高中物理 第4章 气体 第3、4节 饱和汽 湿度教学案 鲁科版选修3-3

第3、4节 饱和汽_湿度 1.液体表面蒸发和回到液体的分子数处于动态平衡的蒸气叫饱和汽，没有达到饱和状态的蒸气叫未饱和汽。采用降低温度和增大压强的办法可将未饱和汽变成饱和汽。2某种液体饱和汽具有的压强叫这种液体的饱和汽压，其大小与温度有关，温度越高，饱和汽压越大，与饱和汽的体积无关。3空气的干湿程度叫做湿度，分为绝对湿度和相对湿度。空气中所含水蒸气的压强叫做空气的绝对湿度，绝对湿度与同温度下水的饱和汽压的百分比叫空气的相对湿度。饱和汽自读教材抓基础1动态平衡：从液面上飞出的分子数目与返回到液体中的分子数目相等，液体不会再减少，蒸气的密度也不会再增加，达到一种动态平衡。2饱和汽：与液体处于动态平衡时的蒸气。3未饱和汽：没有达到饱和状态的蒸气。4饱和汽压(1)定义：某种液体饱和汽具有的压强。(2)特点：液体的饱和汽压与温度有关，温度越高，饱和汽压越大，且饱和汽压与饱和汽的体积无关。5把未饱和汽变成饱和汽(1)降低温度：在体积不变的条件下，温度越低，饱和汽的密度越小，故降低温度可以使未饱和汽变成饱和汽。(2)压缩体积：在温度不变的条件下，压缩未饱和汽的体积，可增大未饱和汽的密度，使之变成饱和汽。跟随名师解疑难饱和汽和未饱和汽的比较饱和汽未饱和汽定义跟液体处于动态平衡的蒸气没有达到饱和状态的蒸气特点(1)一定温度下有一定的蒸气密度(2)一定温度下有一定的压强(饱和汽压)(3)不遵守气体实验定律(1)一定温度下，未饱和汽的密度和压强都比饱和汽的小(2)近似遵守气体实验定律转化饱和汽变为未饱和汽的方法：(1)温度不变，减小蒸气的密度(2)体积不变，升高蒸气的温度未饱和汽变成饱和汽的方法：(1)温度不变时，增大蒸气的密度(2)体积不变时，降低蒸气的温度特别提醒因为在一定温度下饱和汽压是一个定值，与体积的变化无关。因此，有活塞的密闭容器，盛有饱和水蒸气与水时，压缩活塞，水蒸气压强不变，但有水蒸气液化成水。(水蒸气不遵守气体实验定律)学后自检(小试身手)由饱和汽和饱和汽压的概念，选出下列哪些结论是正确的()A饱和汽和液体之间的动态平衡，是指汽化和液化同时进行的过程，且进行的速率相等B一定温度下饱和汽的密度为一定值，温度升高，饱和汽的密度不变C一定温度下的饱和汽压，随饱和汽体积的增大而增大D饱和汽压跟温度成正比解析：选A由动态平衡概念可知A正确；在一定温度下，饱和汽的密度是一定的，它随着温度的升高而增大，B错；一定温度下的饱和汽压与体积无关，C错；饱和汽压随温度升高而增大，原因是：温度升高时，饱和汽的密度增大；温度升高时，汽分子平均速率增大。理想气体状态方程不适用于饱和汽，饱和汽压和温度的关系不成正比，饱和汽压随温度的升高增大得比线性关系更快，D错，故正确选项为A。湿度自读教材抓基础1绝对湿度和相对湿度(1)湿度：空气的干湿程度叫做湿度。(2)绝对湿度：空气中所含水蒸气的压强叫做空气的绝对湿度。(3)相对湿度：空气的绝对湿度与同一温度下水的饱和汽压的百分比叫做空气的相对湿度。2湿度的影响(1)我们平常所说的湿度是指相对湿度。(2)相对湿度对人们生活的影响：相对湿度过小时，蒸发加快，使皮肤干燥，鼻腔黏膜易受刺激，易诱发呼吸道疾病。相对湿度过大，会使人感到不舒服。(3)相对湿度对植物的生长有很大的影响。(4)相对湿度与建筑、国防、运输、储藏等都有密切关系，对工业生产的影响也很大。3湿度计(1)湿度计是测量湿度的仪器，有干湿泡湿度计、露点湿度计和毛发湿度计等。(2)干湿泡湿度计由两支并排放置的普通温度计组成。根据两个温度计的温度差确定相对湿度的大小。跟随名师解疑难1影响相对湿度的因素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。2相对湿度的计算(1)根据相对湿度，即B100%，知道了水蒸气的实际压强和同温下水的饱和汽压，代入公式即可求得。(2)注意单位的统一，水蒸气的实际压强和同温度下水的饱和汽压要采用同一单位。(3)在某一温度下，饱和汽压是一定值，知道了绝对湿度可以算出相对湿度；反之，知道了相对湿度也能算出绝对湿度。(4)环境温度变化时，水的饱和汽压和水蒸气的实际压强都发生变化，相对湿度不会超过100 %。