2019-2020学年高中物理 第三章 固体和液体 第5节 饱和汽与未饱和汽学案 教科版选修3-3

第5节饱和汽与未饱和汽1.知道饱和汽、未饱和汽和饱和汽压等概念，知道影响饱和汽压的因素2了解相对湿度概念的含义以及它对人们生活和植物生长方面的影响一、饱和汽与未饱和汽1动态平衡：在相同时间内，回到液体的分子数等于离开液体的分子数，这时水蒸气的密度不再增大，液体水也不再减少，液体与气体之间达到了平衡状态2饱和汽：与液体处于动态平衡的气体3未饱和汽：没有达到饱和的气体. 二、饱和汽压及其相关因素1饱和汽压：饱和汽产生的压强叫做饱和汽压2饱和汽压的变化：随温度的升高而增大饱和汽压与蒸汽所占的体积无关，和蒸汽体积中有无其他气体无关三、空气的湿度1绝对湿度：空气中所含水蒸气的压强2相对湿度：某温度时空气的绝对湿度跟同一温度下水的饱和汽压的百分比，叫做这时空气的相对湿度3相对湿度公式b100%其中p表示空气的绝对湿度，ps表示同一温度下水的饱和汽压，b表示相对湿度四、空气湿度的影响空气的湿度对人类和其他动物的生活、植物的生长及工农业生产至关重要湿度太小，空气太干燥，人的口腔易干，有的甚至会出现嘴唇干裂，皮肤瘙痒，鼻腔出血等现象湿度过大，空气太潮湿，人身上的汗液难蒸发，会感到沉闷、烦躁和呼吸不畅在干燥的环境中，容易因摩擦和碰撞而产生静电火花，容易引发火灾；空气干燥还会对纺织、印刷等工业生产形成不良影响而在潮湿的环境里，物品容易霉变，金属制品容易锈蚀，病菌容易繁殖和传播影响饱和汽压的因素1饱和汽压跟液体的种类有关实验表明：在相同的温度下，不同液体的饱和汽压一般是不同的挥发性大的液体，饱和汽压大2饱和汽压跟温度有关微观解释：饱和汽压随温度的升高而增大这是因为温度升高时，液体里能量较大的分子增多，单位时间内从液面飞出的分子也增多，致使饱和汽的密度增大，同时蒸汽分子热运动的平均动能也增大，导致饱和汽压增大3饱和汽压跟体积无关微观解释：在温度不变的情况下，饱和汽的压强不随体积而变化其原因是，当体积增大时，容器中蒸汽的密度减小，原来的饱和蒸汽变成了未饱和蒸汽，于是液体继续蒸发直到未饱和汽成为饱和汽为止，由于温度没有改变，饱和汽的密度跟原来的一样，蒸汽分子热运动的平均动能也跟原来一样，所以压强不改变，体积减小时，容器中蒸汽的密度增大，回到液体中的分子数多于从液面飞出的分子数，于是，一部分蒸汽变成液体，直到蒸汽的密度减小到等于该温度下饱和汽的密度为止由于温度跟原来相同，饱和汽密度不变，蒸汽分子热运动的平均速率也跟原来相同，所以压强也不改变正确理解动态平衡的意义是掌握饱和汽的关键，利用好气体压强的微观解释是理解饱和汽压影响因素的基础如图所示，一个有活塞的密闭容器内盛有饱和水汽与少量的水，则可能发生的现象是()a温度保持不变，慢慢地推进活塞，容器内压强会增大b温度保持不变，慢慢地推进活塞，容器内压强不变c温度保持不变，慢慢地拉出活塞，容器内压强会减小d不移动活塞而将容器放在沸水中，容器内压强不变解析饱和汽压与温度有关，与饱和汽的体积无关慢慢推进活塞和慢慢拉出活塞，密闭容器内部体积发生变化，而温度保持不变，饱和汽的压强只和温度有关，与体积无关，故a、c错，b对不移动活塞而将容器放入沸水中，容器内饱和汽温度升高，故压强应发生变化，d错故选b.答案b饱和汽是一种动态平衡，饱和汽压仅与温度有关，与蒸汽的体积无关 1.一瓶矿泉水喝完一半之后，把瓶盖拧紧，不久瓶内水的上方形成了水的饱和汽当温度变化时，瓶内水的饱和汽压与温度变化关系的图像正确的是()解析：选b.与液体处于动态平衡的蒸汽叫饱和蒸汽；反之，称为不饱和蒸汽饱和蒸汽压强与饱和蒸汽体积无关，在一定温度下，饱和蒸汽的分子数密度是一定的，因而其压强也是一定的，这个压强叫做饱和蒸汽压强同温下未饱和蒸汽压强小于饱和蒸汽压强对于同一种液体，饱和汽压随温度升高而增大，故b正确，a、c、d错误；相对湿度的理解与计算 相对湿度与绝对湿度和温度都有关系，在绝对湿度不变的情况下，温度越高，相对湿度越小，人感觉越干燥；温度越低，相对湿度越大，人感觉越潮湿气温为10 c时，测得空气的绝对湿度p800 pa，则此时的相对湿度为多少？