精选人教版高中物理选修3393《饱和汽与饱和汽压》word学案物理知识点总结.docx

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精选人教版高中物理选修3393《饱和汽与饱和汽压》word学案物理知识点总结

学案3　饱和汽与饱和汽压

[目标定位]1.能说出什么是饱和汽、未饱和汽.2.能说出什么是饱和汽压，明确饱和汽压与温度有关，与体积无关.3.能区分绝对湿度和相对湿度，知道干湿泡湿度计的原理．

一、饱和汽与饱和汽压

[问题设计]

盛在敞口容器中的水，经过一段时间后就没有了；而盛在密闭容器中的水经过相当长的时间后仍然存在，这是为什么呢？

答案　前者的水蒸发掉了，而后者由于密闭，水蒸气最终与水形成一种动态平衡．

[要点提炼]

1．蒸发和沸腾

（1）蒸发只发生在液体表面，任何温度下都能发生．

（2）沸腾条件：

①达到沸点；②能继续吸热．

（3）沸点与大气压强有关：

大气压强越高，沸点越高．

2．饱和汽：

在密闭容器中的液体不断地蒸发，液面上的蒸汽也不断地液化，当这两个同时存在的过程达到动态平衡时，宏观的蒸发也就停止了，这种与液体处于动态平衡的蒸汽叫做饱和汽．没有达到饱和状态的蒸汽叫做未饱和汽．

3．在一定温度下，饱和汽的分子数密度是一定的，因而饱和汽的压强也是一定的，这个压强叫做这种液体的饱和汽压．

4．饱和汽压随温度的升高而增大，饱和汽压与蒸汽所占的体积无关，与该蒸汽中有无其他气体也无关．

5．把未饱和汽变成饱和汽的方法

（1）在体积不变的条件下，降低未饱和汽的温度，可以使在较高的温度时的未饱和汽变成较低温度时的饱和汽．

（2）在温度不变的条件下，增大蒸汽压强可以使未饱和汽变成饱和汽．

[延伸思考]

1．有人说在密闭容器里的液体和气体达到平衡时，蒸发就停止了，分子运动也停止了，这种说法对吗？

答案　这种说法不对．达到平衡时单位时间内逸出液面的分子数与回到液面的分子数相等，是一种动态平衡，并非分子运动停止．

2．你知道露珠在夜间是怎么形成的吗？

答案　由于夜间气温比白天低一些，在白天空气中的水蒸气本未达到饱和，但到了夜晚可能出现饱和或过饱和，这样水蒸气就变为水而形成露珠．

二、空气的湿度和湿度计

[问题设计]

夏日无风的傍晚，人们往往感到闷热潮湿，身上的汗液也蒸发不出去，这是为什么呢？

答案　在闷热潮湿的天气里，由于空气湿度大，汗液的蒸发和空气中的水蒸气的液化达到一种动态平衡．

[要点提炼]

1．绝对湿度

空气的湿度可以用空气中所含水蒸气的压强p1来表示，这样表示的湿度叫做空气的绝对湿度．

2．相对湿度

我们常用空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压之比来描述空气的潮湿程度，并把这个比值叫做空气的相对湿度，即相对湿度＝

.

3．空气的相对湿度常用湿度计来测量．

[延伸思考]

我们感觉环境潮湿，是由于环境的绝对湿度大吗？

答案　不是．许多和湿度有关的现象，如蒸发的快慢、植物的枯萎、人的感觉等，不是直接跟大气的绝对湿度有关，而是跟相对湿度有关．绝对湿度相同时，气温越高，离饱和状态越远，越容易蒸发，感觉越干燥；相反，气温越低，越接近饱和状态，感觉越潮湿．

一、饱和汽与饱和汽压

例1

　如图1所示，在一个带活塞的容器底部有一定量的水，现保持温度不变，上提活塞，平衡后底部仍有部分水，则（　　）

图1

A．液面上方水蒸气从饱和变成未饱和

B．液面上方水蒸气的质量增加，密度减小

C．液面上方水蒸气的密度减小，压强减小

D．液面上方水蒸气的密度和压强都不变

解析　在一定温度下，饱和汽的分子数密度是一定的，饱和汽的压强也是一定的．活塞上提前，密闭容器中水面上水蒸气为饱和汽，水蒸气密度一定，其饱和汽压一定．当活塞上提时，密闭容器中水面会有水分子飞出，使其上方水蒸气与水又重新处于动态平衡，达到饱和状态．在温度保持不变的条件下，水蒸气密度不变，饱和汽压也保持不变．故选D.

