2022年高中物理 第九章 固體、液體和物態(tài) 第3講 飽和汽與飽和汽壓學(xué)案 新人教版選修3-3

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1、2022年高中物理 第九章 固體、液體和物態(tài) 第3講 飽和汽與飽和汽壓學(xué)案 新人教版選修3-3 [目標(biāo)定位]　1.知道飽和汽、未飽和汽及飽和汽壓這些概念的含義.2.了解相對(duì)濕度概念的含義以及它對(duì)人的生活和植物生長(zhǎng)等方面的影響.3.了解濕度計(jì)的結(jié)構(gòu)與工作原理. 一、汽化 1．定義：物質(zhì)從液態(tài)變成氣態(tài)的過(guò)程叫做汽化． 2．兩種方式： 蒸發(fā) 表面 任意溫度 沸騰 表面和內(nèi)部 一定溫度(沸點(diǎn)) 二、飽和汽和飽和汽壓 1．動(dòng)態(tài)平衡：從液體中飛出的分子數(shù)目與回到液體的分子數(shù)目相等，液體不會(huì)再減少，蒸汽的密度也不會(huì)再增加，達(dá)到一種動(dòng)態(tài)平衡． 2．飽和汽和未飽和汽 與液體處于動(dòng)態(tài)平

2、衡的蒸汽，叫做飽和汽． 沒(méi)有達(dá)到飽和狀態(tài)的蒸汽，叫未飽和汽． 3．飽和汽壓：在一定溫度下，飽和汽的分子數(shù)密度是一定的，因而飽和汽的壓強(qiáng)也是一定的，這個(gè)壓強(qiáng)就叫飽和汽壓． 三、濕度 1．絕對(duì)濕度：空氣中所含水蒸汽的壓強(qiáng)． 2．相對(duì)濕度：空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度時(shí)水的飽和汽壓的比值，叫空氣的相對(duì)濕度． 四、濕度計(jì) 常見(jiàn)的濕度計(jì)有：干濕泡濕度計(jì)、濕度傳感器． 一、蒸發(fā)和沸騰 1．蒸發(fā)只發(fā)生在液體表面，任何溫度下都能發(fā)生． 2．沸騰條件：(1)達(dá)到沸點(diǎn)；(2)能繼續(xù)吸熱． 3．沸點(diǎn)與大氣壓強(qiáng)有關(guān)：大氣壓強(qiáng)越高，沸點(diǎn)越高． 例1　如圖1所示，在一個(gè)大燒杯A內(nèi)放一個(gè)小燒杯B

3、，杯內(nèi)都放有水，現(xiàn)對(duì)A的底部加熱，則(　　) 圖1 A．燒杯A中的水比B中的水先沸騰 B．兩燒杯中的水同時(shí)沸騰 C．燒杯A中的水會(huì)沸騰，B中的水不會(huì)沸騰 D．上述三種情況都可能 答案　C 解析　對(duì)燒杯A加熱到水的沸點(diǎn)后，若繼續(xù)加熱，燒杯A中的水會(huì)沸騰．由于沸騰時(shí)水的溫度保持在沸點(diǎn)不變，即燒杯B中的水也達(dá)到沸點(diǎn)，但由于它與燒杯A中的水處于熱平衡狀態(tài)，兩者間無(wú)溫度差，無(wú)法再?gòu)臒瑼的水中吸熱，因此燒杯B中的水只能保持在沸點(diǎn)而不會(huì)沸騰． 二、對(duì)飽和汽和飽和汽壓的理解 1．飽和汽概念：與液體處于動(dòng)態(tài)平衡的蒸汽． 2．動(dòng)態(tài)平衡 (1)實(shí)質(zhì)：密閉容器中的液體，單位時(shí)間逸出液面的分

4、子數(shù)和返回液面的分子數(shù)相等，即處于動(dòng)態(tài)平衡，并非分子運(yùn)動(dòng)的停止． (2)特點(diǎn)：動(dòng)態(tài)平衡是有條件的，外界條件變化時(shí)，原來(lái)的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)被破壞，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間才能達(dá)到新的平衡． 3．飽和汽壓的決定因素 (1)飽和汽壓跟液體的種類有關(guān) 實(shí)驗(yàn)表明，在相同的溫度下，不同液體的飽和汽壓一般是不同的．揮發(fā)性大的液體，飽和汽壓大． (2)飽和汽壓跟溫度有關(guān) 飽和汽壓隨溫度的升高而增大．這是因?yàn)闇囟壬邥r(shí)，液體里能量較大的分子增多，單位時(shí)間內(nèi)從液面飛出的分子也增多，致使飽和汽的密度增大，同時(shí)蒸汽分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能也增大，這也導(dǎo)致飽和汽壓增大． (3)飽和汽壓跟體積無(wú)關(guān) 在溫度不變的情況下，飽和汽