如果绝对湿度不变，气温升至20 c，相对湿度又为多少？(已知10 c时水汽的饱和汽压为p11.228103 pa，20 c时水汽的饱和汽压为p22.338103 pa)解析10 c时水汽的饱和汽压为p11.228103 pa由相对湿度公式得此时的相对湿度b1100%65.1%20 c时水汽的饱和汽压为p22.338103 pa，同理得相对湿度b2100%34.2%.答案65.1%34.2%体会相对湿度与绝对湿度的区别与联系 2.下列关于湿度的说法中正确的是( )a绝对湿度大，相对湿度一定大b相对湿度是100%，表明在当时温度下，空气中水汽还没达到饱和状态c相同温度下绝对湿度越小，表明空气中水汽越接近饱和d露水总是出现在夜间和清晨，是气温的变化使空气里原来饱和的水蒸气液化的缘故解析：选d.绝对湿度大，相对湿度不一定大，a错误；相对湿度是指水蒸气的实际压强与该温度下水蒸气的饱和压强之比，相对湿度是100%，表明在当时温度下，空气中水汽已达饱和状态，b错误；相同温度下绝对湿度越大，表明空气中水汽越接近饱和，c错误；露水总是出现在夜间和清晨，是因为气温的变化使空气里原来饱和的水蒸气液化的缘故，故d正确随堂检测1人对空气的干燥与潮湿的感觉()a只与绝对湿度有关b由相对湿度决定c只与空气中水分子数密度有关d只与空气的温度有关解析：选b.人感觉“潮湿”还是“干燥”取决于水分蒸发的快慢，若水分蒸发快，人会感到“干燥”，而水分蒸发快慢取决于空气中水蒸气是接近饱和汽还是远离饱和汽，即相对湿度相对湿度越小，蒸发越快，人感觉越干燥2对饱和蒸汽，下面说法正确的是()a液面上的蒸汽分子的密度不断增大b液面上的蒸汽分子的密度不断减小c液面上的蒸汽分子的密度不变d液面上没有蒸汽分子解析：选c.达到饱和蒸汽时，液体与气体之间达到了动态的平衡，即相同时间内回到水中的分子数等于从水面飞出的分子数，液面上蒸汽分子的密度不再改变3(多选)干湿泡湿度计的湿泡温度计与干泡温度计的示数差距越大，则下列说法中正确的是()a空气的绝对湿度越大b空气的相对湿度越小c空气中的水蒸气离饱和程度越近d空气中的水蒸气离饱和程度越远解析：选bd.干湿泡温度计的示数差别越大，空气越干燥，相对湿度越小，故a错误；b正确；空气中的水蒸气含量越少，离饱和程度越远，c错误；d正确4(多选)某日白天的气温是20 c，空气中水蒸气的压强是1.1103 pa；夜间，空气中水蒸气的压强不变，气温降到10 c.白天水蒸气的饱和汽压是2.3103 pa，夜间水蒸气的饱和汽压是1.2103 pa，则我们感觉到的潮湿与干爽情况是()a夜间干爽b白天潮湿c白天干爽 d夜间潮湿解析：选cd.潮湿还是干爽取决于相对湿度的大小白天相对湿度：晚上相对湿度：.所以白天干爽，晚上潮湿5室内空气的温度是25 c，空气的相对湿度是65%，问空气的绝对湿度等于多少？已知25c时水的饱和汽压为3.167103 pa.解析：空气的绝对湿度水蒸气的实际压强，而相对湿度100%.故绝对湿度相对湿度同温下水的饱和汽压，即绝对湿度65%3.167103 pa2.06103 pa.答案：2.06103 pa课时作业 一、单项选择题1如图为水的饱和汽压图像，由图可以知道()a饱和汽压与温度无关b饱和汽压随温度升高而增大c饱和汽压随温度升高而减小d未饱和汽的压强一定小于饱和汽的压强解析：选b.由图像中ps与温度t的对应关系知，b正确2对饱和汽，下列说法正确的是()a达饱和汽时液面上的气体分子的密度不断增大b达饱和汽时液面上的气体分子的密度不变c将未饱和汽转化成饱和汽可以保持温度不变，增大体积d将未饱和汽转化成饱和汽可以保持体积不变，升高温度解析：选b.