高二物理飽和汽與飽和汽壓

1、嘴哆市安排陽光實驗學(xué)校高二物理選修3-3飽和汽與飽和汽壓【知識要點】.物質(zhì)從液態(tài)變成氣態(tài)的過程叫汽化，汽化有蒸發(fā)和沸騰兩種方式。蒸發(fā)只發(fā)生在液體表面，任何溫度下都能進行。沸騰是在內(nèi)部、液面同時進行的劇烈的 汽化現(xiàn)象，沸騰只在一定的溫度（即沸點）下才能發(fā)生。.當(dāng)密閉容器內(nèi)蒸發(fā)停止時，與液體保持動態(tài)平衡的蒸氣稱為飽和汽，相應(yīng)的壓強稱為飽和汽壓，飽和汽壓具有以下重要性質(zhì)：在同一溫度下，不同液體的飽和汽壓一般不同，揮發(fā)性大的液體其飽和汽壓大。溫度一定時，同種液體的飽和汽壓與飽和汽的體積無關(guān)，也與液體上方有無其他氣體無關(guān)。例如，100 c時飽和水汽壓是 76cmHg同一種液體的飽和汽壓隨著溫度的升高而迅

2、速增大。如0c時，水的飽和汽壓僅為4.6mmHg.液體汽化時，未達到動態(tài)平衡的汽叫做未飽和汽。未飽和汽同一般氣體一 樣近似遵循理想氣體狀態(tài)方程。但應(yīng)當(dāng)注意，在一個密閉容器內(nèi)只要有液體存 在，最終此種液體的蒸氣必然處于飽和狀態(tài)，但若無液體存在，則容器內(nèi)的蒸 氣就不一定能達到飽和。.空氣的絕對濕度和相對濕度由于地面水分的蒸發(fā)，空氣中總有水蒸氣，而 空氣中所含水汽的多少就決定了空氣的潮濕程度。絕對濕度：我們用空氣里所含水汽的壓強 （水蒸汽的壓強）來表示空氣的濕度，稱為絕對濕度 相對濕度：在某一溫度下，水蒸汽的壓強與同溫度下飽和汽壓的比，稱為空氣的相對濕度。即相對濕度 B100%。Ps【典型例題】例1

3、.關(guān)于飽和汽，正確的說法是（）A.在穩(wěn)定情況下，密閉容器中如有某種液體存在，其中該液體的蒸汽一定是飽和的B.密閉容器中有未飽和的水蒸氣，向容器內(nèi)注入足夠量的空氣， 加大氣壓可使水汽飽和C.隨著液體的不斷蒸發(fā)，當(dāng)液化和汽化速率相等時液體和蒸汽達到的一種平衡 狀態(tài)叫動態(tài)平衡D.對于某種液體來說，在溫度升高時，由于單位時間內(nèi)從液面汽化的分子數(shù)增 多，所以其蒸汽飽和 所需要的壓強增大例2.在燒瓶中盛半瓶水，用一只插有玻璃管和溫度計的塞子塞緊瓶口，再用一段橡皮管把玻璃管和注射器連通（或者連接一個小氣筒）。用酒精燈給燒瓶加熱，你可從溫度計上看到，當(dāng)溫度接近100c時，瓶里的水沸騰了。這時你用力推壓針筒活塞

4、（或者壓氣筒活塞），增大瓶里的壓強，你會看到，雖然仍在 加熱，水的溫度也略有升高，但是沸騰停止了。試解釋這個現(xiàn)象。例3.容器中用活塞封閉著剛好飽和的一些水汽，測得水汽的壓強為p,體積為V,當(dāng)保持溫度不變時，以下說法正確的A.上提活塞使汽的體積增為 2V時，汽的壓強變?yōu)?P/2B.下壓活塞使汽的體積變?yōu)?V/2時，汽的壓強變?yōu)?2PC.下壓活塞時，汽的質(zhì)量減少，汽的密度不變D.下壓活塞時，汽的質(zhì)量和密度都變 小例4.測得室溫20c時，空氣的絕對濕度 P=0 .779kPa ,求此時空氣的相對 濕度是多少？【當(dāng)堂反饋】1 .在制糖工業(yè)中，常用沸騰的辦法除去糖汁中的水分，為了使糖在沸騰時候不致變質(zhì)，

