学年高二物理粤教版选修33导学案第二章 9 饱和蒸汽 空气的湿度.docx

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学年高二物理粤教版选修33导学案第二章9饱和蒸汽空气的湿度

第九节　饱和蒸汽　空气的湿度

[目标定位]　1.知道饱和蒸汽、未饱和蒸汽和饱和汽压的概念．　2.了解相对湿度的概念和含义，认识空气的相对湿度对人的生活和植物生长的影响．

一、饱和蒸汽

1．饱和蒸汽的形成：

飞出液体的分子和回到液体的分子数目达到相同，就形成了饱和蒸汽．

2．动态平衡：

从液体中飞出的分子数目与返回液体的分子数目相等，液体不会再减少，蒸汽的密度也不会再改变，达到一种动态平衡．

3．饱和蒸汽与未饱和汽

（1）饱和蒸汽：

与液体处于动态平衡的蒸汽．

（2）未饱和汽：

没有达到饱和状态的蒸汽．

二、饱和汽压

1．定义：

液体的饱和蒸汽所具有的压强．

2．相关因素

（1）与液体种类有关，挥发性强的液体饱和汽压大一些．

（2）与温度有关，温度越高，饱和汽压越大，而且与饱和蒸汽的体积无关．

三、空气的湿度

1．绝对湿度概念：

空气中所含水蒸气的压强．

2．相对湿度概念：

空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比．

相对湿度＝

.

一、对饱和汽和饱和汽压的理解

1．饱和汽概念：

与液体处于动态平衡的蒸气．

2．动态平衡

（1）实质：

密闭容器中的液体，单位时间逸出液面的分子数和返回液面的分子数相等，即处于动态平衡，并非分子运动的停止．

（2）特点：

动态平衡是有条件的，外界条件变化时，原来的动态平衡状态被破坏，经过一段时间才能达到新的平衡．

3．饱和汽压的决定因素

（1）饱和汽压跟液体的种类有关

实验表明，在相同的温度下，不同液体的饱和汽压一般是不同的．挥发性大的液体，饱和汽压大．

（2）饱和汽压跟温度有关

饱和汽压随温度的升高而增大．这是因为温度升高时，液体里能量较大的分子增多，单位时间内从液面飞出的分子也增多，致使饱和汽的密度增大，同时汽分子热运动的平均动能也增大，这也导致饱和汽压增大．

（3）饱和汽压跟体积无关

在温度不变的情况下，饱和汽的压强不随体积而变化．

例1

　如图2－9－1所示，一个有活塞的密闭容器内盛有饱和水汽与少量的水，则可能发生的现象是（　　）

图2－9－1

A．温度保持不变，慢慢地推进活塞，由

＝C可知容器内饱和汽压强会增大

B．温度保持不变，慢慢地推进活塞，容器内压强不变

C．温度保持不变，慢慢地拉出活塞，容器内饱和水汽分子数不变

D．不移动活塞而将容器放在沸水中，容器内压强不变

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A错，B正确；温度不变，则饱和汽压不变，饱和汽密度不变，但由于体积增大，饱和汽分子数增加，C错；不移动活塞而将容器放入沸水中，容器内饱和汽温度升高，故压强应发生变化，D错误；故选B.

借题发挥　

（1）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，也和此气体中有无其他气体无关．

（2）液体沸腾的条件就是饱和汽压和外部压强相等．沸点就是饱和汽压等于外部压强时的温度．因饱和汽压必须增大到和外部压强相等时才能沸腾，所以沸点随外部压强的增大而升高．

针对训练　（双选）将未饱和汽转化成饱和汽，下列方法可行的是（　　）

A．保持温度不变，增大体积

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

答案　CD

解析　未饱和汽的密度小于饱和汽的密度，未饱和汽压小于饱和汽压，因气体定律对未饱和汽是近似适用的，保持温度不变，增大体积，可以减小压强，减小饱和汽的密度，则A、B项错误；降低温度，饱和汽压减小，若体积不变，当降低温度时，可使压强减小到降低温度后的饱和汽压，则C项正确、D项也正确．