饱和汽是指单位时间内逸出液面的分子数和返回液面的分子数相等的状态，分子密度不变，a错、b对；在一定温度下，增大体积，减小分子密度，不能使未饱和汽转化为饱和汽，c错；在体积不变的情况下，升高温度，增大了饱和汽压，不能使未饱和汽达到饱和状态，d错3关于饱和汽及饱和汽压的正确结论是()a密闭容器中某种蒸汽开始时若是饱和的，保持温度不变，增大容器的体积，蒸汽的压强一定会减小b对于同一种液体，饱和汽压随温度升高而增大c温度不变时，饱和汽压随饱和汽体积的增大而增大d相同温度下，各种液体的饱和汽压都相同解析：选b.饱和汽处在动态平衡中，当温度或体积变化时，只要有足够的液体它还会达到平衡的，即其饱和压强只与液体种类和温度有关，所以饱和汽不符合理想气体的状态方程，b对4下列对动态平衡的说法不正确的是()a当气态分子数密度增大到一定程度时就会达到这样的状态b在相同时间内回到液体中的分子数等于从液面飞出去的分子数c此时，蒸气的密度不再增大，液体也不再减少d蒸发的速度不再改变，以恒速蒸发解析：选d.根据对水的蒸发过程的分析进行判断：当达到动态平衡时，可认为蒸发停止，故d项错误5关于饱和汽，不正确的说法是()a在稳定情况下，密闭容器中如有某种液体存在，其中该液体的蒸汽一定是饱和的b密闭容器中有未饱和的水蒸气，向容器内注入足够量的空气，加大气压可使水汽饱和c随着液体的不断蒸发，当液化和汽化速率相等时液体和蒸汽达到的一种平衡状态叫动态平衡d对于某种液体来说，在温度升高时，由于单位时间内从液面汽化的分子数增多，所以其蒸汽饱和所需要的压强增大解析：选b.在饱和状态下，液化和汽化达到动态平衡，即达到稳定状态，所以a、c正确；液体的饱和汽压与其温度有关，即温度升高饱和汽压增大，所以d正确；饱和汽压和外界气压没有关系，与温度有关，所以b错误二、多项选择题6关于空气湿度，下列说法正确的是()a当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大b当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小c空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示d空气的相对湿度定义为水的饱和蒸汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比解析：选bc.相对湿度越大，人感觉越潮湿，相对湿度大时，绝对湿度不一定大，故a错误；相对湿度较小时，人感觉干燥，故b正确；用空气中水蒸气的压强表示的湿度叫做空气的绝对湿度，用空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比叫做相对湿度，故c正确，d错误7把未饱和汽变成饱和汽，可以采用下列哪种方法()a在温度不变时，可以减小压强，增加它的体积b在温度不变时，可以增加压强，减小它的体积c升高未饱和汽的温度d在降低温度时，减小它的体积而保持它的压强不变解析：选bd.保持温度不变，减小它的体积，可以使水蒸气的压强增大到饱和汽压，所以a错b对；因为温度越高，饱和汽压越大，所以可以采取降低温度减小饱和汽压的方法，使未饱和汽变成饱和汽，故c错d对8由饱和汽和饱和汽压的概念，选出下列哪些结论是正确的()a饱和汽和液体之间的动态平衡，是指汽化和液化同时进行的过程，且进行的速率相等b一定温度下饱和汽的密度为一定值，温度升高，饱和汽的密度增大c一定温度下的饱和汽压，随饱和汽的体积增大而增大d饱和汽压跟绝对温度成正比解析：选ab.由动态平衡概念可知a正确在一定温度下，饱和汽的密度是一定的，它随着温度升高而增大，b正确一定温度下的饱和汽压与体积无关，c错误饱和汽压随温度升高而增大，原因是：温度升高时，饱和汽的密度增大；温度升高时，分子平均速率增大理想气体状态方程不适用于饱和汽，饱和汽压和绝对温度的关系不成正比，饱和汽压随温度的升高增大得比线性关系更快，d错误三、非选择题9一瓶矿泉水喝了一半后，把瓶盖盖紧，不久瓶内水的上方就形成了水的饱和蒸汽当温度降低时，瓶内饱和蒸汽的密度会减小，请分析