5、的壓強(qiáng)不隨體積而變化． 例2　如圖2所示，一個(gè)有活塞的密閉容器內(nèi)盛有飽和水汽與少量的水，則可能發(fā)生的現(xiàn)象是(　　) 圖2 A．溫度保持不變，慢慢地推進(jìn)活塞，由＝C可知容器內(nèi)飽和汽壓強(qiáng)會(huì)增大 B．溫度保持不變，慢慢地推進(jìn)活塞，容器內(nèi)壓強(qiáng)不變 C．溫度保持不變，慢慢地拉出活塞，容器內(nèi)飽和水汽分子數(shù)不變 D．不移動(dòng)活塞而將容器放在沸水中，容器內(nèi)壓強(qiáng)不變 答案　B 解析　慢慢推進(jìn)活塞和慢慢拉出活塞，密閉容器內(nèi)體積發(fā)生變化，而溫度保持不變．飽和汽的壓強(qiáng)只和溫度有關(guān)，與體積無(wú)關(guān)．故A錯(cuò)，B正確；溫度不變，則飽和汽壓不變，飽和汽密度不變，但由于體積增大，飽和汽分子數(shù)增加，C錯(cuò)；不移動(dòng)活塞

6、而將容器放入沸水中，容器內(nèi)飽和汽溫度升高，故壓強(qiáng)應(yīng)發(fā)生變化，D錯(cuò)誤；故選B. 借題發(fā)揮　飽和汽壓隨溫度的升高而增大．飽和汽壓與蒸汽所占的體積無(wú)關(guān)，也和此氣體中有無(wú)其他氣體無(wú)關(guān)． 針對(duì)訓(xùn)練　將未飽和汽轉(zhuǎn)化成飽和汽，下列方法可行的是(　　) A．保持溫度不變，減小體積 B．保持溫度不變，減小壓強(qiáng) C．保持體積不變，降低溫度 D．保持體積不變，減小壓強(qiáng) 答案　ACD 解析　未飽和汽的密度小于飽和汽的密度，未飽和汽壓小于飽和汽壓，因氣體實(shí)驗(yàn)定律對(duì)未飽和汽是近似適用的，保持溫度不變，減小體積，可以增大壓強(qiáng)，增大飽和汽的密度，則A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；降低溫度，飽和汽壓減小，若體積不變，當(dāng)降低

7、溫度時(shí)，可使壓強(qiáng)減小到降低溫度后的飽和汽壓，則C項(xiàng)正確，D項(xiàng)也正確． 三、對(duì)空氣濕度的理解 1．絕對(duì)濕度：空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)叫空氣的絕對(duì)濕度． 2．相對(duì)濕度：在某一溫度下，空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度時(shí)水的飽和汽壓之比，稱為空氣的相對(duì)濕度．即 相對(duì)濕度＝ 相對(duì)濕度與絕對(duì)濕度和溫度都有關(guān)系，在絕對(duì)濕度不變的情況下，溫度越高，相對(duì)濕度越小，人感覺(jué)越干燥；溫度越低，相對(duì)濕度越大，人感覺(jué)越潮濕． 例3　氣溫為10 ℃時(shí)，測(cè)得空氣的絕對(duì)濕度p＝800 Pa，則此時(shí)的相對(duì)濕度為多少？如果絕對(duì)濕度不變，氣溫升至20 ℃，相對(duì)濕度又為多少？(已知10 ℃的水蒸氣的飽和汽壓為p1＝1.228×1

