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第一章 物态及其变化
一、物态
1、物质存在的状态:固态、液态和气态。
2、物态变化:物质由一种状态变为另一种状态的过程。
物态变化跟温度有关:
物质是由分子组成的,分子之间存在着相互作用的引力和斥力,同时分子之间有一定的空隙。当物质处于固态时,引力作用较强,分子排列紧密,分子之间空隙很小,每个分子只能在原位置附近振动,所以固态物质有一定的体积和形状。
固体的温度升高,分子的运动加剧,当温度升高到一定程度时,分子的运动足以使它们离开原来的位置,而在其他分子之间运动,这时物质便以液态的形式存在。
如果温度再升高,分子运动更加剧烈,当温度升高到一定程度时,分子会摆脱其他分子的作用而自由地运动,这时物质便以气态的形式存在。
二、温度的测量
1、温度:物体的冷热程度用温度表示。
2、温度计的原理:是根据液体的热胀冷缩的性质制成的。
3、摄氏温度的规定:在大气压为1.01×105Pa时,把冰水混合物的温度规定为0度,而把水的沸腾温度规定为100度,把0度到100度之间分成100等份,每一等份称为1摄氏度,用符号℃表示。
4、温度计的使用:
(1)让温度计与被测物长时间充分接触,直到温度计液面稳定时再读数。
(2)读数时,不能将温度计拿离被测物体。
(3)读数时,视线应与温度计标尺垂直,与液面相平,不能仰视也不能俯视。
(4)测量液体时,玻璃泡不要碰到容器壁或容器底。
5、体温计:量程一般为35~42℃,分度值为0.1℃。
三、熔化和凝固
1、熔化:物质由固态变成液态的过程。凝固:物质由液态变成固态的过程。
2、固体分为晶体和非晶体。
晶体:有固定熔点。熔化过程中吸热,但温度不变。如:金属、食盐、明矾、石英、冰等。
非晶体:没有一定的熔化温度。变软、变稀变为液体。如:沥青、松香、玻璃。
四、汽化和液化
1、汽化:物质由液态变成气态的过程。汽化有两种方式:蒸发和沸腾
2、蒸发是只在液体表面发生的一种缓慢的汽化现象。蒸发在任何温度下都可以发生。
3、影响蒸发的因素:液体的温度、液体的表面积、液面的空气流通速度。
4、物理降温:在需要降温的物体表面,涂一些易挥发且无害的液体,通过液体蒸发吸热来达到降温的效果。
5、沸腾:在一定温度下,在液体表面和内部同时发生的剧烈的汽化现象。
6、液体沸腾的条件:温度达到沸点,且能继续从外界吸热。
7、沸腾的现象:从底部产生大量气泡,上升,变大到液面破裂,放出气泡中的水蒸气。
液体沸腾时的温度叫沸点,液体的沸点与气压有关,液面气压越小沸点越低,气压越大沸点越高。高原地区普通锅里煮不熟鸡蛋,就是因为气压低,沸点低造成的。
高压锅是利用增大液面气压,提高液体沸点的原理制成的。
8、液化:物质由气态变成固态的过程。
9、液化的两种方式:降低温度和压缩体积。
10、所有气体温度降到足够低时都可以液化。气体液化放出热量。
11、常用的液化石油气是在常温条件下,用压缩体积的办法,使它液化储存在钢瓶里的。
五、升华和凝华
1、升华:物质由固态直接变成气态的过程。升华吸热。
2、凝华:物质由气态直接变成固态的过程。凝华放热。像雪、霜等小冰晶都是凝华形成的。
六、生活和技术中的物态变化
1、生活中的物态变化:
云:水蒸气在高空遇到冷空气,液化成小水滴或凝华成小冰晶,集中悬浮在高空中。
雨:云中的小水滴、小冰晶下落,冰晶吸热熔化成小水滴与原来的小水滴一同落到地面。
雾和露:水蒸气液化成的小水滴。
雪和霜:水蒸气直接凝华成的小冰晶