二、对空气湿度的理解

1．绝对湿度：

空气中所含水蒸气的压强叫空气的绝对湿度．

2．相对湿度：

在某一温度下，空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比，称为空气的相对湿度．即

相对湿度＝

相对湿度与绝对湿度和温度都有关系，在绝对湿度不变的情况下，温度越高，相对湿度越小，人感觉越干燥；温度越低，相对湿度越大，人感觉越潮湿．

例2

　气温为10℃时，测得空气的绝对湿度p＝800Pa，则此时的相对湿度为多少？

如果绝对湿度不变，气温升至20℃，相对湿度又为多少？

（已知10℃的水蒸汽的饱和汽压为p1＝1.228×103Pa,20℃时水蒸汽的饱和汽压为p2＝2.338×103Pa.）

答案　65.1%　34.2%

解析　由题中找出绝对湿度压强和该温度时水汽的饱和汽压，即可求出相对湿度．

10℃时水汽的饱和汽压为p1＝1.228×103Pa，由相对湿度公式得此时的相对湿度：

B1＝

×100%＝

×100%≈65.1%.

20℃时水汽的饱和汽压为p2＝2.338×103Pa，同理得相对湿度：

B2＝

×100%＝

×100%≈34.2%.

饱和汽和饱和汽压

1．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是错的；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．例如：

100℃时饱和水汽压是76cmHg，所以C是错误的；相同温度下，不同液体的饱和汽压是不相同的，所以D是错的．

2．密闭容器中装有少量液态乙醚，下列现象不可能发生的是（　　）

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　B

解析　温度升高，饱和蒸汽的密度增大，所以A、C、D可能发生，B不可能发生．

空气湿度及应用

3．（双选）在相对湿度相同的情况下，比较可得（　　）

A．冬天的绝对湿度大B．夏天的绝对湿度大

C．冬天的绝对湿度小D．夏天的绝对湿度小

答案　BC

解析　因冬天比夏天的气温低，对应的饱和汽压小，又根据相对湿度公式可知，冬天的绝对湿度小，夏天的绝对湿度大，所以B、C对．

4．在某温度时，水蒸气的绝对汽压为p＝200mmHg，此时的相对湿度为50%，则此时饱和汽压为多大？

答案　400mmHg

解析　由相对湿度公式B＝

×100%，

可得ps＝

×100%＝

×100%＝400mmHg.

（时间：

60分钟）

题组一　饱和汽和饱和汽压

1．饱和汽压是指（　　）

A．当时的大气压B．饱和蒸汽的压强

C．水蒸气的压强D．以上都不对

答案　B

2．（双选）如图2－9－2所示为水的饱和汽压图象，由图可以知道（　　）

图2－9－2

A．饱和汽压与温度有关

B．饱和汽压随温度升高而增大

C．饱和汽压随温度升高而减小

D．未饱和汽的压强一定小于饱和汽的压强

答案　AB

解析　这是水的饱和汽压随温度的变化图线，由图知，水的饱和汽压随温度的升高而增大，因此A、B正确，C项错误；较高的温度条件下的未饱和汽压，可以大于较低温度条件下的饱和汽压，因此D项错误．故正确答案为A、B.

3．同种气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．饱和汽的压强最大，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　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汽分子的平均动能相同，而密度不同，两种汽的压强也不同．

4．（双选）关于饱和汽正确的说法是（　　）

A．在稳定情况下，密闭容器中如有某种液体存在，其中该液体的蒸汽可能是不饱和的

B．密闭容器中有未饱和的水蒸气，向容器内注入足够量的空气，加大气压可使水汽饱和

C．随着液体的不断蒸发，当液化和汽化速率相等时液体和蒸汽达到的一种平衡状态叫动态平衡

D．对于某种液体来说，温度升高时，由于单位时间内从液面汽化的分子数增多，饱和汽压增大

答案　CD

解析　在饱和状态下，液化和汽化达到动态平衡，即达到稳定状态，所以A错误、C正确；液体的饱和汽压与其温度有关，即温度升高饱和汽压增大，所以D正确；饱和汽压是指液体蒸汽的分气压，与其他气体的压强无关，所以B错误．

