高中物理 第4章 氣體 第3節(jié) 飽和汽知識(shí)導(dǎo)航素材 魯科版選修3-3（通用）

1、第3節(jié) 飽和汽 思維激活通常情況，冰只能使水冷卻，不能使水沸騰，但在特殊條件下，冰能使水沸騰.在燒瓶?jī)?nèi)灌半瓶水，放在火上加熱，待水沸騰后將燒瓶從火上取下并用塞子將瓶口塞住，這時(shí)沸騰停止了，把瓶倒過(guò)來(lái)在瓶底上放一些碎冰時(shí)，立刻看到水又重新沸騰起來(lái).想一想：為什么冰能使水沸騰？提示：原來(lái)，當(dāng)我們把瓶口塞住時(shí)，瓶中的空氣幾乎全被水蒸氣趕跑了，液面上只有蒸氣壓強(qiáng)，沒(méi)有空氣壓強(qiáng)，在瓶底放上碎冰后，瓶底冷卻使水蒸氣凝結(jié)為水滴，因此水面上壓強(qiáng)降低，沸點(diǎn)也降低，所以，水又重新沸騰起來(lái).自主整理1.飽和汽的形成（1）動(dòng)態(tài)平衡在相同時(shí)間內(nèi)回到水中的分子數(shù)等于從水面飛出去的分子數(shù).這時(shí)，水蒸氣的密度不再_，液體水也

2、不再_，液體與氣體之間達(dá)到了平衡狀態(tài)，_停止.這種平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡.（2）飽和汽與液體處于動(dòng)態(tài)平衡的蒸汽叫做_，而沒(méi)有達(dá)到飽和狀態(tài)的蒸汽叫做_.2.飽和汽壓（1）飽和汽有壓強(qiáng)，物理學(xué)中把某種液體的飽和汽所具有的壓強(qiáng)叫做這種液體的_.（2）液體的飽和汽壓與_有關(guān)，溫度越高.飽和汽壓越_，且飽和汽壓與飽和汽的_無(wú)關(guān).高手筆記1.密閉容器中有某液體的飽和汽，若保持溫度不變，只改變飽和汽的體積，則體積改變前后飽和汽的密度不變.在一定的溫度下，飽和汽的密度大于未飽和汽的密度.2.一定液體的飽和汽壓只隨著溫度的升高而變大，隨著溫度的降低而變小.飽和汽壓跟飽和汽體積的變化無(wú)關(guān).分析問(wèn)題時(shí)還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

3、在相同溫度下，不同液體的飽和汽壓不同；飽和汽壓隨溫度升高由兩方面因素引起的，一是由于溫度升高，飽和汽密度變大，使壓強(qiáng)增大，二是溫度升高時(shí)，氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大使壓強(qiáng)增大.3.我們可用增加蒸氣壓強(qiáng)（減小它的體積）或降低蒸氣溫度的方法使未飽和汽變成飽和汽.反過(guò)來(lái)，也可用減小蒸氣壓強(qiáng)（增加它的體積）或升高蒸氣的溫度的方法，把飽和汽變成未飽和汽.露點(diǎn)就是使空氣中的未飽和水蒸氣剛好變成飽和時(shí)的溫度.名師解惑1.正確理解動(dòng)態(tài)平衡的概念剖析：要理解這個(gè)問(wèn)題，要抓住“動(dòng)態(tài)”這個(gè)核心，也就是達(dá)到平衡時(shí)，各量之間還是變化的，只不過(guò)變化的速度相同而已，只是從外觀上看達(dá)到了平衡狀態(tài).如果把兩個(gè)過(guò)程分別稱(chēng)為正過(guò)

4、程和逆過(guò)程的話，當(dāng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)正過(guò)程速率應(yīng)等于逆過(guò)程速率.（1）處于動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，液體的蒸發(fā)仍不斷在進(jìn)行；（2）處于動(dòng)態(tài)平衡時(shí)的蒸汽密度與溫度有關(guān)，溫度越高，達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)的蒸汽密度越大；（3）在密閉容器中的液體，最后必定與上方的蒸汽處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)中.2.關(guān)于飽和汽和未飽和汽及特點(diǎn)的說(shuō)明剖析：飽和汽及其特點(diǎn)跟液體處于動(dòng)態(tài)平衡的蒸氣叫做飽和汽，實(shí)際情況中，凡與密閉容器里的液體（如擰緊蓋的半瓶墨水）共存的汽必是飽和汽.飽和汽的特點(diǎn)是：（1）一定溫度下有一定的汽密度；（2）一定溫度下有一定的壓強(qiáng)（飽和汽壓）.必須注意：飽和汽的汽密度與壓強(qiáng)都只與溫度有關(guān)，與體積無(wú)關(guān)，溫度升高時(shí)，不僅分子的平均速度增