2、高压锅
高压锅工作时,与外界相通的放气孔被安全阀封闭,蒸发出来的水蒸气仍留在锅内,使得水上方的气体压强增大。由于液体的沸点随液面上方气体压强的增大而升高,所以水到了100度仍不沸腾,温度继续升高,压强也继续增大。直到锅内气体压强能顶起安全阀,内部气体压强便可以维持在一定值,水也达到沸点,水温也就维持在某一值而不再升高。一般家用高压锅内部温度可达110-120度。
3、家用电冰箱内的制冷系统主要由蒸发器、压缩机和冷凝器三部分组成。电冰箱的电动压缩机用压缩气体体积的方法把气态制冷物质压入冷凝器中使其在冰箱外部放热液化,被液化的制冷物质通过节流阀进入冰箱内部的蒸发器,在蒸发器里迅速吸热汽化,使电冰箱内温度降低。
4、航天技术中的物态变化
火箭使用氢气作为燃料,用氧气作为助燃剂。由于气体的体积较大,所以采用将氢气液化的方法减小燃料的体积。
飞船返回舱主要通过三种方式控制内部的温度:一是吸热式防热,在返回舱的某些部位,采用导热性能好、熔点高和热容量大的金属吸热材料通过熔化过程来吸收大量的气动热量;二是辐射式防热,用具有辐射性能的钛合金及陶瓷等复合材料,将热量辐射散发出去;三是烧蚀防热,利用高分子材料在高温加热时表面部分材料熔化、蒸发、升华或分解汽化带走大量热量。
第二章 物质性质的初步认识
一、物体的尺度及其测量
1、长度的单位
在国际单位制中,长度的基本单位是米(m),其他单位有:千米(km)、分米(dm)、厘米(cm)、毫米(mm)、微米(μm)、纳米(nm)。
1km=1 000m      1dm=0.1m           1cm=0.01m
1mm=0.001m     1μm=0.000 001m     1nm=0.000 000 001m
2、测量结果包括准确值、估读值和单位。
3、刻度尺的使用方法:①注意刻度标尺的零刻度线、最小分度值和量程;②测量时刻度尺的刻度线要紧贴被测物体,位置要放正,不得歪斜,零刻度线应对准所测物体的一端③读数时视线要垂直于尺面,并且对正观测点,不能仰视或者俯视。
4、误差:是指测量值与被测物体的真实值之间的差异。误差在任何测量中都存在,误差的产生跟测量的人和工具有关,只能减小不可避免。通常采用多次测量取平均值的方法来减小误差。而错误是应该且可以避免的。
5、体积的单位:在国际单位制中体积的单位是米3(m3),其他单位有分米3(dm3)、厘米3(cm3)、升(L)、毫升(mL)等。1 L =1000 mL, 1 L =1 dm3。
6、量筒和量杯的使用方法:放在水平桌面上,读数时视线要与凹液面的底(凸液面的顶)相平。
二、物体的质量及其测量
1、质量:物体内所含物质的多少叫物体的质量,符号:m。物体质量是物体本身的一种属性,它与物体的形状、状态、温度和位置的变化无关。
2、质量的单位:国际主单位是千克(kg)其他单位有:吨(t)、克(g)、毫克(mg)、微克(μg)1 t =103 kg ,1 kg =103 g, 1 g =103 mg、1 mg =103μg。
3、测量工具:台秤、天平、戥子、地中衡等。托盘天平是实验室常用的质量测量仪器。托盘天平的结构:底座、游码、标尺、平衡螺母、横梁、托盘、分度盘、指针。
4、托盘天平的使用
调节方法:把天平放在水平桌面上,用镊子把标尺上的游码拨至左侧零位置,调节平衡螺母使横梁在水平位置平衡。横梁水平平衡的标志是指针静止时指在分度盘中央刻度线上。
测量方法:将待测物体轻放在左盘中;估计被测物体的质量大小,由大到小,用镊子向右盘放砝码;用镊子拨动游码,使指针在中央刻度线两侧摆的幅度基本相同,或者静止在中央刻线上;把右盘里砝码的质量和游码在标尺上的读数相加,得到物体的质量。