8、03 Pa,20 ℃時(shí)水蒸氣的飽和汽壓為p2＝2.338×103 Pa.) 答案　65.1%　34.2% 解析　由題中找出絕對(duì)濕度壓強(qiáng)和該溫度時(shí)水蒸氣的飽和汽壓，即可求出相對(duì)濕度． 10 ℃時(shí)水蒸氣的飽和汽壓為p1＝1.228×103 Pa，由相對(duì)濕度公式得此時(shí)的相對(duì)濕度： B1＝×100%＝×100% ≈65.1%. 20 ℃時(shí)水蒸氣的飽和汽壓為p2＝2.338×103 Pa，同理得相對(duì)濕度： B2＝×100%＝×100%≈34.2%. 蒸發(fā)和沸騰 1．有甲、乙、丙三支相同的溫度計(jì)，其中一支不準(zhǔn)確，將甲放在空氣中、乙放在密閉的酒精瓶中，將丙放在開(kāi)口的酒精瓶中，過(guò)一段時(shí)間，

9、三支溫度計(jì)的示數(shù)都是22 ℃，則(　　) A．甲不準(zhǔn)確 B．乙不準(zhǔn)確 C．丙不準(zhǔn)確 D．不能判定哪支不準(zhǔn)確 答案　C 解析　蒸發(fā)吸熱，液體本身的溫度要降低，甲溫度計(jì)上無(wú)液體，不存在蒸發(fā)現(xiàn)象；乙放在密閉的酒精瓶中，蒸發(fā)受阻，不能進(jìn)行，故溫度計(jì)的示數(shù)與周圍環(huán)境的溫度相同；丙在開(kāi)口的酒精瓶中，酒精蒸發(fā)吸熱，酒精溫度應(yīng)降低，所以應(yīng)低于22 ℃，故丙不準(zhǔn)確． 飽和汽和飽和汽壓 2．下列關(guān)于飽和汽與飽和汽壓的說(shuō)法中，正確的是(　　) A．密閉容器中某種蒸汽開(kāi)始時(shí)若是飽和的，保持溫度不變，增大容器的體積，蒸汽仍是飽和的 B．對(duì)于同一種液體，飽和汽壓隨溫度升高而增大 C．溫度不變

10、時(shí)，飽和汽壓隨飽和汽體積的增大而增大 D．相同溫度下，各種液體的飽和汽壓都相同 答案　B 解析　密閉容器中某種蒸汽開(kāi)始時(shí)若是飽和的，保持溫度不變，增大容器的體積，就會(huì)變成不飽和汽，所以A是錯(cuò)的；溫度一定時(shí)，同種液體的飽和汽壓與飽和汽的體積無(wú)關(guān)，也與液體上方有無(wú)其他氣體無(wú)關(guān)，所以C是錯(cuò)的；相同溫度下，不同液體的飽和汽壓是不相同的，所以D是錯(cuò)的． 空氣濕度及應(yīng)用 3．在相對(duì)濕度相同的情況下，比較可得(　　) A．冬天的絕對(duì)濕度大 B．夏天的絕對(duì)濕度大 C．冬天的絕對(duì)濕度小 D．夏天的絕對(duì)濕度小 答案　BC 解析　因冬天比夏天的氣溫低，對(duì)應(yīng)的飽和汽壓小，又根據(jù)相對(duì)濕度公式可

11、知，冬天的絕對(duì)濕度小，夏天的絕對(duì)濕度大，所以B、C對(duì)． 4．白天的氣溫是30 ℃，空氣的相對(duì)濕度是60%，天氣預(yù)報(bào)夜里的氣溫要降到20 ℃，那么夜里空氣中的水蒸氣會(huì)不會(huì)成為飽和汽？為什么？(30 ℃時(shí)，空氣的飽和汽壓為4.24×103Pa；20 ℃時(shí)，空氣的飽和汽壓為2.3×103Pa) 答案　見(jiàn)解析 解析　由B＝得，p1＝Bps＝60%×4.24×103Pa≈2.54×103Pa>2.3×103Pa，即大于20 ℃時(shí)的飽和汽壓，故夜里會(huì)出現(xiàn)飽和汽，即有露珠形成. (時(shí)間：60分鐘) 題組一　蒸發(fā)和沸騰 1．下列關(guān)于蒸發(fā)和沸騰的說(shuō)法正確的有(　　) A．蒸發(fā)可在任何溫度下發(fā)生

