巧用溫度數(shù)軸　妙解物態(tài)問題

周梁琴　倪志峰

(江蘇省無錫市梅里中學(xué)，江蘇　無錫　214112)

?

巧用溫度數(shù)軸妙解物態(tài)問題

周梁琴倪志峰

(江蘇省無錫市梅里中學(xué)，江蘇無錫214112)

在初中物理教學(xué)中，有關(guān)物質(zhì)熔點(diǎn)、沸點(diǎn)等問題是常見題，該類題若利用常規(guī)方法求解，往往會顯得復(fù)雜、繁瑣.巧用溫度數(shù)軸，選用特征溫度點(diǎn)在數(shù)軸上劃分相關(guān)比較區(qū)域，可簡化問題的求解.

初中物理；物態(tài)變化；溫度數(shù)軸

靈活使用數(shù)軸，對我們解決物態(tài)變化中的一些問題非常有幫助，筆者以教學(xué)中具體例子予以說明.

1　有關(guān)物質(zhì)熔點(diǎn)問題

例1:海波是晶體，它的熔點(diǎn)是48℃，那么處于40℃的海波是________態(tài)，50℃的海波是________態(tài)，48℃的海波是________態(tài)，也可能________態(tài)，還可能是________態(tài).

常規(guī)解題思路：本題實(shí)際并不難，只要學(xué)生知道熔化、晶體、熔點(diǎn)的概念就可以解決問題.物質(zhì)從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)叫做熔化，晶體熔化時的溫度叫做熔點(diǎn).

運(yùn)用溫度數(shù)軸解題思路：畫出如圖1的溫度數(shù)軸，從中可得到結(jié)論：物質(zhì)溫度低于熔點(diǎn)時為固態(tài)，溫度高于熔點(diǎn)時為液態(tài)，而溫度等于熔點(diǎn)時有可能是固態(tài)、固液共存態(tài)、液態(tài).

圖1

2　有關(guān)物質(zhì)沸點(diǎn)問題

例2：表1是一些物質(zhì)的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)，在我國各個地區(qū)都能測量氣溫的溫度計(jì)是().

表1

A． 水溫度計(jì) B． 水銀溫度計(jì)

C． 酒精溫度計(jì)D． 乙醚溫度計(jì)

常規(guī)解題思路：常用溫度計(jì)是根據(jù)液體的熱脹冷縮性質(zhì)制作成的，測溫物質(zhì)是液態(tài)的時候才能正常使用.目前我國最低氣溫是1969年2月13日漠河的-52．3℃,而最高氣溫是1953年7月24日羅布泊的47.6℃.根據(jù)所知的最低和最高氣溫我們可以采用排除法.水在0℃以下為固態(tài)，所以不能使用.水銀低于-39℃時為固態(tài)，也不可以使用.乙醚在高于35℃時是氣態(tài)了，也不可以使用.所以只能使用酒精溫度計(jì)，使用排除法的常規(guī)解題思路可以得到正確的答案，但是稍顯復(fù)雜.

運(yùn)用溫度數(shù)軸解題思路：根據(jù)熔點(diǎn)、沸點(diǎn)的概念，畫出水、水銀、酒精、乙醚四種測溫物質(zhì)的溫度數(shù)軸，如圖2、3、4、5所示.從圖中很容易看出，四種測溫物質(zhì)中只有酒精在我國最低、最高氣溫時是液態(tài)，所以毫無疑問應(yīng)該選用酒精作為測溫物質(zhì).

圖2

圖3

圖4

圖5

例3：用降溫的方法可以分離空氣中的氧氣、氮?dú)夂投趸?，已知它們的沸點(diǎn)分別是-183℃、-196℃和-78℃.現(xiàn)在用降溫的方法從空氣中提取這些氣體，當(dāng)溫度下降時，首先液化被分離出來的是().

A. 氧氣B. 氮?dú)?/p>

C. 二氧化碳D. 不一定

常規(guī)解題思路：常規(guī)思路無非就是根據(jù)沸點(diǎn)含義解題，利用低于沸點(diǎn)是液態(tài)，高于沸點(diǎn)是氣態(tài)來判斷，對于學(xué)生而言比較容易混淆.

運(yùn)用溫度數(shù)軸解題思路：我們可畫出如圖6所示的溫度數(shù)軸，從中很容易看出當(dāng)溫度從常溫開始降低首先到達(dá)二氧化碳的沸點(diǎn)，二氧化碳首先液化出來，然后逐次出現(xiàn)液態(tài)氧氣，液態(tài)氮?dú)?利用這樣的溫度數(shù)軸，答案就顯而易見了，與本題相類似的是混合液體升溫汽化分離的題目，利用溫度數(shù)軸解題學(xué)生容易接受且不易出錯.

圖6

3　其他題型

例4：根據(jù)表2，下列說法中正確的是().

表2

A. 電燈泡內(nèi)的燈絲宜用鎢制造，因?yàn)樗娜埸c(diǎn)高

B. 純鐵掉入鋼水中一定會熔化

C. 水銀溫度計(jì)在-40℃時已失效不能使用

D. 水銀和鎢很難形成合金

常規(guī)解題思路：燈絲在使用時要求耐高溫，表格中各種材料里鎢的熔點(diǎn)最高，適合做燈絲的材料.鋼的沸點(diǎn)為1400℃，這一溫度沒有達(dá)到純鐵的熔點(diǎn)，此時純鐵不會熔化.-40℃時水銀為固態(tài)，水銀溫度計(jì)不能再使用.水銀的沸點(diǎn)比鎢的熔點(diǎn)還低，也就是說水銀在氣態(tài)和液態(tài)的時候，鎢以固態(tài)存在，兩者很難形成合金.故A、C、D選項(xiàng)正確.

運(yùn)用溫度數(shù)軸解題思路：可畫出如圖7所示的溫度數(shù)軸，從中不難看出：鎢在液態(tài)的時候水銀已經(jīng)是氣態(tài)，所以很難形成合金.

圖7