参考资料3.doc

参考资料 温度和温度计 温度是表示物体冷热程度的物理量。物体温度的升高或降低，标志着组成物体的大量分子无规则热运动的平均动能的增加或减少。测量温度的仪器叫温度计。 温度计是利用其中的工作物质测温质的某种与温度有关的性质制成的。当温度计与被测物体达到热平衡时，温度计所示的温度就等于被测物体的温度。 按测温质的不同测温性质，温度计可分为：(1)水银温度计或酒精温度计(利用水银或酒精的体积随温度变化的特性来测量温度)；(2)气体温度计(利用气体的体积或压强与温度的关系来测量温度)；(3)温差电偶温度计(利用温差电效应来测量温度)；（4）电阻温度计(利用导体的电阻与温度的关系来测量温度)；（5）高温计(利用高温物体的辐射规律来测量温度)；(6)蒸汽压温度计(利用液体的饱和蒸汽压与温度的关系来测量温度)；(7)磁温度计(利用顺磁体的磁化率与绝对温度成反比的关系来测量温度)。 常用的水银或酒精温度计是利用液体热胀冷缩的性质制成的，采用摄氏温标：以纯净的冰水混合物的温度规定为0，以1个标准大气压下纯水沸腾时的温度规定为100 ，然后在0和100之间分成100等份，每一等份就是1。 常用温度计的构造：主要部分是一根内径很细而且均匀的玻璃管，管的下部有一个玻璃泡，泡内装有汞、酒精或煤油，管上标有刻度。 温度计的使用方法：（1）使用前观察它的测量范围和最小刻度；（2）温度计的玻璃泡要与被测物体充分接触；(3)读数时温度计不要离开被测物体(体温计除外)，视线与温度计的液面相平。物态变化 物质由一种状态变成另一种状态的过程，叫做物态变化。固体、液体和气体是物质存在的三种状态。随着温度或外界压强的变化，物质可能从一种状态变为另一种状态。物质从固态变为液态叫熔化，从液态变为固态叫凝固；物质从液态变为气态叫气化，从气态变为液态叫液化；物质从固态直接变为气态叫升华，从气态直接变为固态叫凝华。 物质在固、液、气三态转换过程中有6种物态变化，其中熔化、气化、升华三个过程属于吸热过程，凝固、液化、凝华三个过程属于放热过程。 1.熔化。物质熔化时的温度叫熔点，晶体在确定的熔点，但不同的晶体熔点不同。非晶体无确定的熔点。晶体在一定的压强下加热到熔点时开始熔化，在熔化过程中继续加热，温度保持不变，直到全部变为液体为止。非晶体在熔化的过程中随着温度的升高而逐渐软化，最后变成液体，它在固态和液态转化时没有明显的温度界限。从微观结构看，晶体的分子按一定的规则排列，组成一定形式的晶格，熔化时从热源吸收的热能主要转变为分子之间的势能，从而使晶格涣散而呈现液态，而分子的动能变化很小，因此温度没有显著的变化。非晶体的分子排列混乱，从热源吸收的能量主要转变为分子的动能，因此在熔化过程中温度不断上升。冰的熔化一般称为融化。 2.凝固。凝固时的温度叫凝固点。晶体有一定的凝固点，同种晶体的凝固点和它的熔点相同。非晶体没有一定的凝固点。晶体在一定压强下冷却到凝固点时开始凝固，在凝固的过程中即使不断放出热量，温度仍然保持不变，直到全部凝固为止。非晶体在凝固的过程中随着温度的降低而逐渐失去流动性，最后转变为固体。从微观结构看，晶体在凝固过程中，分子之间的距离缩小，分子排列逐渐有规则，势能不断减小，并向外传递热量，但动能却没有改变，因此温度没有显著变化。非晶体在凝固过程中，分子的排列仍然是无规则的，势能无明显改变，而分子的动能却逐渐减小，因此温度不断降低。 3.气化。液体的气化有两种方式：蒸发和沸腾。在任何温度下，液体表面的气化称为“蒸发”。在一定压强下，到达某一温度(沸点)时，液体表面和内部同时进行激烈的气化称为“沸腾”。液体在任何温度下都能蒸发，蒸发时，一方面由于液体分子离开液面时要克服液体分子的引力而做功，另一方面液体转变为蒸汽时，因体积膨胀要对外做功，因此蒸发时液体要从外界吸收热量。温度越高，蒸发得越快。液面上的空气流动得越快，蒸发也越快。因为从分子运动论的观点来看，液体中动能较大的分子会飞出液面，液面上空的气体分子也可能返回液体，蒸发是由于在同一时间内，从液面逸出的分子数多于由液面外进入液体的分子数的缘故。 4.液化。液化是气化的反过程。气体液化有两种方法。(1)降低温度，所有气体在温度降到足够低时都可以液化。(2)压缩体积。气体的液化温度与压强有关，气体压强越大，它的液化温度就越高。例如，日常使用的液化石油气就是在常温下用增大压强的方法使石油气液化而获得的。