晶体凝固时的温度特点:放出热量,温度不变;
非晶体凝固时的温度特点:放出热量,温度不断降低
晶体凝固的条件是:①温度要达到凝固点;②继续向外放热
注意:同种晶体的熔点与凝固点是相同的。
晶体和非晶体凝固时的温度变化曲线(如图所示)
数形结合法在晶体熔化(凝固)过程中的运用 在物理中常采用数学图像方法,把物理现象或物理量之间的关系表示出来。如用温度一时间图像表达物态变化中熔化、凝固、沸腾的特点。涉及的图像有晶体(或非晶体)熔化图像、凝固图像、水的沸腾图像等。图像法具有直观、形象、简捷和概括力强的独特优点。它能将物理情景、物理过程、物理状态以直观的方式呈现在我们面前。
例下表是研究冰熔化时记录的实验数据。
(1)在图中作出冰的熔化图像;
(2)从表中可以看出,冰的熔点是____;
(3)冰熔化过程经历了____min;
(4)从计时开始,经过12mid,冰的温度是____,状态是____。
解析:作图时,步骤是先描点再连线;在8~ 16min时,冰的温度保持0℃不变,故其熔点为0℃;熔化过程经历了8min;由表知,从计时开始,经过12min,冰的温度为0℃,此时冰已持续熔化了4min,但并未熔化完,故为固液共存状态。
答案:(1)冰的熔化图像如图所示
(2)0℃ (3)8 (4)0℃;固液共存状态
图像法描述晶体与非晶体的熔化和凝固过程
|
晶体 |
非晶体 |
物质举例 |
海波、冰、食盐、水晶、明矾、萘、各种金属 |
松香、玻璃、蜂蜡、沥青 |
熔点和凝固点 |
有 |
无 |
熔化图像 |
AB段:物质为固态 BC段:熔化过程,物质为固液共存态,吸收热量,温度不变 (此温度为熔点) CD段:物质为液态 |
熔化过程中,物质吸收热量,温度逐渐升高 |
凝固图像 |
EF段:物质为液态 FG段:凝固过程,物质为固液共存态,放出热量,温度不变 (此温度为凝固点) GH段:物质为固态 |
凝固过程中,物质放出热量,温度降低 |
液体压强定义:
液体容器底、内壁、内部的压强称为液体压强,简称液压。
产生原因:
①液体受到竖直向下的重力作用,对支撑它的容器底部产生压力和压强
②液体没有固定的形状,能够流动,对限制它流动的容器的侧壁产生压力和压强
③液体内部各相邻部分之间互相挤压,液体内部向各个方向都有压强
特点:
液体内部朝各个方向都有压强;在同一深度,各个方向压强相等;深度增大,液体的压强增大;液体的压强还与液体的密度有关,在深度相同时,液体密度越大,压强越大
定义:(1)容易导电的物体叫做导体,例如:石墨、人体、大地以及酸、碱、盐的水溶液;
(2)不容易导电的物体叫做绝缘体,例如:橡胶、玻璃、塑料等;
(3)导体和绝缘体在一定条件下可以相互转化。
导体和绝缘体的比较:
|
导体 |
绝缘体 |
导电能力 |
容易导电 |
不容易导电 |
原因 |
有大量的自由电荷 |
电荷几乎都被束缚在原子的范周内 |
常见材料 |
金属、人体、大地、石墨、酸碱盐的水溶液等 |
玻璃、橡胶、陶瓷、塑料、油等 |
用途 |
输电线等 |
电器外壳等 |
导体容易导电,绝缘体不容易导电的原因:
(1)导体容易导电是冈为导体中有大量的自由电荷,它们受原子核的束缚力很小,能够从导体的一个部分移到另一个部分;
(2)绝缘体中,电荷几乎都束缚在原子的范围之内,不能从绝缘体的一个部分移到另一个部分。
半导体: 半导体材料的导电能力介于导体和非导体之间,比导体差、比非导体强,具有一些特殊的物理性质,温度、光照、杂质等因素都对它的性能有很大影响。常见的半导体材料有硅、锗和砷化镓等。用半导体材料可以制造半导体二极管、二三极管和集成电路等多种半导体元件。