答案　D

例2

　将未饱和汽转化成饱和汽，下列方法可靠的是（　　）

A．保持温度不变，减小体积

B．保持温度不变，减小压强

C．保持体积不变，降低温度

D．保持体积不变，减小压强

解析　未饱和汽的密度小于饱和汽的密度，压强小于饱和汽压，因为未饱和汽对气体定律是近似适用的，保持温度不变，减小体积，可以增大压强，增大未饱和汽的密度，A正确，B错误；若保持体积不变，降低温度，则饱和汽压减小；若使压强减小，则温度降低，饱和汽压减小，C、D均正确．

答案　ACD

二、空气的湿度

例3

　学校气象小组在某两天中午记录如下数据：

第一天：

气温30°C，空气中水蒸气压强为2.111×103Pa.

第二天：

气温20°C，绝对湿度为1.455×103Pa.

查表知：

气温30°C时，水的饱和汽压为4.246×103Pa；气温20°C时，水的饱和汽压为2.338×103Pa.

你能根据采集的数据判定哪一天中午人感觉较潮湿吗？

试计算说明．

解析　气温30°C时，水的饱和汽压ps1＝4.246×103Pa，

这时水蒸气的实际压强p1＝2.111×103Pa，

则第一天中午空气的相对湿度

B1＝

＝

×100%≈49.72%.

气温20°C时，水的饱和汽压ps2＝2.338×103Pa，

这时水蒸气的实际压强p2＝1.455×103Pa，

则第二天中午空气的相对湿度

B2＝

×100%＝

×100%≈62.23%.

显然B2>B1，可知第二天中午人感觉较潮湿．

答案　见解析

三、湿度计

例4

　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，表示（　　）

A．空气的绝对湿度越大

B．空气的相对湿度越小

C．空气中的水蒸气的实际压强离饱和程度越近

D．空气中的水蒸气的绝对湿度离饱和程度越远

解析　干湿泡湿度计的湿泡温度计的水银泡上包着棉纱，棉纱的下端浸在水中，由于水的蒸发，湿泡温度计示数总低于干泡温度计示数，空气越干燥，即相对湿度越小，湿泡温度计上的水蒸发越快，温度计示数越低，与干泡温度计示数的差距越大，可见B正确．并且，空气越干燥，即相对湿度越小，由相对湿度的定义公式：

相对湿度＝

可知，这时空气中的水蒸气的实际压强即绝对湿度离同温度水的饱和汽压越远，故D正确．

答案　BD

1．（饱和汽与饱和汽压）一个玻璃瓶中装有半瓶液体，拧紧瓶盖经过一段时间后，则（　　）

A．不再有液体分子飞出液体表面

B．蒸发停止

C．蒸发仍在进行

D．在相同时间内从液体里飞出去的分子数等于返回液体的分子数，液体和蒸汽达到了动态平衡

答案　BD

解析　当液面上方的气体内所含的蒸汽达到饱和汽压后，处于动态平衡状态，但仍有分子跑出液面，只不过在相同时间内，返回的分子数与跑出的分子数相等．

2．（饱和汽与泡和汽压）下列关于饱和汽与饱和汽压的说法中，正确的是（　　）

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，蒸汽仍是饱和的

B．对于同一种液体，饱和汽压随温度的升高而增大

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

答案　B

解析　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，就会变成不饱和汽，所以A错；温度一定时，同种液体的饱和汽压与饱和汽的体积无关，也与液体上方有无其他气体无关，所以C错；相同温度下，不同液体的饱和汽压是不相同的，所以D错．