12、，沸騰亦然 B．蒸發(fā)只能在一定溫度下進(jìn)行，沸騰亦然 C．蒸發(fā)發(fā)生在液體內(nèi)、外，沸騰亦然 D．蒸發(fā)只發(fā)生在液體表面，沸騰發(fā)生在液體內(nèi)部和表面 答案　D 2．要使水在100 ℃以上沸騰，可以采用下列哪種方法(　　) A．移到高山上去燒 B．在鍋上加密封的蓋 C．在水中加鹽 D．加大火力 答案　B 解析　氣壓增大，水的沸點(diǎn)升高，在高山上，氣壓低，沸點(diǎn)下降；而在鍋上加密封的蓋，鍋內(nèi)氣壓增大；水中溶有其他物質(zhì)，沸點(diǎn)降低；加大火力并不能升高沸點(diǎn)． 3．影響蒸發(fā)快慢的因素是(　　) A．絕對(duì)濕度 B．相對(duì)濕度 C．表面積 D．溫度 答案　BCD 解析　相對(duì)濕度越小

13、，飛出去的水分子數(shù)目比跑回來(lái)的水分子數(shù)目越多，故B對(duì)；蒸發(fā)還跟液體的表面積和溫度有關(guān)，表面積越大，溫度越高，蒸發(fā)的越快．所以選B、C、D. 題組二　飽和汽和飽和汽壓 4．飽和汽壓是指(　　) A．當(dāng)時(shí)的大氣壓 B．飽和蒸汽的壓強(qiáng) C．水蒸氣的壓強(qiáng) D．以上都不對(duì) 答案　B 5．如圖1所示為水的飽和汽壓圖象，由圖可以知道(　　) 圖1 A．飽和汽壓與溫度有關(guān) B．飽和汽壓隨溫度升高而增大 C．飽和汽壓隨溫度升高而減小 D．未飽和汽的壓強(qiáng)一定小于飽和汽的壓強(qiáng) 答案　AB 解析　由圖知，水的飽和汽壓隨溫度的升高而增大，因此A、B正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤；較高的溫度條件下的

14、未飽和汽壓，可以大于較低溫度條件下的飽和汽壓，因此D項(xiàng)錯(cuò)誤．故正確答案為A、B. 6．同種氣體在相同溫度下的未飽和汽、飽和汽的性質(zhì)，下面說(shuō)法正確的是(　　) A．兩種汽的壓強(qiáng)一樣大，飽和汽的密度較大 B．飽和汽的壓強(qiáng)最大，分子的平均動(dòng)能也較大 C．兩種汽的壓強(qiáng)一樣大，分子平均動(dòng)能也一樣大 D．兩種汽的分子平均動(dòng)能一樣大，飽和汽的密度較大 答案　D 解析　液體處于動(dòng)態(tài)平衡的蒸汽叫飽和汽；沒(méi)有達(dá)到飽和狀態(tài)的蒸汽叫未飽和汽．可見(jiàn)，兩種蒸汽在同一溫度下密度是不同的，未飽和汽較小，飽和汽較大．由溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志可知這兩種汽分子的平均動(dòng)能相同，而密度不同，兩種汽的壓強(qiáng)也不同． 7．

15、關(guān)于飽和汽，說(shuō)法正確的是(　　) A．在穩(wěn)定情況下，密閉容器中如有某種液體存在，其中該液體的蒸汽一定是飽和的 B．密閉容器中有未飽和的水蒸氣，向容器內(nèi)注入足夠量的空氣，加大氣壓可使水汽飽和 C．隨著液體的不斷蒸發(fā)，當(dāng)液化和汽化速率相等時(shí)液體和蒸汽達(dá)到的一種平衡狀態(tài)叫動(dòng)態(tài)平衡 D．對(duì)于某種液體來(lái)說(shuō)，溫度升高時(shí)，由于單位時(shí)間內(nèi)從液面汽化的分子數(shù)增多，飽和汽壓增大 答案　ACD 解析　在飽和狀態(tài)下，液化和汽化達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，即達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，所以A、C正確；液體的飽和汽壓與其溫度有關(guān)，即溫度升高飽和汽壓增大，所以D正確；飽和汽壓是指液體蒸汽的分氣壓，與其他氣體的壓強(qiáng)無(wú)關(guān)，所以B錯(cuò)誤． 題組

