2018-2019高中物理第九章固体、液体和物态变化课时4物态变化中的能量交换名师
时间:2025-04-02
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1 学案4 物态变化中的能量交换
[目标定位] 1.了解熔化热、汽化热,并能从微观角度解释相关过程.2.会计算与熔化热、汽化热相关的问题.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
[问题设计]
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.
[要点提炼]
1.熔化指的是物质从固态变成液态的过程,而凝固指的是物质从液态变成固态的过程.
2.熔化时吸热,凝固时放热.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.熔化热:某种晶体熔化过程中所需的能量与其质量之比,称做这种晶体的熔化热.
4.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.
5.非晶体熔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.
6.熔化热的计算公式
如果用λ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Q =λm .
熔化热的单位是:焦耳/千克,即J/kg.
7.熔化吸热,凝固放热的原因
固体物质分子受到其他分子的强大作用,被束缚在一定的位置附近振动.对固体加热,一部分分子的能量足以摆脱其他分子的束缚,从而可以在其他分子间移动,固体开始熔化,故熔化需要吸热.凝固是熔化的逆过程,所以要放出热量.
二、汽化热
[问题设计]
液体汽化时为什么会吸热?汽化热与哪些因素有关?
答案 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
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……………………………………………………………名校名师推荐………………………………………………… 2 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.
[要点提炼]
1.汽化指的是物质从液态变成气态的过程,液化指的是从气态变成液态的过程.
2.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,称作这种物质在这个温度下的汽化热.
3.汽化时吸热,液化时放热.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.
4.液体汽化时的汽化热与温度和外界气压都有关系.
5.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 ,则Q =Lm .汽化热的单位为:焦耳/千克,即J/kg.
6.汽化吸热,液化放热的原因
液体汽化时吸热,一方面是因为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,另一方面是液体汽化时体积膨胀要克服外界气压做功.液化是汽化的逆过程,所以要放出热量.
一、熔化热的理解及计算
例1 关于熔化及熔化热,下列说法正确的是( )
A .熔化热在数值上等于熔化单位质量晶体所需的能量
B .熔化过程吸收的热量等于该物质凝固过程放出的热量
C .熔化时,物质的分子动能一定保持不变
D .熔化时,物质的分子势能一定保持不变
解析 只有晶体熔化过程吸收的热量等于凝固过程放出的热量,并且温度保持不变,分子动能不变.熔化吸热,对于晶体而言,只增加分子势能.对非晶体上述关系都不成立. 答案 A
例2 一电炉的功率P =200 W ,将质量m =240 g 的固体样品放在电炉内,通电后电炉内的温度变化如图1所示,设电能全部转化为热能并全部被样品吸收,试问:该固体样品的熔点和熔化热为多大?
图1
解析 由题图知,样品的熔点为60 ℃,熔化时间t =2 min ,电流做功W =Pt .设样品的熔
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3 化热为λ,样品熔化过程中共吸收热量Q =m λ.由W =Q ,即Pt =m λ,得λ=Pt m =200×2×60240×10
-3 J/kg =1×105
J/kg.
答案 60 ℃ 1×105 J/kg
二、汽化热的理解和计算
例3 关于汽化热的概念,下列描述准确的是( )
A .某种液体在一定温度下汽化时所吸收的能量与其质量之比
B .某种液体沸腾时,所吸收的热量与其质量之比
C .某种液体在特定的温度下汽化时所吸引的能量与其质量之比
D .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
解析 汽化热是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,所以只有D 正确.
答案 D
例4 水在不同温度下有不同的汽化热,温度升高,水的汽化热________(填“增大”或“减小”).水在100 ℃时的汽化热是 2 …… 此处隐藏:1103字,全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……
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