学后自检(小试身手)我们感到空气很潮湿，这是因为()A空气中所含水蒸气较多B气温较低C绝对湿度较大D空气中的水蒸气离饱和状态较近解析：选D我们感到空气很潮湿，是因为空气的相对湿度大，由公式B100%可知，空气中的水蒸气压强比较大，离饱和状态较近，故选D。对饱和汽压的考查典题例析1.如图431所示，一个有活塞的密闭容器内仅有饱和水蒸气与少量的水，则可能发生的现象是()图431A温度保持不变，慢慢地推进活塞，容器内压强会增大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，容器内压强会减小D不移动活塞而将容器放在沸水中，容器内压强不变思路点拨解此题的关键有两点：(1)饱和汽压的影响因素。(2)动态平衡的理解。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、C错，B正确。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。答案：B探规寻律理解一定温度下有一定的压强(饱和汽压)必须注意(1)饱和汽的蒸汽密度与压强都只与温度有关，与体积无关，温度升高时，不仅分子的平均动能增大，而且分子密度也增大，单位时间内与器壁单位面积的碰撞次数也增大，因此饱和汽压随温度的升高而增大，饱和汽不遵守理想气体实验定律。(2)未饱和汽是指某一空间的蒸气还没有达到饱和状态，这个空间的蒸气叫未饱和汽。在一定温度下，未饱和汽的密度和压强都比饱和汽小。未饱和汽的性质与真实气体相同，近似遵守理想气体实验定律。跟踪演练(多选)关于饱和汽压，下列说法正确的是()A温度相同的不同饱和汽，饱和汽压相同B温度升高时，饱和汽压增大C温度升高时，饱和汽压减小D饱和汽压与饱和汽的体积无关解析：选BD同一气体的饱和汽压仅由温度决定，与气体的体积及外界大气压无关，温度升高，饱和汽压增大；不同气体的饱和汽密度在同一温度下不同，从而饱和汽压不同。对湿度的考查典题例析2在某温度时，水蒸气的绝对气压为p200 mmHg，此时的相对湿度为50%，则此时的绝对湿度为多少？饱和汽压为多大？思路点拨相对湿度的计算式：B100%。其中p表示空气的绝对湿度，ps表示同一温度下水的饱和汽压，B表示相对湿度。解析：根据绝对湿度的定义可知此时的绝对湿度为200 mmHg。由相对湿度B100%可得ps100% mmHg400 mmHg。答案：200 mmHg400 mmHg探规寻律(1)空气的潮湿情况不是由空气的绝对湿度决定，而是由空气的相对湿度决定的，在判断过程中应根据相对湿度的定义公式并查表求出一定温度下空气的相对湿度来解答。(2)相对湿度越大，水蒸气越接近饱和，水分蒸发越慢，人会感到越潮湿。跟踪演练下列说法正确的是()A空气的绝对湿度跟水的饱和汽压的百分比，叫做空气的相对湿度B人们的有些病症与空气的相对湿度有关C干湿泡湿度计上，两温度计的示数的差值越大，说明空气越潮湿D只要气温不高，人们就一定不会感到闷热解析：选B选项A中的饱和汽压应是“同一温度”下的饱和汽压(因为不同温度下的饱和汽压的值不等)，故A不正确；选项B中所述的情况，就是相对湿度对人的生活造成影响的一个例子，B正确；两温度计示数差值越大，说明湿泡温度计上的水蒸发越快，空气越干燥，C不正确；若空气相对湿度大，尽管气温不高人们也会感到闷热，D不正确，本题答案应为B。课堂双基落实 1.(多选)下列有关动态平衡的说法中，正确的是()A当单位体积内的分子数增加到一定程度时就会达到这样的状态B此时，在相同时间内回到液体中的分子数等于从液面飞出去的分子数C此时，蒸气的密度不再增大，液体也不再减少D此时不再有分子从液面飞出解析：选ABC当达到动态平衡时，可认为蒸发停止，但此时仍有分子从液面飞出，只是从液面飞出的分子数和飞回到液面的分子数相等，故D项错误，A、B、C正确。2同种气体在同温度下的未饱和汽和饱和汽相比较，则()A分子的平均动能一样大，升高相同温度时，未饱和汽增加的压强较大B分子的平均动能、压强和密度都一样大C分子的平均动能、压强一样大，未饱和汽的密度较小D分子的平均动能一样大，未饱和汽的密度和压强较小解析：选D温度相同，蒸气分子的平均动能相同，但是因未饱和汽的蒸气分子密度小，所以其产生的压强也就小。