高中物理 第九章 固体、液体和物态 第4讲 物态变化中的能量交换课件 新人教版选修33.ppt

第4讲物态变化中的能量交换 目标定位1 知道熔化和凝固 汽化和液化的物态变化过程 2 知道物态变化过程中伴随能量的交换 3 掌握能量守恒定律 预习导学梳理 识记 点拨 1 熔化和凝固熔化 物质从变成的过程 凝固 物质从变成的过程 2 熔化热某种晶体在熔化过程中所需的与其之比 称做这种晶体的熔化热 一 熔化热 固态 液态 液态 固态 能量 质量 二 汽化热 1 汽化和液化汽化 物质从变成的过程 液化 物质从变成的过程 2 汽化热某种液体汽化成同温度的气体时所需的与其之比 称做这种物质在这个温度下的汽化热 液态 气态 气态 液态 能量 质量 课堂讲义理解 深化 探究 一 熔化热的理解与计算 1 熔化时吸热 凝固时放热 固态物质的分子受到周围其他分子的强大作用 被束缚在一定的位置振动 只有加热吸收热量 分子动能增加 才能摆脱其他分子的束缚 从而可以在其他分子之间移动 于是固体开始熔化 2 一定质量的晶体 熔化时吸收的热量与凝固时放出的热量相等 3 不同的晶体有不同的空间点阵 要破坏不同物质的结构 所需的能量就不同 因此不同晶体的熔化热也不相同 4 非晶体液化过程中温度会不断改变 而不同温度下物质由固态变为液态时吸收的热量是不同的 所以非晶体没有确定的熔化热 例1关于固体的熔化 下列说法正确的是 a 固体熔化过程 温度不变 吸热b 固体熔化过程 温度升高 吸热c 常见的金属熔化过程 温度不变 吸热d 对常见的金属加热 当温度升高到一定程度时才开始熔化 解析只有晶体熔化时 温度才不变 在温度达到熔点之前 吸收的热量主要用来增加分子的平均动能 因而温度一直升高 当温度达到熔点开始熔化时就不再变化 cd 借题发挥 1 晶体熔化过程 当温度达到熔点时 吸收的热量全部用来破坏空间点阵 增加分子势能 而分子平均动能却保持不变 所以晶体有固定的熔点 2 非晶体没有空间点阵 熔化时不需要去破坏空间点阵 吸收的热量主要转化为分子的动能 不断吸热 温度就不断上升 例2当晶体的温度正好是熔点或凝固点时 它的状态 a 一定是固体b 一定是液体c 可能是固体d 可能是液体e 可能是固液共存 解析晶体温度升高到熔点 将开始熔化 而且整个熔化过程温度保持不变 而液态晶体在降温到一定温度时 若继续放热 将会发生凝固现象 而且整个凝固过程温度不 变 这个温度称为凝固点 对于同一种晶体来说 熔点和凝固点是相同的 因此在这个确定的温度下 晶体既可能是固体 也许正准备熔化 也可能是液体 也许正准备凝固 也可能是固液共存 例如 有0 的水 0 的冰 也有0 的冰水混合物 0 的水放热将会结冰 而0 的冰吸热将会熔化成水 答案cde 二 汽化热的理解与计算 1 液体汽化时 液体分子离开液体表面 要克服其他分子的吸引而做功 因此要吸收热量 汽化过程中体积膨胀要克服外界气压做功 也要吸收热量 所以液体汽化时的汽化热与温度和外界气压都有关系 2 一定质量的物质 在一定温度和压强下 汽化时吸收的热量与液化时放出的热量相等 例3有人说被100 的水蒸气烫伤比被100 的水烫伤更为严重 为什么 答案100 的水蒸气本身温度已经很高 当它遇到相对冷的皮肤还会液化放出热量 所以被100 的水蒸气烫伤比被100 的水烫伤更为严重 借题发挥解题的关键是应明确汽化热 即100 的水蒸气液化并降温时放出的热量比100 的水温度降低时放出的热量多得多 三 从能量和微观的角度分析熔化过程与汽化过程的不同 1 熔化时 物体体积变化较小 吸收的热量主要用来克服分子间的引力做功 2 汽化时 体积变化明显 吸收的热量一部分用来克服分子间的引力做功 另一部分用来克服外界压强做功 例4一定质量的0 的冰熔化成0 的水时 其分子动能之和ek和分子势能之和ep的变化情况是 a ek变大 ep变大b ek变小 ep变小c ek不变 ep变大d ek不变 ep变小 解析0 的冰熔化成水 温度不变 故分子的平均动能不变 而分子总数不变 ek不变 冰熔化过程中吸收的热量用来增大分子势能 故c正确 c 对点练习巩固 应用 反馈 熔化热的理解与计算 1 质量相同的下列物质熔化热最大的是 a 铝在熔化过程中吸收了395 7kj能量b 铜在熔化过程中吸收了205 2kj能量c 碳酸钙在熔化过程中吸收了527 5kj能量d 氯化钠在熔化过程中吸收了517 1kj能量 1 2 3 4 解析熔化过程中单位质量的物体吸收的热叫做熔化热 c 2 1g100 的水与1g100 的水蒸气相比较 下列说法正确的是 a 分子的平均动能与分子的总动能都相同b 分子的平均动能相同 分子的总动能不同c 内能相同d 1g100 的水的内能小于1g100 的水蒸气的内能 1 2 3 4 汽化热的理解与计算 解析温度是分子平均动能的标志 因而在相同的温度下 分子的平均动能相同 又1g水与1g水蒸气的分子数相同 因而分子总动能相同 a正确 100 的水变成100 的水蒸气 分子距离变大 要克服分子引力做功 因而分子势能增加 所以100 水的内能小于100 水蒸气的内能 答案ad 1 2 3 4 3 在压强为1 01 105pa时 使10kg20 的水全部汽化 需要吸收的热量是多少 已知水的比热容为4 2 103j kg 100 时水的汽化热为l 2260kj kg 1 2 3 4 解析压强为1 01 105pa时 水在达到沸点时的汽化热为2260kj kg 要使20 的水全部汽化 应先使水的温度上升到100 则需吸收的热量总共为q cm t m l 4 2 103 10 100 20 j 10 2260 103j 2 596 107j 答案2 596 107j 物态变化中的能量转换 4