2019届二轮复习　物态变化中的能量交换课件（22张） 22页

　物态变化中的能量交换 [ 考纲下载 ] 　 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 变成 的 过程 . (2) 凝固：物质 从 变成 的 过程 . 2. 熔化热 (1) 概念：某种晶体熔化过程中所需 的 与其 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 . 固态 液态 液态 固态 能量 质量 相等 二、汽化热 1. 汽化和液化 (1) 汽化：物质 从 变成 的 过程 . (2) 液化：物质 从 变成 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 与其 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 . 液态 气态 气态 液态 能量 质量 相等 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 .( 　　 ) [ 即学即用 ] 答案 × √ × × 重点探究 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 . 答案 [ 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 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. 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 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 . √ 答案 解析 √ 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 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 . √ 答案 解析 √ (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　 利用 水汽化时要吸热，使周围环境温度不致太高 . 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 . 二、汽化热 [ 导学探究 ] 　 答案 [ 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 Q ＝ Lm . 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 2.26 × 10 3 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 A.2.26 × 10 3 J ＝汽的内能＋水的内能 B.2.26 × 10 3 J ＝汽的内能－水的内能 C.2.26 × 10 3 J ＝汽的内能＋水的内能＋水变成汽体积膨胀对外界做的功 D.2.26 × 10 3 J ＝汽的内能－水的内能＋水变成汽体积膨胀对外界做的功 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 . √ 答案 解析 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 . 总结提升 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 E k 和分子势能之和 E p 的变化情况是 A. E k 变大， E p 变大 B. E k 变小， E p 变小 C. E k 不变， E p 变大 D. E k 不变， E p 变小 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， E k 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 . √ 答案 解析 达标检测 1 2 3 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 解析 4 √ 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 1 2 3 4 答案 解析 √ √ 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 解析 1 2 3 4 √ √ 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 . 解析　 压强为 1.01 × 10 5 Pa 时，水在达到沸点时的汽化热为 2 260 kJ/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 Δ t ＋ m · L ＝ 4.2 × 10 3 × 10 × (100 － 20)J ＋ 10 × 2 260 × 10 3 J ＝ 2.596 × 10 7 J . 4. ( 汽化热的理解与计算 ) 在压强为 1.01 × 10 5 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 4.2×10 3 J/(kg·℃) ， 100 ℃ 时水的汽化热为 L ＝ 2 260 kJ/kg] 1 2 3 4 解析 答案 答案　 2.596 × 10 7 J