5、大，每個(gè)分子對(duì)器壁碰撞時(shí)的沖量增大，而且分子密度也增大，單位時(shí)間內(nèi)對(duì)器壁單位面積的碰撞次數(shù)也增大，因此飽和汽壓隨溫度的升高增大得更快，飽和汽完全不遵守理想氣體的定律.未飽和汽及特點(diǎn)是某一空間的蒸汽還沒(méi)有達(dá)到飽和狀態(tài)，這個(gè)空間的蒸汽叫未飽和汽.在一定溫度下，未飽和汽的密度和壓強(qiáng)都比飽和汽小.未飽和汽的性質(zhì)與真空氣體相同，近似遵守理想氣體定律.講練互動(dòng)【例1】 水蒸氣達(dá)到飽和時(shí)，水蒸氣的壓強(qiáng)不再變化，這時(shí)（ ）A.水不再蒸發(fā) B.水不再凝結(jié)C.蒸發(fā)和凝結(jié)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡 D.以上都不對(duì)解析：水蒸氣達(dá)到飽和時(shí)，蒸發(fā)和凝結(jié)仍在繼續(xù)進(jìn)行，只不過(guò)蒸發(fā)和凝結(jié)的水分子個(gè)數(shù)相同而已，C正確.答案：C黑色陷阱有些同學(xué)

6、誤認(rèn)為不飽和時(shí)水一直蒸發(fā)不凝結(jié)，達(dá)到飽和時(shí)不蒸發(fā)不凝結(jié).要注意從微觀角度理解動(dòng)態(tài)平衡的含義.變式訓(xùn)練1一個(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（ ）A.溫度保持不變，慢慢地推進(jìn)活塞，容器內(nèi)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，慢慢地推出活塞，容器內(nèi)壓強(qiáng)會(huì)減小D.不移動(dòng)活塞而將容器放在沸水中，容器內(nèi)壓強(qiáng)不變解析：根據(jù)飽和汽的特性，飽和汽壓的大小與物質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，并隨著溫度的升高而增大，但跟飽和汽的體積無(wú)關(guān)，所以在溫度不變時(shí)，飽和汽壓不隨體積變化，因而B(niǎo)正確，其余的現(xiàn)象均不可能發(fā)生.應(yīng)選B.答案：B【例2】 由飽和汽和飽和汽壓的概念，選

7、出下列正確的結(jié)論（ ）A.飽和汽和液體之間的動(dòng)態(tài)平衡，是指汽化和液化同時(shí)進(jìn)行的過(guò)程，且進(jìn)行的速率相等B.一定溫度下的飽和汽的密度為一定值，溫度升高，飽和汽的密度增大C.一定溫度下的飽和汽壓，隨飽和汽的體積增大而增大D.飽和汽壓跟絕對(duì)溫度成正比解析：由動(dòng)態(tài)平衡概念可知A正確.在一定溫度下，飽和汽的密度是一定的，它隨著溫度升高而增大，B正確.一定溫度下的飽和汽壓與體積無(wú)關(guān)，C錯(cuò).飽和汽壓隨溫度升高而增大，原因是：溫度升高時(shí)，飽和汽的密度增大；溫度升高時(shí)，汽分子平均速率增大，理想氣體狀態(tài)方程不適用于飽和汽，飽和汽壓和絕對(duì)溫度的關(guān)系不成正比，飽和汽壓隨溫度的升高增大得比線性關(guān)系更快，D錯(cuò).答案：AB綠

