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1、第九章 固體、液體和物態(tài)變 化 4 物態(tài)變化中的能量交換 學 習 目 標 重 點 難 點 1.知道熔化和凝固 、汽化和液化的物 態(tài)變化過程 . 2.知道物態(tài)變化過 程中伴隨能量的交 換 . 3.掌握能量守恒定 律 . 4.了解液化在生產(chǎn) 、生活與科學技術 中的應用 . 重點 1.知道熔化和凝固 、汽化和液化的物 態(tài)變化過程 . 2.知道物態(tài)變化過 程中伴隨能量的交 換 . 難點 掌握能量守恒定 律 . 知識點一 熔化熱 提煉知識 1 熔化和凝固 (1) 熔化：物質從固態(tài)變成 液態(tài) 的過程 (2) 凝固：物質從液態(tài)變成 固態(tài) 的過程 2 熔化熱 (1) 某種晶體在熔化過程中所需的能量與其質量的
2、比 值 ， 稱作這種晶體的熔化熱不同晶體的 熔化熱 不相同 ， 非晶體沒有固定的熔化熱 (2) 用 表示晶體的熔化熱 ， 則 Q m ， 在國際單位制 中熔化熱的單位是焦耳 / 千克 判斷正誤 1 不同晶體的熔化熱也可能相同 ( ) 2 非晶體沒有固定的熔化熱 ( ) 小試身手 1 質量相同的下列物質熔化熱最大的是 ( ) A 鋁在熔化過程中吸收了 3 95.7 kJ 能量 B 銅在熔化過程中吸收了 205.2 kJ 能量 C 碳酸鈣在熔化過程中吸收了 5 27.5 kJ 能量 D 氯化鈉在熔化過程中吸收了 5 17.1 kJ 能量 解析： 熔化過程中單位質量的物體吸收的熱叫作熔化 熱 答案：
3、 C 知識點二 汽化熱 提煉知識 1 汽化和液化 (1) 汽化：物質從液態(tài)變成 氣態(tài) 的過程 (2) 液化：物質從氣態(tài)變成 液態(tài) 的過程 2 汽化熱 (1) 某種液體汽化成同溫度的氣體時所需的能量與其 質量的 比值 ， 稱作這種物質在這個溫度下的汽化熱 汽 化熱還與外界氣體的 壓強 有關 (2) 用 L 表示 液體的汽化熱，則 L Q m ， 在國際單位制 中汽化熱的單位是焦耳 / 千克 判斷正誤 1 在保持體積不變的情況下不斷降低氣體的溫度 ， 不必增大壓強便可使氣體液化 ( ) 2 在保持溫度不變的情況下增大壓強 ， 能使一切氣 體液化 ( ) 小試身手 2 ( 多選 ) 下列液化現(xiàn)象中屬
4、于降低氣體溫度而液化 的是 ( ) A 家用液化石油氣 B 自然界中的霧和露 C 自來水管外壁的小水珠 D 鍋爐出氣口噴出的 “ 白汽 ” 解析： 四個選項中只有石油氣是加壓液化的 ， 其他三 個均是由于降溫而液化的 答案： BCD 拓展一 對熔 化熱及熔化熱中物態(tài)變 化的理解 1 在冬天我們常說下雪不冷化雪冷 ， 這是什么原因 呢？ 提示： 在化雪時 ， 吸收周圍的熱量 ， 使周圍的空氣的 溫度降低 2 冬季在菜窖里放上幾桶水 ， 可以使窖內的溫度不 致降低得很多 ， 防止把菜凍壞這 是什么道理？ 提示： 因為水降溫并結冰的過程中將放出熱量 ， 所以 窖內溫度不會太低 1 熔化時吸熱 ， 凝
5、固時放熱固態(tài)物質的分子受到 周圍其他分子的強大作用 ， 被束縛在一定的位置振動 ， 只有加熱吸收熱量 ， 分子動能增加 ， 才能擺脫其他分子 的束縛 ， 從而可以在其他分子之間移動 ， 于是固體開始 熔化 2 一定質量的晶體 ， 熔化時吸收的熱量與凝固時放 出的熱量相等 3 不同的晶體有不同的空間點陣 ， 要破壞不同物質 的結構 ， 所需的能量就不同因此不同晶體的熔化熱也 不相同 4 非晶體 液化過程中溫度會不斷改變 ， 而不同溫 度 下物質由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)時吸收的熱量是不同的，所以非 晶體沒有確定的熔化熱 特別說明 由于不同物質其晶體的空間點陣不同 ， 要破壞不同的空間結構 ， 所需的能量就不
6、同 ， 因此不同晶 體的熔化熱就不同 【典例 1 】 從電冰箱中取出質量為 50 g 、溫度為 10 的冰塊 ， 放進一杯 0 的水中 ， 若與外界無熱交換 ， 則有多少水會凍結到冰塊上 已知冰的比熱容為 2.1 10 3 J/( k g ) ， 熔化熱為 3. 36 10 5 J/ kg ? 解析： 從冰箱中取 出的冰塊溫度從 10 升高到 0 時 ， 吸收的熱量 Q 1 cm t， 水凝結成冰放出熱量 ， 設 有 m 的水凍結到冰上 ， 放出熱量 Q 2 m ， 根據(jù)能量守恒有 Q 1 Q 2 ， 即 cm t m ， 代入數(shù)據(jù)可得 m 3.12 5 g. 答案： 3.12 5 g 題后反