5、沸騰溫度要低于100C。為此，可采用的辦法是（）A.把糖汁放在敞開口的容器內(nèi)進行加熱，使糖汁面上的氣壓保持1大氣壓B.把糖汁放在密閉容器中加熱，往容器內(nèi)打入氣體，使糖汁面上的氣壓大于1大氣壓C.把糖汁放在密閉容器中加熱，從容器內(nèi)抽出氣體，使糖汁面上的氣壓小于大氣壓D.以上做法都可以.對動態(tài)平衡說法不正確的是（）A.當(dāng)氣態(tài)分子的數(shù)密度增大到一定程序時就會達到這樣的狀態(tài)B.在相同時間內(nèi)回到液體中的分子數(shù)等于從液體面飛出去的分子數(shù)C.此時，蒸氣的密度不再增大，液體也不再減少D.蒸發(fā)的速度不再改變，以恒速蒸發(fā).空氣的溫度是10C時，空氣里水汽的壓強是 8mrr汞柱，求這時空氣的相對 濕度，已知10C時

6、的飽和汽壓 P=9.21mm汞柱。.解釋下面的現(xiàn)象：密閉容器中裝有少量液態(tài)乙醍，當(dāng)容器的溫度升高時，液 態(tài)乙醍逐漸減少；容器升高到一定溫度時，液態(tài)乙醍消失；容器冷卻時，容器 中又出現(xiàn)液態(tài)乙醍。作業(yè)本：1.液體溫度越高蒸發(fā)越快的原因是（）A.液體具有的熱能增加了B.液體發(fā)生熱膨脹C.液體分子的平均速率變大，能夠克服液面分子的吸引跑出液面的分子數(shù)增加D.以上說法都對2.想把封閉在汽缸中的未飽和汽變成飽和汽，下列方法中一定可以實現(xiàn)的是A.在溫度不變時，增加它的體積，減小壓強B.在溫度不變時，減小它的體積，增大壓強C.升高未飽和汽的溫度，同時增大具體積，保持壓強不變D.以上方法均不可能.有甲、乙、丙三

7、支相同的溫度計，其中一支不準(zhǔn)確，將甲放在空氣中，乙放在密閉的酒精瓶中，將丙放在開口的酒精瓶中，過一段時間，三支溫度計的示數(shù)都是22 c則()A.甲不準(zhǔn)確B.乙不準(zhǔn)確C.丙不準(zhǔn)確D.不能判定哪支不準(zhǔn)確.下列說法中正確的是)A.冰在0 C時一定會熔化，因為0 C是冰的熔點B.液體蒸發(fā)的快慢與液體溫度的高低有關(guān)C. 0 C的水，其內(nèi)能也為零D.冬天看到嘴里吐出“白氣”，這是汽化現(xiàn)象.關(guān)于液體蒸發(fā)和沸騰的比較，下列哪句話是錯誤的( )A.蒸發(fā)和沸騰都屬汽化現(xiàn)象B.蒸發(fā)能在任何溫度下發(fā)生，沸騰只在一定溫度下發(fā)生C.蒸發(fā)和沸騰在任何溫度下都可以發(fā)生D.蒸發(fā)和沸騰都要吸收熱量6 .使氣體液化的方法是(A.在

8、保持體積不變的情況下不斷降低氣體的溫度B.在保持體積不變下，使氣體溫度升高C.在保持溫度不變的情況下增大壓強，能使一切氣體液化D.降低氣體的溫度到某個特殊溫度以下，然后增大壓強.關(guān)于飽和汽及飽和汽壓的正確結(jié)論是()A.密閉容器中某種蒸汽開始時若是飽和的，保持溫度不變，增大容器的體積，蒸汽的壓強一定會減小.對于同一種液體，飽和汽壓隨溫度升高而增大C.溫度不變時，飽和汽壓隨飽和汽體積的增大而增大D.相同溫度下，各種液體的飽和汽壓都相同.判斷下列幾種情況里的汽是飽和汽還是未飽和汽？(1)裝在密封的酒壇子里的酒可以封存多年，且越陳越香，而酒卻不見少。酒壇里液面上方是。(2)居室的相對濕度以60%70%