8、色通道關(guān)于飽和汽和飽和汽壓的問(wèn)題要抓住飽和汽的壓強(qiáng)只與液體的種類(lèi)、溫度有關(guān)這一關(guān)鍵問(wèn)題.變式訓(xùn)練2在溫度不變時(shí)，飽和汽壓不隨體積變化.試分析其中的原因.解析：溫度不變時(shí)，飽和汽壓不隨體積變化，這是飽和汽區(qū)別于未飽和汽及通常氣體的一個(gè)重要特征.因?yàn)轶w積增大時(shí)，容器中蒸汽的密度減小，原來(lái)的飽和汽變成了未飽和汽，于是液體繼續(xù)蒸發(fā)，直到未飽和汽成為飽和汽為止.當(dāng)溫度不變時(shí)，飽和汽的密度跟原來(lái)的一樣，所以壓強(qiáng)不改變.【例3】 能使氣體液化的方法是（ ）A.在保持體積不變的情況下不斷降低氣體的溫度B.在保持體積不變的情況下，使氣體溫度升高C.在保持溫度不變的情況下增大壓強(qiáng)，能使一切氣體液化D.降低氣體的溫

9、度到某個(gè)特殊溫度以下，然后增大壓強(qiáng)解析：從能量轉(zhuǎn)換的角度分析只要放出熱量，就可以使氣體液化，但從影響氣體液化的因素分析，只要無(wú)限度地降低溫度或降低溫度到某一特定值以下，再增大壓強(qiáng)就可以使氣體液化.答案：AD綠色通道掌握影響氣體液化的兩個(gè)因素：壓強(qiáng)和溫度.從理論上講單一改變其中一個(gè)量或同時(shí)改變兩個(gè)量都可以達(dá)到目的，但當(dāng)溫度較高時(shí)，單一改變壓強(qiáng)很難達(dá)到目的，甚至說(shuō)不可能達(dá)到目的.變式訓(xùn)練3肯定能使液化氣汽化的途徑有（ ）A.增大壓強(qiáng) B.升高溫度 C.降低溫度 D.升高溫度且減小壓強(qiáng)答案：BD體驗(yàn)探究【問(wèn)題】 飽和汽壓同體積、溫度有什么關(guān)系？導(dǎo)思：在溫度不變的情況下，飽和汽的壓強(qiáng)不隨體積而變化.其

10、原因是，當(dāng)體積增大時(shí)，容器中蒸汽的密度減小，原來(lái)的飽和汽變成了未飽和汽.于是液體繼續(xù)蒸發(fā)，直到未飽和汽成為飽和汽為止，由于溫度沒(méi)有改變，飽和汽的密度跟原來(lái)的一樣，蒸汽分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能也跟原來(lái)的一樣，所以壓強(qiáng)不改變，體積減小時(shí)，容器中蒸汽的密度增大，回到液體中的分子數(shù)多于從液面飛出的分子數(shù)，于是一部分蒸汽變成液體，直到蒸汽的密度減小到等于該溫度下飽和汽的密度為止.由于溫度跟原來(lái)的相同，飽和汽密度不變，蒸汽分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率也跟原來(lái)相同，所以壓強(qiáng)也不改變.飽和汽壓隨溫度的升高而增大，這是因?yàn)闇囟壬邥r(shí)，液體里的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

11、汽分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能也增大，這也導(dǎo)致飽和汽的壓強(qiáng)增大.探究：先安裝好托里拆利實(shí)驗(yàn)裝置，如圖4-3-1甲所示，管上部為真空，水銀柱豎直高度為H，這個(gè)水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)表示外界大氣壓的值.然后用彎嘴吸管吸一些乙醚，由托里拆利管的下口注入管中，注意不要混入空氣.可看到管中水銀柱下降，水銀柱上部空間中充滿(mǎn)乙醚的蒸汽，要多注入些乙醚，使有多余的乙醚殘留在水銀面上，保證管中是乙醚的飽和汽，如圖乙所示.此時(shí)水銀柱高度h與當(dāng)初H值有個(gè)差，與這個(gè)差等高的水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)，就等于乙醚在這個(gè)溫度下的飽和汽壓.然后將管傾斜一些，如圖丙所示，可看到乙醚汽的體積減小，水銀面上的乙醚液體增多，但水銀柱的豎直高度h不變，證明乙醚的飽和汽壓與體積無(wú)關(guān).將管恢復(fù)豎直，用熱毛巾包在管的上部，可看到水銀面上殘留的乙醚液體減小，水銀柱高度下降到h