砝码用毕必须放回盒内,不能用手捏砝码。
三、物质的密度
1、由某种物质组成的物体,其质量与体积的比值是一个常量,它反映了这种物质的一种特性。物质不同,其比值也不同。
2、密度:在物理学中,把某种物质单位体积的质量叫做这种物质的密度。
3、密度的公式:ρ=m/v
ρ——密度——千克/米3(kg/m3)
m——质量——千克(kg)
V——体积——米3(m3)
密度的常用单位g/cm3,g/cm3单位大,1g/cm3=1.0×103kg/m3 。
水的密度为1.0×103kg/m3,读作1.0×103千克每立方米,它表示物理意义是:1立方米水的质量为1.0×103千克。
4、应用密度,可以鉴别物质,也可以测量物体的质量和体积。
四、新材料及其应用
1、纳米材料:将某些物质的尺寸加工到1~100nm时物理性质和化学性质与较大尺寸时发生了异常变化,称为纳米材料。
纳米方法处理后的领带具有自洁性,不沾水也不沾油。
纳米方法处理后的物质也有抑制细菌生长的功能。
2、“绿色”能源
锂电池的特点:体积小、质量轻、能多次充电、对环境污染小。硅光电池能够把太阳能直接转换成电能,并且完全没有造成污染。
3、记忆合金:主要成分是镍和钛,它独有的物理性质是:当温度达到某一数值时,材料内部的晶体结构会发生变化,从而导致了外形的变化。
第三章 物质的简单运动
一、运动与静止
1、参照物:要描述一个物体是运动的还是静止的,要选定一个标准物体做参照,这个被选定的标准物体叫做参照物。相对于参照物,某物体的位置(距离和方位)改变了,我们就说它是运动的;位置没有改变,我们就说它是静止的。
2、机械运动:一个物体相对于另一个物体位置的改变叫做机械运动,简称为运动。
3、运动的描述是相对的:判断一个物体是静止的,还是运动的,与所选的参照物有关。选不同的参照物,对物体运动的描述有可能不同。
4、参照物的选择:参照物的选择是可以任意的,在具体研究问题时,要根据问题的需要和研究的方便而选取。研究地面上的物体时,通常选地面为参照物。
5、运动的分类:
直线运动:经过的路线是直线的运动。
曲线运动:经过的路线是曲线的运动。
二、比较物体运动的快慢
1、探究比较物体运动快慢的方法:比较物体在相同时间内通过的路程的大小;比较物体通过相同的路程所用时间的大小。
2、速度:物体在单位时间内通过的路程叫做速度。速度是描述物体运动快慢的物理量。
3、速度的公式:v=s/t
其中:v—速度—米/秒(m/s)
s—路程—米(m)
t—时间—秒(s)
4、速度的单位
国际单位主单位:米/秒(m/s),常用单位:千米/小时(km/h)。
5、匀速直线运动
如果物体沿直线运动,并且速度的大小保持不变,这种运动称不匀速直线运动。
三、平均速度与瞬时速度
1、平均速度
平均速度描述变速运动的快慢。它表示运动物体在某一段路程内(或某一段时间内)的快慢程度。
2、瞬时速度
运动物体在某一瞬间的速度叫做瞬时速度。
平均速度反映的是物体在整个运动过程中的运动快慢,瞬时速度反映的是物体在运动过程中的某一时刻或者某一位置时的运动快慢。
物体做匀速直线运动时,在任何时刻的瞬时速度都相同,并且任何时刻的瞬时速度和整个运动过程中的平均速度相同。
四、平均速度的测量
求平均速度需要路程和时间两个物理量。时间用钟表测量。

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