4　物态变化中的能量交换.docx

4物态变化中的能量交换学习目标1.了解固体熔化热，知道不同固体有不同的熔化热了解汽化的两种方式，知道沸点与大气压的关系.2.了解熔化、凝固、汽化和液化的概念及过程中的能量转化知道物态变化过程中的能量转化.3.能解释生活中有关熔化、凝固、汽化、液化的物理问题一、熔化热1熔化和凝固(1)熔化：物质从固态变成液态的过程(2)凝固：物质从液态变成固态的过程2熔化热(1)概念：某种晶体熔化过程中所需的能量与其质量之比(2)一定质量的某种晶体，熔化时吸收的热量与凝固时放出的热量相等二、汽化热1汽化和液化(1)汽化：物质从液态变成气态的过程(2)液化：物质从气态变成液态的过程2汽化热(1)概念：某种液体汽化成同温度的气体时所需的能量与其质量之比，叫做这种物质在这个温度下的汽化热(2)一定质量的物质，在一定的温度和压强下，汽化时吸收的热量与液化时放出的热量相等即学即用判断下列说法的正误(1)固体熔化过程，温度不变，放热()(2)不同晶体的熔化热不同()(3)汽化时放出热量()(4)汽化热只与温度有关()一、熔化热导学探究固体熔化时为什么会吸热？晶体和非晶体在熔化过程中有什么差别？答案固体熔化时要克服分子间引力做功，吸热能增加分子势能；晶体在熔化过程中温度不变，而非晶体在熔化过程中温度会发生变化知识深化1固体熔化过程中的能量特点(1)晶体熔化过程中，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非晶体没有空间点阵，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(2)由于在不同温度下物质由固态变成液态时吸收的热量不同，而晶体有固定的熔点，因此有固定的熔化热，非晶体没有固定的熔点，也就没有固定的熔化热2不同的晶体有不同的结构，要破坏不同晶体的结构，所需的能量就不同因此不同晶体的熔化热不相同熔化热是晶体的热学特征之一3熔化热的计算公式如果用表示物质的熔化热，m表示物质的质量，Q表示物质熔化时所需要吸收的热量，则Qm.熔化热的单位是：焦耳/千克，即J/kg.例1(多选)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可能是固体或液体 D可能是固液共存答案CD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；而液态晶体在降低到一定温度时，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例2(多选)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答案CD解析只有晶体熔化时，温度才不变，故A、B错；常见的金属大多是多晶体，有固定的熔点，熔化过程中吸收的热量全部用来破坏空间点阵，增加分子势能，分子平均动能不变，温度不变，故C、D正确二、汽化热导学探究(1)发射火箭时，火箭点燃后尾部的火焰如果直接喷到发射台上，发射架要熔化为了保护发射架，往往在发射台底建一个大水池，让火焰喷到水池中，这样做有什么道理？(2)液体汽化时为什么会吸热？汽化热与哪些因素有关？答案(1)利用水汽化时要吸热，使周围环境温度不致太高(2)液体汽化时，液体分子离开液体表面成为气体分子，要克服其他液体分子的吸引而做功，因此要吸热汽化热与物质汽化时的温度及外界气体压强有关知识深化1液体汽化过程中的能量特点液体汽化时，液体分子离开液体表面，要克服其他液体分子的吸引而做功，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2液体汽化时的汽化热与温度和外界气压都有关系3汽化热的计算公式设某物质在一个标准大气压时，沸点下的汽化热为L，物质的质量为m，Q表示所需要吸收的热量，则QLm.汽化热的单位为：焦耳/千克，即J/kg.例3在一个大气压下，1 g 100 的水吸收2.26103 J热量变为1 g 100 的水蒸气在这个过程中，以下四个关系式正确的是()A2.26103 J汽的内能水的内能B2.26103 J汽的内能水的内能C2.26103 J汽的内能水的内能水变成汽体积膨胀对外界做的功D2.26103 J汽的内能水的内能水变成汽体积膨胀对外界做的功答案D解析液体汽化时吸收的热量一部分用来克服分子引力做功，增加内能，一部分用来膨胀对外界做功，D对解答此类问题要抓住两点：一是温度是分子平均动能的标志，温度不变，分子平均动能不变；二是抓住物态变化中的宏观特征是吸热还是放热，再依据能量守恒的观点，分析能量的变化情况.三、从能量和微观角度理解熔化过程与汽化过程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气压做功3互逆过程的能量特点(1)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(2)一定质量的某种物质，在一定的温度和压强下，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()AEk变大，Ep变大BEk变小，Ep变小CEk不变，Ep变大DEk不变，Ep变小答案C解析0 的冰熔化成0 的水，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.1.(熔化热的理解与计算)质量相同的下列物质在熔化过程中吸收的能量情况如下，则熔化热最大的是()A铝在熔化过程中吸收了395.7 kJ能量B铜在熔化过程中吸收了205.2 kJ能量C碳酸钙在熔化过程中吸收了527.5 kJ能量D氯化钠在熔化过程中吸收了517.1 kJ能量答案C解析熔化过程中单位质量的物体吸收的热叫做熔化热2(物态变化中的能量变化)(多选)100 的水完全变成100 的水蒸气的过程中()A水分子的平均动能增加B水分子的势能增加C水所增加的内能小于所吸收的热量D水所增加的内能等于所吸收的热量答案BC解析温度不变，水分子的平均动能不变，故A错误吸收的热量使水分子的势能增加，故B正确吸收的热量一部分用来增加水的内能，另一部分用来对外界大气做功，故C正确，D错误3(汽化热的理解)(多选)能使气体液化的方法是()A在保持体积不变的情况下不断降低气体的温度B在保持体积不变的情况下使气体温度升高C在保持温度不变的情况下增大压强，能使一切气体液化D降低气体的温度到某个特定温度以下，然后增大压强答案AD解析从能量转化的角度分析只要放出热量，就可以使气体液化，但从影响气体液化的因素分析，只要不断降低温度或降低温度到某一特定值以下，再增大压强就可以使气体液化4(汽化热的理解与计算)在压强为1.01105 Pa时，使10 kg 20 的水全部汽化，需要吸收的热量是多少？已知水的比热容为4.2103 J/(kg)，10