7、思 1 水變成冰要向外放出熱量 ， 冰化成水需要吸收熱 量 2 熔化熱是熔化時吸收的熱量與其質量的比值 1 下列屬于熔化的是 ( ) A 糖放在水中后逐漸化成了糖 水 B 夏天放棒冰的杯子外壁有小水珠 C 露水的形成 D 棒冰變成了糖水 解析： 糖放在水中形成糖水這是化學上在水分子和糖 分子共同作用下的溶解 ， 熔化是由溫度造成的固態(tài)變液 態(tài) ， 放棒冰的杯子外壁的小水珠是 液化形成的 ，露水的形 成是液化現(xiàn)象 答案： D 2 大燒杯中裝有冰水混合物 ， 在冰水混合物中懸掛 一個小試管 ， 試管中裝有冰 ， 給大燒杯加熱時 ， 以下現(xiàn) 象中正確的是 ( ) A 燒杯中的冰和試管內的冰同時熔化
8、B 試管內的冰先熔化 C 在燒杯內的冰熔化完以前 ， 試管內的冰不會熔化 D 試管內的冰始終不熔化 解析： 物體間要發(fā)生熱 傳遞的條件是兩者間存在溫度 差冰水混合物中的冰熔化完以前 ， 溫度仍保持在 0 . 當試 管中的冰達到 0 時 ， 兩者不再傳遞熱量 ， 故開始時 試管內的冰不能熔化 ， 只有當燒杯中的冰熔化完畢 ， 溫度 開始上升時 ， 試管中的冰才開始熔化 ， 所以 C 選項正確 答案： C 拓展二 對汽化熱及汽化熱中物態(tài)變 化的理解 100 的水蒸氣燙傷比 100 的水燙傷更為嚴重 ， 為 什么？ 提示： 100 的水蒸氣本身溫度已經(jīng)很高 ， 當它遇到 相對冷的皮膚還會液化放出熱量
9、 ，所以被 100 的水蒸氣 燙傷比 100 的水燙傷更為嚴重 1 液體汽化時 ， 液體分子離開液體表面 ， 要克服其 他分子的吸引而做功 ， 因此要吸收熱量液化過程中體 積膨脹要克服外界氣壓做功 ， 也要吸收熱量 ， 所以液體 汽化時的汽化熱與溫度和外界氣壓都有關系 2 一定質量的物質 ， 在一定溫度和壓強下 ， 汽化時 吸收的熱量與液化時放出的熱量相等 特別說 明 晶體只在達到熔點時熔化 ， 而汽化可以 在任何溫度下汽化 ， 所以提到汽化熱時一定要注意在什么 溫度下 的汽化熱液體汽化時體積會增大很多 ， 分子吸取 的熱量不只用作掙脫其他分子的束縛 ， 還用于克服外界氣 壓做功 ， 所以汽化
10、熱還與壓強有關 . 【典例 2 】 ( 多選 ) 在 100 的水完全變成 1 00 的 水蒸氣的過程中 ( ) A 水分子的平均動能增加 B 水分子的勢能增加 C 水分子的動能和勢能都增加 D 水汽的內能的增加比吸 收的汽化熱少 解析： 溫度是分子平均動能的標志 ， 溫度不變平均動 能不變 ， 由于要吸收熱量 ， 故分子勢能增加 ， 故 A 錯誤 ， B 正確 ， C 錯誤；水變成同溫度的水蒸氣的過程要對外做 功 ， 所以所吸收的熱量大于物體內能的增加量 ， 即水汽的 內能的增加比吸收的汽化熱少 ， 故 D 正確 答案： BD 題后反思 1 溫度是分子平均動能的標志 ， 溫度不變分子平均 動
11、能不變 2 水變成同溫下 的水蒸氣的過程要吸收熱量 ，平均 動能不變，分子勢能增加，水變成同溫下的水蒸氣的過程 要對外做功 1 下列說法中正確的是 ( ) A 物體吸熱后溫度一定升高 B 物體溫度升高 ， 內能一定增加 C 0 的冰熔化為 0 的水的過程中內能不變 D 100 的水變?yōu)?1 00 的水汽的過程中內能增大 解析： 物體吸熱后可能對外做功 ， 故內能不一定增加 ， 故溫度不一 定升高 ，故 A 錯誤；物體溫度升高 ， 分子熱 運動的平均動能增加 ， 但分子勢能可能減小 ， 故內能不一 定增加 ， 故 B 錯誤； 0 的冰熔化為 0 的水的過程中 ， 要吸收熱量 ， 外界對系統(tǒng)做功
12、， 故內能增加 ， 故 C 錯誤； 100 的水變?yōu)?100 的水汽的過程中要吸收熱量 ， 故內能增大 ， 故 D 正確 答案： D 2 在一個大氣壓下 ， 1 克 100 的水吸收 2. 26 10 3 J 熱量變?yōu)?1 克 100 的水蒸氣在這個過程中 ， 以下四 個關系式正確的是 ( ) A 2.26 10 3 J 汽的內能水的內能 B 2.26 10 3 J 汽的內能水的內能 C 2.26 10 3 J 汽的內能水的內能水變成水蒸 氣時體積膨脹對外界做的功 D 2.26 10 3 J 汽的內能水的內能水變成水蒸 氣時體積膨脹對外界做的功 解析： 液體汽化時吸收的熱量一部分用來克服分子引 力做功 ， 增加內能 ， 一部分用來膨脹對外界做功 ， D 對 答案： D
第九章4物態(tài)變化中的能量交換