3．（空气的湿度）空气湿度对人们的生活有很大影响，当湿度与温度搭配得当，通风良好时，人们才会舒适．关于空气湿度，以下结论正确的是（　　）

A．绝对湿度大而相对湿度不一定大，相对湿度大而绝对湿度也不一定大，必须指明温度这一条件

B．相对湿度是100%，表明在当时的温度下，空气中水蒸气已达到饱和状态

C．在绝对湿度一定的情况下，气温降低时，相对湿度将减小

D．在绝对湿度一定的情况下，气温升高时，相对湿度将减小

答案　ABD

解析　相对湿度定义B＝

×100%，式中p为空气中所含水蒸气的实际压强，ps为同一温度下水的饱和汽压，ps在不同温度下的值是不同的，温度越高，ps越大，故A正确；相对湿度为100%，说明在当时的温度下，空气中所含水蒸气的实际压强已达到饱和汽压，B正确；绝对湿度p不变时，气温降低，ps减小，相对湿度增加，气温升高，相对湿度则减小，故C错误，D正确．

4．（湿度计）下列关于干湿泡湿度计的说法正确的是（　　）

A．干湿泡湿度计测的是绝对湿度

B．湿泡温度计所示的温度高于干泡温度计所示的温度

C．干泡温度计所示的温度高于湿泡温度计所示的温度

D．干泡温度计与湿泡温度计所示的温度差越大，相对湿度越大

答案　C

解析　因为干湿泡湿度计由两支相同的温度计组成，其中一支温度计的水银泡上包有棉纱，棉纱的另一端浸在水中，是湿泡温度计，由于水蒸发吸热，湿泡温度计的示数总小于干泡温度计的示数．故C选项正确．相对湿度越小，湿泡温度计上的水蒸发越快，干泡温度计与湿泡温度计所示的温度差越大．

饱和汽与饱和汽压

题组一　对汽化的理解

1．下列对蒸发和沸腾的说法正确的是（　　）

A．蒸发只在一定温度下才能发生

B．沸腾只在一定温度下才能发生

C．蒸发和沸腾都只发生在液体表面

D．沸点与大气压有关，大气压越高，沸点越高

答案　BD

解析　蒸发在任意温度下都能进行，只在液体表面进行．沸腾在沸点下才能进行，在液体表面和内部同时进行．大气压强越高，沸点越高．故B、D正确．

2．高压锅又叫压力锅，用它可以将被蒸煮的食物加热到100℃以上，所以食物容易被煮熟，且用高压锅煮食物比用普通锅煮食物省时间省燃料，尤其做出的米饭香软可口，很受人们欢迎．下表是AS22－5－80高压锅的铭牌，对此下列解释正确的是（　　）

AS22－5－80

容量

5升

净重

8.92kg

锅帽重

89.0g

气压

1.21atm

水的温度

121℃

A.食物受到的压强大而易熟

B．高压锅保温性能好，热量损失少而使食物易熟

C．锅内温度能达到100℃以上，食物因高温而易熟

D．高压锅的密封性好，减少水的蒸发而使食物易熟

答案　C

解析　高压锅蒸煮的食物易熟是由于：

高压锅蒸煮食物时，高压锅盖上后就是一个密封容器了，加热时锅内水温不断升高，水的蒸发不断加快，由于锅是密封的，锅内水面上方的水蒸气越来越多，锅内水蒸气的压强就越来越大，直到气压阀被顶起为止，锅内气压才不再增大，此时锅内气压一般达到1.2atm，在这样的气压下，水的沸点接近120℃，比普通锅内温度高出约20℃，所以食物就容易熟了，只有选项C是正确的．