题组二　空气的湿度、湿度计

5．（双选）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，空气中的水汽未达到饱和状态

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　AD

6．湿球温度计与干球温度计的示数差越大，表示（　　）

A．空气的绝对湿度越大

B．空气的相对湿度越大

C．空气中的水汽离饱和程度越近

D．空气中的水汽离饱和程度越远

答案　D

解析　湿球温度计与干球温度计的示数差越大，表示水分蒸发越快，所以相对湿度越小，即空气中的水汽离饱和程度越远．

7．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温度计组成，用来测空气温度的温度计是干泡温度计，另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．

8．（双选）关于空气湿度，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蒸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　由于在空气中的水蒸气含量不变的情况下，气温越高时饱和蒸汽压越大，人的感觉是越干燥，即人的感觉取决于相对湿度而非绝对湿度，A错误，B正确；空气的相对湿度是指空气中所含水蒸气压强与同温度下的饱和蒸汽压的比值，空气的绝对湿度的定义就是用空气中所含水蒸气的压强来表示湿度的方法，故C正确，D错误．故正确答案为B、C.

9．（双选）某日白天的气温是20℃，空气中水蒸气的压强是1.1×103Pa；夜间，空气中水蒸气的压强不变，气温降到10℃.白天水蒸气饱和汽压为2.3×103Pa，夜间水蒸气饱和汽压为1.2×103Pa，则我们感觉到的潮湿与干爽情况是（　　）

A．夜间干爽B．白天潮湿

C．白天干爽D．夜间潮湿

答案　CD

解析　看相对湿度大小

白天相对湿度：

B1＝

×100%＝48%

夜晚相对湿度：

B2＝

×100%＝91.7%

所以白天干爽，夜间潮湿，故选C、D.

题组三　综合应用

10．（双选）以下说法正确的是（　　）

A．水的饱和汽压随温度的升高而增大

B．扩散现象表明，分子在永不停息地做无规则运动

C．当分子间距离增大时，分子间引力增大，分子间斥力减小

D．一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，气体分子的平均动能减小

答案　AB

解析　当分子间的距离增大时，分子间引力和斥力都减小，C错误；一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，温度升高，气体分子的平均动能增大，D错误．故正确答案为A、B.

图2－9－3

11．如图2－9－3所示的容器，用活塞封闭着刚好饱和的一些水汽．

（1）若保持温度不变，慢慢地推进活塞，容器内饱和水汽的密度是否发生变化？

（2）若向密闭的容器中注入空气，则水蒸气的饱和汽压是否变化？

（3）如果测得水汽的压强为p，体积为V.当保持温度不变（双选）（　　）

A．上提活塞使水汽的体积增为2V时，水汽的压强减为

p

B．下压活塞使水汽的体积减为

V时，水汽的压强增为2p

C．下压活塞时，水汽的质量减小，水汽的密度不变

D．下压活塞时，水汽的质量和密度都变小

答案　

（1）由于温度不变，故饱和汽压不变，饱和水汽的密度也不变．

（2）容器内总的压强增大，但水蒸气的饱和汽压与有无其他气体存在无关，故水蒸气饱和汽压不变．　（3）AC

解析　（3）容器中的水汽刚好饱和，表示容器中已没有水，上提活塞使水汽的体积变为2V时，容器中的水汽变为未饱和汽，它遵循玻意耳定律，压强变为

p.下压活塞使水汽的体积减为

V时，由于温度不变，饱和汽的密度不变，部分水汽会凝结成水，水汽的压强仍为p，只是水汽的质量减小．

12．

（1）饱和汽压与温度________（填“有关”或“无关”），温度越高，气体的饱和汽压________．

（2）假设夏天某一日的气温为30℃，空气的相对湿度为80%，天气预报讲气温要下降10%，请你预测一下，明天是否会下雨．

（3）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　

（1）有关　越高　

（2）会　（3）2.06×103Pa

解析　

（1）由于温度是分子平均动能的量度，当温度越高时，液体分子的平均动能越大，单位时间内从液面飞出的分子数越多，故饱和汽压就越高．

（2）根据空气的相对湿度公式可以先求出水蒸气的实际压强，当气温下降后，再利用相对湿度试看水蒸气是否饱和，水蒸气达到饱和后，多余的水汽只能以雨的形式降下．

（3）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×同温下水的饱和汽压，即绝对湿度＝65%×3.167×103Pa＝2.06×103Pa.