人教版高中物理选修3394《物态变化中的能量交换》word学案docxWord格式文档下载.docx

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二、汽化热

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．

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：

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＝200W，将质量m＝240g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＝2min，电流做功W＝Pt.设样品的熔化热为λ，样品熔化过程中共吸收热量Q＝mλ.由W＝Q，即Pt＝mλ，得λ＝

＝

J/kg＝1×

105J/kg.

答案　60℃　1×

105J/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2.26×

106J/kg，它表示使1kg、100℃的水变成100℃的水蒸气需吸热______，这些热量完全用于增加水分子的______．

解析　温度越高，水分子运动的平均动能越大，越容易克服液体内部的水分子对它的束缚变成气体分子，因此汽化所需热量减少；

Q＝mL＝1kg×

2.26×

106J/kg＝2.26×

106J．水在沸点变成同温度的水蒸气时，分子平均动能不变，分子势能增大．

答案　减小　2.26×

106J　分子势能

1．（熔化热的理解）关于熔化热，下列说法正确的是（　　）

A．熔化热只与物质的种类有关

B．熔化热只与物质的质量有关

C．熔化热与物质的种类、质量都有关

D．以上说法都不正确

解析　要理解熔化热就要从熔化热的概念入手，熔化热是指晶体熔化过程中所需能量与其质量的比值，故A正确．

2．（熔化热的理解）下列说法中正确的是（　　）

A．晶体有确定的熔化热，非晶体没有确定的熔化热

B．不同的晶体的熔化热不同

C．晶体熔化时吸收热量而温度不变，主要用于增加分子势能

D．一定质量的晶体，熔化时吸收的热量与凝固时放出的热量不相等

答案　ABC

解析　只有晶体才有固定的熔点，有确定的熔化热，A正确；

熔化热与晶体的种类有关，B正确；

晶体熔化时吸收热量，内能增加，但温度不变，分子平均动能不变，因此吸收的热量主要增加分子势能，C正确；

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，D错误．

3．（汽化热的理解）用吹风机的热风吹一支蘸了酒精的温度计时，温度计的示数是（　　）

A．先降低后升高B．先升高后降低

C．一直降低D．一直升高

解析　温度计表面的酒精要发生蒸发现象，因此要从温度计吸热，故温度计温度先降低；

当蒸发完毕后，因为是热风，温度计的温度又会升高，故选A.

4．（汽化热的理解）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．吸收热量使水分子的势能增加，故B正确．吸收的热量一部分增加水的内能，另一部分对外界大气做功，故C正确，D错误．