气态物质在遇冷液化过程中放出热量。所有气体都可以被液化，但每一种气体都有一个特定的温度，在这个温度以上，无论怎样增大压强，气体都不会液化，这个温度叫临界温度。临界温度是物质以液态形式出现的最高温度。 5.升华。在常温常压下，碘化钾、干冰、硫、磷、樟脑、锰、锌等物质都有很明显的升华现象。例如衣橱里的樟脑丸，储存时间长了体积就会越变越小。樟脑丸没有熔化，而是直接升华成气体。由于升华时，固体的粒子直接由点阵结构转变为气体分子，它一方面要克服粒子的结合力而做功，另一方面还要克服外界的压强做功，因此固态物质升华时要吸收大量的热，所以固体的升华可以用来制冷。干冰就是一种用途广泛的制冷剂。 6.凝华。物质凝华时要放热。例如，冬天早晨玻璃窗上的“冰花”，深秋季节时的霜都是凝华现象，他们是空气中的水汽直接凝结于物体表面形成的。还有用久了的电灯泡会发黑，原因就在于钨丝受热升华，电灯熄灭后，温度降低，气态的钨在灯泡壁上凝华而使灯泡发黑。固体有一定形状和体积的物体。 从微观结构看，固体中分子间的距离很小，他们之间的作用力很大，绝大多数的分子只能在平衡位置附近做无规则的振动，不容易远离各自的平衡位置。正因为如此，固体才能保持一定的体积和形状，并且很难被压缩。 固体可分为晶体(单晶体、多晶体)和非晶体。因体中物质分子(或原子、离子)有规律地排列，组成一定形式的晶格的称为“晶体”。固体中物质分子混乱分布的称为“非晶体”。晶体和非晶体的主要区别在于：无论是单晶体还是多晶体都具有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点。气体 没有固定形状和体积，能自发充满任何容器的物质。 气体分子间的距离比较大，相互作用力十分微弱，可以在空间自由移动，容易压缩，所以气体没有一定的形状和体积，能充满它所能达到的空间，气体分子都在做无规则的热运动，他们不断和容器壁碰撞从而产生压强，温度越高，分子运动越剧烈，压强就越大。任何气体都可以用降低温度和压缩体积(或在临界温度以下压缩)的方法使它变为液体。液体 有一定体积而形状随容器改变的物质。 液体的微观结构介于固体与气体之间，比较接近于固体。液体分子间的作用力比固体小，但比气体大得多，所以液体分子不像气体分子那样能自由移动，从而使液体具有一定的体积并且不易被压缩。液体分子也像固体分子那样在平衡位置附近做无规则的振动，不过振动一段时间后，又移动到新位置，如此不断地运动下去，所以液体容易流动，有一定体积而无一定形状。水的三态变化 水有液态的水、固态的冰、气态的水蒸气三种状态。水能够以固态、液态或者气态等不同的状态存在。这是因为水是由一种多得数不清的微小粒子组成，也就是所谓的分子。分子时刻不停地做无规则的运动，分子之间相互作用，使它们保持一定的距离。在不同的温度、压强等外部环境影响下，分子的运动、作用和距离会发生变化，因此使水呈现出不同的形态。 水在0以下时，水分子的运动幅度很小，只在固定的位置附近振动，这样就使水呈现出一定的形状，即固体状态。当温度升高时，水分子的运动速度加快；温度升高到一定程度时，分子便自由地到处运动，这时的水就呈现液态。由于分子能够自由运动，所以液体没有一定的形状，容易流动。 水加热时，分子运动更加激烈，有些分子会挣脱液体表面分子的吸引，跑到外面去，成为水蒸气分子，当温度升高到100时，这种现象最为显著，水变成气态的水蒸气。气体分子之间的距离特别大，分子间的作用力很小，甚至可以忽略。所以，气体能够充满可以到达的空间。因此气体没有一定的体积和形状。 水在自然界的固体形态的冰、霜、雪等，液体形态有云、雾、雨、露等。 1.蒸汽和雾。从水里出来的热蒸汽遇到较冷的空气就会冷却下来，变成人们看得见的水滴。水蒸气不时地在空气中凝聚，然后会出现像薄雾一样的小水滴。水烧开时也会有这种现象发生。 2.云和雨。云也是由凝聚的水滴构成的。当水蒸气从地面上升并遇到上面的冷空气时，就形成了云。云中的水滴结合在一起变得沉重了，然后就以雨的形式落下来。 3.露珠。温暖干燥的一天过去后，草叶上会出现露珠。露珠是接近地面的水蒸气冷却后所凝结形成的水珠。 4.雪和霜。当空气冷却到一定程度(0以下)，云里的水滴就会凝固成晶体。晶体结合在一起，就形成了雪花。在寒冷的早晨(0以下)，接近地面的水汽直接凝固成很小的、会闪闪发亮的结晶体停留在地面、树上和车窗上，这就是霜。物质的多种形态 通常情况下，人们从外