9、為宜，這時空氣里的水汽是 。(3)秋日的深夜，在荷葉上有露珠出現(xiàn)，這時空氣里的水汽是 。.兩個托里拆利管倒立在水銀梢中，甲管上端有空氣，乙管上端是真空?，F(xiàn)在把兩種液體分別導(dǎo)入這兩個管中，水銀柱上端各略有少許未蒸發(fā)的液體。這時，兩個水銀柱的高度相同。問哪一個管中的液體的飽和汽壓值較大？請說明理由。.某食堂的廚房內(nèi)，溫度是 30 C,絕對濕度是 Pi=2.1 X103帕，而這時室外 溫度是19 C,絕對濕度是 P2=1.3X103帕。那么，廚房內(nèi)外空氣的相對濕度相差多少？在廚房內(nèi)感覺潮濕，還是在廚房外感覺潮濕？ （30 C 時水的飽和汽壓為P3=4.2X103帕，19 C時水的飽和汽壓為 P4=2

10、.2X103帕）.有一體積22.4L的密閉容器，充有溫度 /、壓強3atm的空氣和飽和水汽，并有少量的水；今保持溫度 工不變，將體積加倍，壓強變?yōu)?2atm,底部的水恰好消失，試問X是多少？若保持溫度 工不變，體積增為最多體積的 4倍，試問 這時容器內(nèi)的壓強是多少？容器內(nèi)水和空氣的質(zhì)量各是多少？設(shè)飽和水汽可看作是理想氣體。1 2 .如圖所示為在10c至U 30c范圍內(nèi)水的飽和蒸氣壓曲線?，F(xiàn)將溫度為27 C、壓強為1atm、相對濕度80%勺空氣封閉在某一容器中，把它逐漸冷卻到12C。試問：（1）這時空氣的壓強是多少？（2）溫度降到多少時開始有水凝結(jié)？這時空氣中所含的水蒸氣為百分之幾？【典型例題】

11、例1: ACD在飽和狀態(tài)下，液化和汽化達到動態(tài)平衡，即達到穩(wěn)定狀態(tài)，所以 AC正確；液體的飽和汽壓與其溫度有關(guān)，即溫度升高飽和汽壓增大，所以 D正確；飽和汽壓是指液體蒸汽的分氣壓，與其他氣體的壓強無關(guān)，所以B錯誤。例2:液體沸騰的條件就是在某個溫度下的飽和汽壓與外界壓強相等，正常情況下，當(dāng)溫度接近100c時，瓶里的水沸騰了， 這說明水在100c時的飽和汽壓 接近等于一個大氣壓。當(dāng)用力推壓針筒活塞，增大瓶里的壓強時，如果水的溫 度仍為100C,則此時水的飽和汽壓就小于外界氣體壓強，水就不會沸騰，也 就是我們常說的“水的沸點升高了”。例3: AG容器中的水汽剛好飽和，表示容器中已沒有水。上提活塞使

12、汽的體積增為2V時，容器中的汽變?yōu)槲达柡推?，它遵循玻意耳定律，壓強變成P/2 c下壓活塞使汽的體積變?yōu)?V/2時，由于溫度不變，飽和汽的密度不變，部分汽 會凝結(jié)成水，汽的壓強仍為 巳只是汽的質(zhì)量減少了。例4:當(dāng)溫度為20c時，水蒸氣的飽和汽壓為 2.3 x 103Pa,空氣的絕對濕度就 是空氣中所含水蒸氣的壓強，根據(jù)相對濕度的定義可知，此時空氣的相對濕度 等于水蒸氣的實際壓強與同溫下水的飽和汽壓之比，即等于0 .779/2.3 =33.9%。【當(dāng)堂反饋】. C液體只有在它的飽和汽壓等于外界壓強時才能沸騰。要使液體溫度低于100c沸騰，必須使糖汁上面的氣壓低于1大氣壓。. D.解析：根據(jù)相對濕度

13、的定義可知， 此時空氣的相對濕度等于水蒸氣的實際壓強與同溫下水的飽和汽壓之比，即等于8/9.21 =87%.答案：液體的飽和汽壓隨溫度的升高而升高，所以當(dāng)溫度升高時，液態(tài)乙醍 繼續(xù)蒸發(fā)，直至消失；當(dāng)溫度降低時，氣態(tài)乙醍達到飽和再液化為液態(tài)乙醍。作業(yè)本：A。從微觀角度看，蒸發(fā)就是液體分子從液面跑出來的過程，分子從液面跑 出時，需要克服液體表面層中分子的引力做功，所以只有那些熱運動動能較大 的分子才可以跑出來，因而使留在液體內(nèi)部的分子所具有的平均動能增大，蒸 發(fā)越快。B。未飽和汽同一般氣體一樣近似遵循理想氣體狀態(tài)方程。在在溫度不變時,減小它的體積，壓強增大。C.蒸發(fā)吸熱，液體本身的溫度要降低，甲溫