题组二　对饱和汽与饱和汽压的理解

3．下列对动态平衡的说法不正确的是（　　）

A．当气态分子数的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体表面飞出去的分子数

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

答案　D

解析　对水的蒸发过程进行分析判断：

当达到动态平衡时，蒸发停止，故D选项错误．

4．图1为水的饱和汽压图象，由图可知（　　）

水的饱和汽压与温度的关系

图1

A．饱和汽压与温度有关

B．饱和汽压随温度的升高而增大

C．饱和汽压随温度的升高而减小

D．未饱和汽的压强一定大于饱和汽的压强

解析　这是水的饱和汽压随温度变化的图线，由题图知，水的饱和汽压随温度的升高而增大．

答案　AB

5．液体的饱和汽压随温度的升高而增大（　　）

A．其规律遵循查理定律

B．是因为饱和汽的质量随温度的升高而增大

C．是因为饱和汽的体积随温度的升高而增大

D．是因为饱和汽的密度和蒸汽分子的平均速率都随温度的升高而增大

答案　D

解析　饱和汽的压强与温度的关系不遵循查理定律，当温度升高时，蒸汽分子的平均速率增大，蒸汽分子的密度增大，所以D选项正确．

6．密闭容器中装有少量液态乙醚，下列现象可能发生的是（　　）

A．当容器温度升高时，液态乙醚逐渐减少

B．当容器温度降低时，液态乙醚逐渐减少

C．当容器升高到一定温度时，液态乙醚消失

D．液态乙醚消失后，若冷却容器，容器中又出现液态乙醚

答案　ACD

解析　温度升高，饱和汽的密度增大，温度降低，饱和汽的密度减小．

7．关于同种液体在相同温度下的未饱和汽、饱和汽的性质，下面说法正确的是（　　）

A．两种汽的压强一样大，饱和汽的密度较大

B．饱和汽的压强较大，分子的平均动能也较大

C．两种汽的压强一样大，分子平均动能也一样大

D．两种汽的分子平均动能一样大，饱和汽的密度较大

答案　D

解析　与液体处于动态平衡的蒸汽叫饱和汽；没有达到饱和状态的蒸汽叫未饱和汽．可见，两种蒸汽在同一温度下密度是不同的，未饱和汽较小，饱和汽较大．由温度是分子平均动能的标志可知这两种蒸汽分子的平均动能相同，而密度不同，两种蒸汽的压强也不同．

8.如图2所示，一个有活塞的密闭容器（导热性良好）内盛有饱和水蒸气与少量的水，则可能发生的现象是（　　）

图2

A．温度保持不变，慢慢地推进活塞，容器内水的饱和汽压会增大

B．温度保持不变，慢慢地推进活塞，容器内水的饱和汽压不变

C．温度保持不变，慢慢地拉出活塞，容器内水的饱和汽压会减小

D．不移动活塞而将容器放在沸水中，容器内水的饱和汽压不变

答案　B

解析　慢慢推进活塞和慢慢拉出活塞，密闭容器内体积发生变化，而温度保持不变，饱和汽的压强只和温度有关，与体积无关，故选项A、C错误，B正确．不移动活塞而将容器放入沸水中，容器内温度升高，水的饱和汽压增大，选项D错误．

题组三　空气的湿度的理解和计算问题

9．关于空气的湿度，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汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比

答案　BC

解析　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表示空气的相对湿度，故C正确，D错误．

10．影响蒸发快慢的因素有（　　）

A．绝对湿度B．相对湿度

C．表面积D．温度

答案　BCD

解析　相对湿度越小，飞出去的水分子数目比跑回来的水分子数目越多，故B对．蒸发还跟液体的表面积和温度有关，表面积越大，温度越高，蒸发的越快．所以选B、C、D.

11．不同温度下水的饱和汽压如表所示，由表中数据能确定，天气最干燥的是（　　）

不同温度下水的饱和汽压（单位：

毫米汞柱）

t/℃

－5

0

5

10

20

30

ps

3.16

4.58

6.54

9.21

17.54

31.82

A.天气温度为－5℃，绝对湿度为2mm汞柱

B．天气温度为0℃，绝对湿度为3mm汞柱

C．天气温度为10℃，绝对湿度为3mm汞柱

D．天气温度为20℃，绝对湿度为10mm汞柱

答案　C

解析　相对湿度越小，天气越干燥，选项A，B1＝

×100%≈63.3%；选项B，B2＝

×100%≈65.5%；选项C，B3＝

×100%≈32.6%；选项D，B4＝

×100%≈57.0%.故选C.

12．室内空气的温度是25℃，空气的相对湿度是65%，问空气的绝对湿度等于多少？

已知25℃时水的饱和汽压为3.167×103Pa.

答案　2.06×103Pa

解析　空气的绝对湿度＝水蒸气的实际压强，而相对湿度＝

.故绝对湿度＝相对湿度×同温度水的饱和汽压，即绝对湿度＝65%×3.167×103Pa≈2.06×103Pa.