物态变化中的能量交换

题组一　熔化、凝固与熔化热

1．关于物质的熔化和凝固，下列说法正确的是（　　）

A．各种固体都有确定的熔点

B．各种固体都有确定的凝固点

C．各种晶体的熔点相同

D．非晶体熔化要吸热，温度不断上升

解析　固体包括晶体和非晶体，只有晶体具有确定的熔点，且不同晶体的熔点一般不同．非晶体熔化时要吸热，在熔化过程中温度不断升高．

2．晶体在熔化过程中，吸收热量的作用是（　　）

A．增加晶体的温度

B．克服分子间引力，增加分子势能

C．克服分子间引力，使分子平均动能增加

D．既增加分子平均动能，也增加分子势能

答案　B

解析　晶体熔化时温度不变，分子平均动能不变，吸收的热量用于增加分子势能．

3．质量相等的0℃的冰比0℃的水使热的物体冷却效果好的原因是（　　）

A．冰实际上比水冷

B．冰的比热容比水的比热容大些

C．冰变成水有一个熔化过程，要吸收一定热量

D．冰含的热量比同质量水所含的热量少

答案　C

解析　0℃的冰先要进行熔化，在熔化过程中要吸收一定的热量，之后才变成0℃的水．

4．下列四个图象中，属于晶体凝固图象的是（　　）

解析　首先分清晶体与非晶体的图象．晶体凝固时有确定的凝固温度，非晶体没有确定的凝固温度，故A、D图象是非晶体的图象；

其次分清熔化时在达到熔点前是吸收热量，温度升高，而凝固过程则恰好相反，故C正确．

5．大烧杯中装有冰水混合物，在冰水混合物中悬挂一个小试管，试管内装有冰，给大烧杯加热时，以下现象正确的是（　　）

A．烧杯内的冰和试管内的冰同时熔化

B．试管内的冰先熔化

C．在烧杯内的冰熔化完以前，试管内的冰不会熔化

D．试管内的冰始终不会熔化

解析　熔化需要满足两个条件：

达到熔点和继续吸热．烧杯中冰水混合物温度与试管中的冰达到热平衡时温度相等，不发生热传递，因此在烧杯内的冰熔化完以前，试管内的冰不会熔化．

6．如图1所示，试说明晶体从开始加热到全部熔化为液体的过程中内能的转化情况（分熔化前、熔化时、熔化后三个阶段说明）．

答案　见解析

解析　熔化前：

晶体从外界吸收热量，主要用来增加组成点阵结构的分子的平均动能，使晶体的温度升高，也有小部分能量用来增加分子的势能．

熔化时：

当温度升高到熔点时，点阵结构中的一部分分子已有足够的动能，能够克服其他分子的束缚离开平衡位置，破坏点阵结构，晶体开始熔化．继续加热，晶体所吸收的热量不再用来增加分子的平均动能，而完全用在破坏点阵结构上，即用来增加势能．

熔化后：

液体吸收的能量主要转变为分子动能，只要继续加热，温度就要升高．

题组二　汽化、液化与汽化热

7．下列液体现象中属于降低气体温度而液化的是（　　）

A．霜的形成

B．自然界中的雾和露

C．自来水管外壁的小水珠

D．锅炉出气口喷出的“白汽”

答案　BCD

8．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殊温度以下，然后增大压强

答案　AD

解析　从能量转换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，只要无限度地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．

9．吉尼斯大全中，记述了一个人赤着脚在650℃的燃烧着的一长堆木炭上步行约7.5米的“世界之最”纪录．下面说法正确的是（　　）

A．这个表演者一定在脚下事先抹上了一种高级绝热防护剂

B．这个表演者一定是跳跃式地走过去的，这样做接触时间短，炭火来不及灼伤脚

C．这个表演者一定是用汗脚踩在炭火上一步步轻轻地走过去的

D．这个表演者一定是轻轻地踮着脚走过去的，这样做接触面积小，即使灼伤也不厉害

解析　当赤着的脚踩上炭火时，灼热的炭火使脚底的汗水迅速汽化，立即在脚底下形成一个很薄的蒸气层．由于气体是热的不良导体，在一段短暂的时间内，对脚底板起到绝热防护作用，行走中步与步之间脚上流出的汗水部分地补偿了汽化所需的水分．如果脚底下还沾上了一层炭灰（未汽化完的汗水成为调合剂），将使表演者能多走上几步．这里的关键是表演者要有足够的汗水和不让保护层失效，所以只能是轻轻地一步一步走．因为跳跃、踮着脚走均不能提供足够的汗水，且容易使脚陷进炭火，从而使保护层失效，C正确．

题组三　熔化热与汽化热的综合考查

10．火箭在大气中飞行时，它的头部跟空气摩擦发热，温度可达几千摄氏度，在火箭上涂有一层特殊材料，这种材料在高温下熔化并且汽化，能起到防止烧坏火箭头部的作用，这是因为（　　）