(1)半导体二极管具有单向导电性,即只允许电流由一个方向通过元件。
(2)半导体三极管可以用来放大电信号。
(3)应用:
①太阳能电池:当光照到某些半导体时,在半导体内会产生电流。太阳能电池是一种不用燃料、不污染环境、对人类健康无害的电源。
②条形码扫描仪:条形码扫描仪由发光二极管、光敏二极管等元件构成。当发光二极管照射条形码时,光敏二极管便测量被条形码反射回来的光,并将光信号变为电信号,电脑则依据获取的电信号进行分析、检测物品。条形码扫描仪广泛应用于商业、邮政、交通等领域:
③微处理器:微处理器集成了成千上万个半导体元件。
④机器人:机器人内有由大量半导体元件构成的电路.智能机器人将成为工业生产活动的好帮手。
超导体:
1.超导现象:某些物质在很低的温度下,电阻就变成了零,这就是超导现象。
2.应用:
(1)利用超导体的零电阻特性可实现远距离大功率输电。超导输电线可以无损耗地输送较大的电流,这意味着用细电线就可以输送大电流。
(2)超导磁悬浮现象,使人们可以用超导体来实现交通工具的“无摩擦”运行。
电功率:
1. 定义:
电流单位时间内所做的功叫做电功率,表示电流做功的快慢。
2. 单位:国际单位:瓦(W),常用单位千瓦(kW),1kW=1000W
额定功率:
1. 定义:额定功率是指用电器正常工作时的功率。它的值为用电器的额定电压乘以额定电流。若用电器的实际功率大于额定功率,则用电器可能会损坏;若实际功率小于额定功率,则用电器可能无法运行。
额定功率和实际功率:
知识点 |
内容 |
额定功率 |
用电器正常工作时的电压,即用电器上标明的电压值就是额定电压;用电器在额定电压下正常工作时的功率,即用电器上标明的功率就是额定功率 |
实际功率 |
用电器实际工作时的电压叫实际电压,它可能与额定电压相等,也可能比额定电压大或者小;用电器在实际电压下的功率叫做实际功率,它可能与额定功率相等,也可能比额定功率大或者小 |
灯泡亮暗的比较 |
若灯泡都能正常发光,则额定功率大的比较亮,因为灯泡在各自的额定电压下工作时,实际功率等于额定功率。额定功率大的灯泡,实际功率就大,灯泡就亮 |
若灯泡串联且不能正常发光,电阻大的灯泡较亮。因为灯泡越亮,它的实际功率就越大,在串联电路中,由于各处电流相等,根据P=I2R 知灯泡的电阻越大,灯泡的实际功率越大 |
若灯泡是并联的且不能正常发光,电阻小的灯泡较亮。在并联电路中,由于各支路两端的电 压相等,根据P=,灯泡的电阻越小,灯泡的 实际功率就越大,灯泡就越亮 |
补充:实际生活中的照明电路是并联电路,如果并联的用电器越多,并联部分的总电阻就越小,在总电压不变的条件下,电路中的总电流就越大,因此输电线上的电压降就越大,这样,分给用电器的电压就越小,每个用电器消耗的功率也就越小。所以灯开的少时比灯开的多时要亮些。晚上七八点钟,大家都用电灯照明,所以电灯发的光就比深夜时的暗。
灯丝通常在开灯瞬间被烧断的原因: 导体的电阻随温度的变化而变化,金属导体的电阻随温度的升高而增大,一般金属导体温度变化几摄氏度或几十摄氏度,电阻变化不过百分之几,可忽略不计,但电灯的灯丝(钨丝)不发光时(温度几十摄氏度),电阻较小,正常发光时灯丝的温度较高,达 2000℃左右,电阻值就要增大许多倍。在刚接通电路的瞬间,灯丝的温度还没有升高,由于电阻还很小,通过灯丝的电流要比正常发光时大得多,根据P=U
2/R,这时实际功率最大,远远超过正常工作时的功率,所以通常灯丝容易在开灯时的瞬间烧断。