3(多选)以下结论哪些是正确的()A绝对湿度大相对湿度一定大，相对湿度大绝对湿度也一定大B相对湿度是100%，表明在当时的温度下，空气中的水汽已达到饱和状态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，气温增加时，相对湿度将减小解析：选BD由相对湿度的定义B100%，式中p为空气的绝对湿度，ps为相同温度下水的饱和汽压，故A错；相对湿度B100%，则pps，即空气中的水汽已达到饱和，B正确；绝对湿度p不变时，气温降低，ps减小，相对湿度增加，因此D正确。4印刷厂里为使纸张好用，主要应控制厂房内的()A绝对湿度B相对湿度C温度 D大气压强解析：选B保持纸张含水率使之不变形，防止静电，厂房内要控制相对湿度，故选B。 课下综合检测一、选择题1水蒸气达到饱和且水蒸气的压强不再变化，这时()A水不再蒸发B水蒸汽不再凝结C蒸发和凝结达到动态平衡 D以上说法都不对解析：选C水蒸气达到饱和时，蒸发和凝结仍在继续，只不过蒸发和凝结的水分子数量相等，达到一种动态平衡，C正确。2湿泡温度计与干泡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空气中水汽离饱和程度越近D空气中水汽离饱和程度越远解析：选D湿泡温度计与干泡温度计示数差越大，表示水分蒸发越快，所以空气相对湿度越小，即空气中的水汽离饱和程度越远。3(多选)影响蒸发快慢的因素是()A绝对湿度B相对湿度C表面积 D温度解析：选BCD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；还跟液体的表面积和温度有关，表面积越大，温度越高，蒸发得越快。所以选B、C、D。4保持温度不变，增大液面上饱和汽的体积时，下面的说法正确的是()A饱和汽的质量增大，饱和汽的压强也增大B饱和汽的密度不变，饱和汽的压强增大C饱和汽的质量不变，饱和汽的密度减小D饱和汽的密度和压强都不变解析：选D在饱和汽的体积增大时，蒸气的密度减小，从液体中飞出的分子数比回到液体中的分子数多，将使饱和蒸气的密度增大，直到蒸气的密度增大到该温度下饱和汽应有的密度为止。由于温度不变，蒸气分子的平均动能不变，所以饱和汽的压强不变，故选D。5下列说法中正确的是()A在一定温度下，不同液体的饱和汽的密度是一定的B饱和汽近似地遵守理想气体实验定律C在潮湿的天气里，空气的相对湿度大，水蒸发得慢，所以洗了的衣服不容易晾干D在绝对湿度相同的情况下，夏天比冬天的相对湿度大解析：选C同种液体的饱和汽的密度仅由温度决定，温度越高，饱和汽的密度越大，饱和汽压越大。由B100%可知，在p相同的情况下，ps越大，B越小。人感觉“潮湿”或“干燥”及水蒸发快慢取决于相对湿度。6(多选)(海南高考)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汽的压强表示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汽的压强之比解析：选BC由于在空气中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。二、非选择题7.如图1所示，有一压力锅，锅盖上的排气孔截面积约为7.0106 m2，限压阀重为0.7 N。使用该压力锅煮水消毒，根据下列水的沸点与气压关系的表格，分析可知压力锅内的最高水温约为多少？(大气压强为1.01105 Pa)图1p(105 Pa)1.011.431.541.631.731.821.912.012.122.21沸点()100110112114116118120122124126解析：液体的沸点与液面上方压强有关。由题意，高压锅内气体压强pp0p11.01105 Pa Pa2.01105 Pa，查表得，最高水温约为122 。答案：122 8学校气象小组在某两天中午记录如下数据：第一天，气温30 ，空气中水蒸气压强为15.84 mm汞柱。第二天，气温20 ，绝对湿度10.92 mm汞柱。查表知，气温30 时，水的饱和汽压为4.242103 Pa；气温20 时，水的饱和汽压为2.338103 Pa。g取9.8 m/s汞的密度为13.6103 kg/m3，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