如为了防止火箭与大气摩擦时被烧坏；在头部涂了一层特殊材料(利用特殊材料在高温下熔化并汽化吸热达到防烧坏的目的)。
第五节 跨学科：全球变暖与水资源危机
知识点1 全球变暖及其影响
1.全球变暖的主要原因是现代工业大量使用 矿物 燃料(如煤、石油、天然气等)，排放出CO2等多种 温室 气体。这些温室气体使太阳辐射产生的热量聚集在地球周围，导致全球变暖，这就是常说的温室效应。
2.全球变暖对人类的不利影响
(1)海平面 上升 ，使低地被淹，影响城市供水，沿海和岛国的居民生活受到严重威胁。
(2)全球变暖使动、植物无法生存而惨遭厄运。
(3)全球变暖将影响粮食作物的产量和作物的分布类型。
(4)全球变暖将严重影响人类健康。
知识点2 水资源危机及其影响
随着人类社会的发展，土地沙化、河水污染等环境问题越来越严重；缺水已成为一个世界性的问题。我国的水资源匮乏问题很严重。水资源危机已向人类生存拉响了警报。
水环境恶化带来无穷危害：一是危及人们的生活与健康，由于饮用水源被污染，饮水安全得不到保障，某些疾病发病率增高；二是对水生态造成破坏。
知识点3 爱护地球，从我做起
为减缓全球变暖，人们开始追求在一定时间内碳排放达到峰值(碳达峰)，然后在一定时间内碳的排放量实现正负抵消，达到相对“零排放”(碳中和)。
面对严峻的缺水问题和水污染问题，我们要珍惜每一滴水：①采取节水技术来 节约用水 ，如农业灌溉中可采用滴灌等技术来节约灌溉用水，工业生产中，可以通过改进设备、改造技术环节来节约用水。生活中更要注意节水，首先要让水重复利用，其次选用能够节水的生活用具等；② 防止水污染 ；③ 植树造林 、 保护植被 ，防止水土流失。
实验室用温度计
体温计
寒暑表
刻度范围
-20~100 ℃
35~42 ℃
-20~60 ℃
分度值
1 ℃
0.1 ℃
1 ℃
构造
玻璃泡与直玻璃管间无细弯管
玻璃泡与直玻璃管间有细弯管
玻璃泡与直玻璃管间无细弯管
注意事项
使
用
前
观察 量程 ，即明确它所能测量的最高温度和最低温度，所测温度不能超出此范围
认清 分度值 ，即温度计上最小一格所表示的温度值，反映了温度计的精确程度
会选：估计被测物体的温度，选择合适的温度计
使
用
时
会放：温度计的玻璃泡全部浸入被测的物体中， 不能 碰到容器壁或容器底
会读：等液柱的 液面稳定 后再读数，读数时玻璃泡
要 继续留在 被测物体中，视线与温度计中液柱的
液面相平 (从上往下看时，
温度读数偏高)
(从下往上看时，
温度读数偏低)
会记：记录温度，不可漏写或错写单位
现象
状态变化
春天，冰雪消融
冰雪由固态变成了 液态
夏天，没有吃完的冰棍拿出冰柜后化了
冰棍由固态变成了 液态
实验
装置
实验
方法
为了使冰和石蜡均匀缓慢受热，可以采用 水浴加热 的方法。为了能准确地测量冰和石蜡的温度，温度计的 玻璃泡 必须置于冰和石蜡中间
实验
过程
加热过程中，每隔相同时间，记录温度计测得的冰和石蜡的温度值，画出它们熔化时温度随时间变化的图像，如图所示
冰 石蜡
实验
现象
通过实验发现：冰在熔化前，随加热时间的增加，温度逐渐升高；当冰的温度达到0 ℃时，开始熔化。从开始熔化到熔化完毕，整个过程温度 保持不变 ，冰熔化成水后，继续加热，温度不断上升。石蜡的熔化过程与冰的不同，随着不断 吸热 ，石蜡的温度逐渐 升高 ，在此过程中，石蜡变软变黏，最后熔化为 液体
结论
冰有确定的熔化温度，石蜡没有确定的熔化温度
分类
定义
常见物质
晶体
在熔化过程中不断吸热，温度却保持不变的固体
海波、水晶、冰、萘、食盐、石墨、钻石及所有金属等
非晶体
在熔化过程中，只要不断吸热，温度就不断上升的固体
石蜡、塑料、玻璃、松香、沥青等
现象
状态变化
冬天，晾在屋外的衣服结冰
水由液态变化成了 固态
将加热熔化后的石蜡倒入玩具模子，冷却后可做出各种各样的固体玩具
石蜡由液态变成了 固态
熔化后的铁水冷却后变成铁块
铁由液态变成了 固态
现象
水的状态变化
把水洒在地上，过一段时间后地面变干了
水由液态变成了 气态
水烧开后，壶里的水在短时间内迅速减少
水由液态变成了 气态
项目
蒸发
沸腾
物态变化
都属于汽化现象
吸、放热情况
都是吸热过程
发生的位置
只在液体表面处进行
在液体内部和表面同时进行
剧烈程度
缓慢
剧烈
发生时的现象
不容易观察到
液体翻滚，迅速产生大量的气泡
发生时需要的温度条件
任何温度下都能进行
只在一定的温度—— 沸点
下进行，且与气压有关
液体自身温度变化情况
吸热，液体自身温度降低，
具有制冷作用
吸热，液体温度保持在沸点不变
主要应用
制冷、降温
水浴加热、制糖业
现象
现象分析
物态变化
水烧开后，从壶嘴喷出“白雾”
壶嘴喷出的水蒸气遇冷变成小液滴
气态 →
液态
秋天的早晨，植物上出现露珠
空气中的水蒸气遇冷变成小液滴附着在植物上
气态 →
液态
刚从冰柜中拿出的冰棍冒“白气”
空气中的水蒸气遇冷变成小液滴
气态 →
液态
现象
现象分析
状态变化
碘加热变成碘蒸气
碘直接变成碘蒸气
固态 → 气态
冬天，冰冻的衣服变干
冰直接变成水蒸气
固态 → 气态
用久的灯泡钨丝变细
钨直接变成钨蒸气
固态 → 气态
樟脑球放久了变小
樟脑球变成气态挥发了
固态 → 气态
现象
现象分析
物态变化
窗玻璃上的“冰花”、
树枝上的“雾凇”
空气中的水蒸气遇冷(低于0 ℃)变成小冰晶
气态 →
固态
冰箱结霜、刚从冰箱中拿出来的
物体上的“白粉”
空气中的水蒸气遇冷(低于0 ℃)变成小冰晶
气态 →
固态
灯泡变黑
钨丝升华成钨蒸气，然后又变成钨
颗粒附着在灯泡内壁上
气态 →
固态