A．熔化和汽化都放热

B．熔化和汽化都吸热

C．熔化吸热，汽化放热

D．熔化放热，汽化吸热

解析　物质在熔化和汽化过程中都是吸收热量的，故选项B正确．

11．绝热容器里盛有少量温度为0℃的水，从容器里迅速往外抽气的时候，部分水急剧地蒸发，而其余的水都凝结成0℃的冰．则凝结成的冰的质量是原有水质量的多少倍？

已知0℃的水的汽化热L＝2.49×

106J/kg，冰的熔化热λ＝3.34×

答案　0.88

解析　水蒸发时需要的热量是由其余的水凝结成冰所释放的热量提供的．

设蒸发的水的质量是m1，凝结成的冰的质量是m2，蒸发所需吸收的热量Q1＝m1L，水凝结成冰放出的热量Q2＝m2λ，由于容器与外界不发生热交换，则Q1＝Q2，即m1L＝m2λ

得

所以凝结成的冰的质量与原有水的质量之比为

≈0.88.

品味人生

1、很多时候，看的太透反而不快乐，还不如幼稚的没心没肺。

2、睡吧，合上双眼，世界就与我无关。

——顾城《生命幻想曲》

3、你来人间一趟，你要看看太阳，和你的心上人，一起走在街上。

4、我不唱声嘶力竭的情歌，不表示没有心碎的时刻。

我不曾摊开伤口任宰割，愈合就无人晓得我内心挫折。

5、永远不要隔着屏幕说分手，最大的遗憾是连离开都不能当面说清。

6、最先道歉的人最勇敢，最先原谅的人最坚强，最先释怀的人最幸福。

7、好像每次都是这样，没有例外。

在我们最需要有一个人去依靠的时候，往往到最后都是自己一个人挺过去。

8、对我不满意，请直接来给我说，别到别人那里去宣泄你无处安放的情绪。

9、有些事，你把它藏到心里，也许还更好，等时间长了，也就变成了故事。

10、不要对自己太过苛刻，对自己太苛刻的人只会消耗掉更多让自己幸福的能力。

11、人，相互帮扶才感到温暖；

事，共同努力才知道简单；

路，有人同行才不觉漫长；

爱情，要相互记挂才体味情深。

12、只有当痛苦在可以承受的时候，我们会自怨自艾。

当痛苦无法承受，我们就只会一笑置之。

13、爱情是一颗心找到另一颗心，而不是一张脸找到另一张脸。

为了找到那颗心，我们要学会不要脸。

14、比失去你更令我伤心的事是，你都没有为了和我在一起而努力过。

15、这世上有一条路无论如何也不能走，那就是歧途，只要走错一步结果都会是粉身碎骨。

——《千与千寻》

16、保持一份自信，做最好的自己，宁可高傲地发霉，不要低调地恋爱。

17、亲爱的，我在这座陌生的城市，流浪流浪。

灯火阑珊或是烟火灿烂，我总是愣在某个角落，静静的等你走来。

18、其实爱情里处得好不好，标准就两个字：

不累。

因为，对的人，不会让你觉得累。

19、明知是错的，也要去坚持，因为不甘心；

有些人，明知是爱的，也要去放弃，因为没结局；

有时候，明知没路了，却还在前行，因为习惯了。

20、如果曾有那么一个人，跟我说只要心里想一想我，就会铺天盖地地难受。

那么不管是拿前程作赌也好，还是拿幸福下注也好，我都会心甘情愿。

做学问要花功夫，持之以恒，日积月累。

21、我们最大的弱点在于放弃。

成功的必然之路就是不断的重来一次。

——托马斯·

爱迪生

22、点点滴滴的藏，集成了一大仓。

——德国谚语

23、成大事不在于力量的大小，而在于能坚持多久。

24、喷泉的高度不会超过它的源头；

一个人的成就不会超过他的信念。

——美国

25、生活真象这杯浓酒，不经三番五次的提炼呵，就不会这样可口！

——郭小川

26、一个在奋斗途径上努力的人，要是不把步骤分清楚，等于你旅行一个地方，不先规定睡眠和行程一般。

分清步骤，是十分重要的。

——戴尔·

卡耐基