14、度計上無液體不存在蒸發(fā)現(xiàn)象； 乙放在密閉的酒精瓶中，蒸發(fā)受阻不能進行，故溫度計的示數(shù)與周圍環(huán)境的溫 度相同，應(yīng)準(zhǔn)確；丙在開口酒精瓶中，酒精蒸發(fā)吸熱，酒精溫度應(yīng)降低，所以 應(yīng)低于22 C,故丙不準(zhǔn)確。B.熔化不僅需要溫度達到熔點，還需要繼續(xù)吸熱，A錯。液體溫度高其分子運動加劇，容易跑出液面，即蒸發(fā)變快，B對。0 C的水的分子也在永不停息的做熱運動，其內(nèi)能也不為零，C錯。嘴中的氣體溫度較高，遇到冷空氣后液化為小水滴，即為“白氣” ，D錯。Co蒸發(fā)和沸騰都是汽化現(xiàn)象，都需要吸熱，但沸騰只能在沸點下發(fā)生，蒸 發(fā)可在任何溫度下發(fā)生，且隨溫度的升高蒸發(fā)加劇。ADB.飽和汽處在動態(tài)平衡中，當(dāng)溫度或體積變化時

15、，只要有足夠的液體它還會達到平衡的，即其飽和壓強只與液體種類和溫度有關(guān)，所以飽和汽不符合理 想氣體的狀態(tài)方程，B對。飽和汽，不飽和汽，飽和汽.乙管中的液體飽和汽壓值較大，因為甲管中不僅有蒸汽的壓強，還有空氣的壓強，乙管中只有蒸汽的壓強。10.解析：廚房內(nèi)的相對濕度P2.1103Bi100%3100%50%B4.2103廚房外的相對濕度B2 1 100%非100% 59%廚房內(nèi)外空氣的相對濕度相差B B2 B1 59% 50% 9%廚房外的相對濕度較大，即廚房外感覺潮濕。11 .解析：設(shè)初態(tài)、中態(tài)和末態(tài)中空氣分壓強分別為口邛2巾3；初態(tài)、中態(tài)中的 水汽均為溫度T1的飽和汽，設(shè)飽和水汽壓為 Px；

16、末態(tài)中的水汽為溫度T1的未飽和汽，水汽分壓為P。若末態(tài)氣體的壓強為 P,則有從初態(tài)變?yōu)橹袘B(tài)的過程中，空氣質(zhì)量未變而水汽質(zhì)量增加，對空氣分壓可用玻意爾定律得px=1atm,故丁1=373KP1=2atm, p2 = 1atm。從中態(tài)變?yōu)槟B(tài)的過程，水汽和空氣的總質(zhì)量不變，應(yīng)用玻意耳定律p=1atmn1 P3 1.46mol容器內(nèi)空氣的摩爾數(shù)RT1,末態(tài)時空氣和水汽的總摩爾數(shù)故容器內(nèi)水和水汽的總摩爾數(shù)n2 n ni 1.46mol o12.解析：本題并未給出水的飽和蒸氣壓隨溫度變化的函數(shù)關(guān)系，卻提供了水的飽和蒸氣壓曲線，故用圖解法求出水蒸氣開始凝結(jié)時的溫度及飽和蒸氣壓。顯然在降溫過程中，尚未凝結(jié)的水蒸氣作等容變化。這時P與T成正比關(guān)系。但我們不妨設(shè)從27c降到12c過程中水蒸氣一直作等容變化，該直線與飽和氣由線交點就是水蒸氣開始達到飽和時的狀態(tài)，即圖中K點，以后隨著溫度的降低水蒸氣壓沿飽和氣曲線非線性變小。則：(1)27 C水的飽和汽壓27mmHg Bi 8。得水蒸氣分壓p水21.6mmHg,空氣分壓P空 7