16、三　空氣的濕度、濕度計(jì) 8．空氣濕度對(duì)人們的生活有很大影響，當(dāng)濕度與溫度搭配得當(dāng)，通風(fēng)良好時(shí)，人們才會(huì)舒適，關(guān)于空氣濕度，以下結(jié)論正確的是(　　) A．絕對(duì)濕度大而相對(duì)濕度不一定大，相對(duì)濕度大而絕對(duì)濕度也不一定大，必須指明溫度這一條件 B．相對(duì)濕度是100%，表明在當(dāng)時(shí)的溫度下，空氣中的水汽已達(dá)到飽和狀態(tài) C．在絕對(duì)濕度一定的情況下，氣溫降低時(shí)，相對(duì)濕度將減小 D．在絕對(duì)濕度一定的情況下，氣溫升高時(shí)，相對(duì)濕度將減小 答案　ABD 9．濕球溫度計(jì)與干球溫度計(jì)的示數(shù)差越大，表示(　　) A．空氣的絕對(duì)濕度越大 B．空氣的相對(duì)濕度越大 C．空氣中的水汽離飽和程度越近 D．空氣中

17、的水汽離飽和程度越遠(yuǎn) 答案　D 解析　濕球溫度計(jì)與干球溫度計(jì)的示數(shù)差越大，表示水分蒸發(fā)越快，所以相對(duì)濕度越小，即空氣中的水汽離飽和程度越遠(yuǎn)． 10．下列關(guān)于干濕泡濕度計(jì)的說(shuō)法正確的是(　　) A．干濕泡濕度計(jì)測(cè)的是絕對(duì)濕度 B．濕泡溫度計(jì)所示的溫度高于干泡溫度計(jì)所示的溫度 C．干泡溫度計(jì)所示的溫度高于濕泡溫度計(jì)所示的溫度 D．干泡溫度計(jì)與濕泡溫度計(jì)所示的溫度差越大，相對(duì)濕度越大 答案　C 解析　因?yàn)楦蓾衽轁穸扔?jì)由兩支溫度計(jì)組成，用來(lái)測(cè)空氣濕度的溫度計(jì)是干泡溫度計(jì)，另一支溫度計(jì)的水銀泡上包有棉紗，棉紗的另一端浸在水中，是濕泡溫度計(jì)，由于水蒸發(fā)吸熱，濕泡溫度計(jì)的示數(shù)總小于干泡溫度

18、計(jì)的示數(shù)．故C選項(xiàng)正確；相對(duì)濕度越小，濕泡溫度計(jì)上的水蒸發(fā)越快，干泡溫度計(jì)與濕泡溫度計(jì)所示的溫度差越大． 11．關(guān)于空氣濕度，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．當(dāng)人們感到潮濕時(shí)，空氣的絕對(duì)濕度一定較大 B．當(dāng)人們感到干燥時(shí)，空氣的相對(duì)濕度一定較小 C．空氣的絕對(duì)濕度用空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)表示 D．空氣的相對(duì)濕度定義為水的飽和汽壓與相同溫度時(shí)空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)之比 答案　BC 解析　由于在空氣中的水蒸氣含量不變的情況下，氣溫越高時(shí)飽和汽壓越大，人的感覺(jué)是越干燥，即人的感覺(jué)取決于相對(duì)濕度而非絕對(duì)濕度，A錯(cuò)誤，B正確；空氣的相對(duì)濕度是指空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)與同溫度下水的飽和汽壓的比值，空氣的絕對(duì)濕度的定義就是用空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)來(lái)表示濕度的方法，故C正確，D錯(cuò)誤．故正確答案為B、C. 題組四　綜合應(yīng)用 12．以下說(shuō)法正確的是(　　) A．水的飽和汽壓隨溫度的升高而增大 B．?dāng)U散現(xiàn)象表明，分子在永不停息地做運(yùn)動(dòng) C．當(dāng)分子間距離增大時(shí)，分子間引力增大，分子間斥力減小 D．一定質(zhì)量的理想氣體，在等壓膨脹過(guò)程中，氣體分子的平均動(dòng)能減小 答案　AB 解析　當(dāng)分子間的距離增大時(shí)，分子間引力和斥力都減小，C錯(cuò)誤；一定質(zhì)量的理想氣體，在等壓膨脹過(guò)程中，溫度升高，氣體分子的平均動(dòng)能增大，D錯(cuò)誤．故正確答案為A、B.