巧用溫度數軸　妙解物態問題

周梁琴　倪志峰

(江蘇省無錫市梅里中學，江蘇　無錫　214112)

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巧用溫度數軸妙解物態問題

周梁琴倪志峰

(江蘇省無錫市梅里中學，江蘇無錫214112)

在初中物理教學中，有關物質熔點、沸點等問題是常見題，該類題若利用常規方法求解，往往會顯得復雜、繁瑣.巧用溫度數軸，選用特征溫度點在數軸上劃分相關比較區域，可簡化問題的求解.

初中物理；物態變化；溫度數軸

靈活使用數軸，對我們解決物態變化中的一些問題非常有幫助，筆者以教學中具體例子予以說明.

1　有關物質熔點問題

例1:海波是晶體，它的熔點是48℃，那么處于40℃的海波是________態，50℃的海波是________態，48℃的海波是________態，也可能________態，還可能是________態.

常規解題思路：本題實際并不難，只要學生知道熔化、晶體、熔點的概念就可以解決問題.物質從固態變為液態叫做熔化，晶體熔化時的溫度叫做熔點.

運用溫度數軸解題思路：畫出如圖1的溫度數軸，從中可得到結論：物質溫度低于熔點時為固態，溫度高于熔點時為液態，而溫度等于熔點時有可能是固態、固液共存態、液態.

圖1

2　有關物質沸點問題

例2：表1是一些物質的熔點和沸點(標準大氣壓)，在我國各個地區都能測量氣溫的溫度計是().

表1

A． 水溫度計 B． 水銀溫度計

C． 酒精溫度計D． 乙醚溫度計

常規解題思路：常用溫度計是根據液體的熱脹冷縮性質制作成的，測溫物質是液態的時候才能正常使用.目前我國最低氣溫是1969年2月13日漠河的-52．3℃,而最高氣溫是1953年7月24日羅布泊的47.6℃.根據所知的最低和最高氣溫我們可以采用排除法.水在0℃以下為固態，所以不能使用.水銀低于-39℃時為固態，也不可以使用.乙醚在高于35℃時是氣態了，也不可以使用.所以只能使用酒精溫度計，使用排除法的常規解題思路可以得到正確的答案，但是稍顯復雜.

運用溫度數軸解題思路：根據熔點、沸點的概念，畫出水、水銀、酒精、乙醚四種測溫物質的溫度數軸，如圖2、3、4、5所示.從圖中很容易看出，四種測溫物質中只有酒精在我國最低、最高氣溫時是液態，所以毫無疑問應該選用酒精作為測溫物質.

圖2

圖3

圖4

圖5

例3：用降溫的方法可以分離空氣中的氧氣、氮氣和二氧化碳，已知它們的沸點分別是-183℃、-196℃和-78℃.現在用降溫的方法從空氣中提取這些氣體，當溫度下降時，首先液化被分離出來的是().

A. 氧氣B. 氮氣

C. 二氧化碳D. 不一定

常規解題思路：常規思路無非就是根據沸點含義解題，利用低于沸點是液態，高于沸點是氣態來判斷，對于學生而言比較容易混淆.

運用溫度數軸解題思路：我們可畫出如圖6所示的溫度數軸，從中很容易看出當溫度從常溫開始降低首先到達二氧化碳的沸點，二氧化碳首先液化出來，然后逐次出現液態氧氣，液態氮氣.利用這樣的溫度數軸，答案就顯而易見了，與本題相類似的是混合液體升溫汽化分離的題目，利用溫度數軸解題學生容易接受且不易出錯.

圖6

3　其他題型

例4：根據表2，下列說法中正確的是().

表2

A. 電燈泡內的燈絲宜用鎢制造，因為它的熔點高

B. 純鐵掉入鋼水中一定會熔化

C. 水銀溫度計在-40℃時已失效不能使用

D. 水銀和鎢很難形成合金

常規解題思路：燈絲在使用時要求耐高溫，表格中各種材料里鎢的熔點最高，適合做燈絲的材料.鋼的沸點為1400℃，這一溫度沒有達到純鐵的熔點，此時純鐵不會熔化.-40℃時水銀為固態，水銀溫度計不能再使用.水銀的沸點比鎢的熔點還低，也就是說水銀在氣態和液態的時候，鎢以固態存在，兩者很難形成合金.故A、C、D選項正確.

運用溫度數軸解題思路：可畫出如圖7所示的溫度數軸，從中不難看出：鎢在液態的時候水銀已經是氣態，所以很難形成合金.

圖7