1、- 1 -第 3 节物态变化中的能量交换1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。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，称做这种物质在这个温度下的汽化热。一、汽化1汽化物质从液态变成气态的过程。2汽化的两种方式比较蒸 发 沸 腾特点只在液体表面进行，在任何温度下都能发生；是一种缓慢的汽化过程在液面和内部同时发生；只在一定的温度下发生；沸腾时液体温度不变；是一种剧烈的汽化过程区别影响因素液体温度的高低；液体表面积的大小；液体表面处空气流动的快慢液体表面处大气压的大小，大气压较高时，沸点也比较高相同点 都是汽化现象，都要吸热二、熔化热与汽化热1物态变化中的能
2、量交换2熔化热(1)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。(2)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)不同的晶体有不同的结构，要破坏不同物质的结构，所需的能量也就不同，因此不- 2 -同晶体的熔化热也不相同。(4)非晶体在不同温度下熔化时吸收的热量是不同的，因此非晶体没有确定的熔化热。3汽化热(1)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。1自主思考判一判(1)蒸发只发生在液体表面，而且是在一定温度下才能发生。()(2
3、)物质从液态变成固态的过程是凝固。()(3)晶体熔化时向外界放出热量，其温度不断降低。()2合作探究议一议(1)为什么盛在敞口容器中的水，经过一段时间后就没有了；而盛在密闭容器中的水经过相当长的时间后仍然跑不掉？提示：这是因为盛在敞口容器中的水蒸发掉了，而盛在密闭容器中的水蒸发后能形成一种动态平衡，水蒸气的密度不再变化，液体水也不再减少。(2)为什么高海拔地区煮东西煮不熟？提示：液体沸腾时需要达到的温度叫沸点。沸点与大气压有关，大气压越大，沸点越高。而在高海拔地区大气压强小，沸点低，故煮东西煮不熟。物态变化中的能量交换1晶体的熔化过程(1)能量特点固体分子间的强大作用使固体分子只能在各自的平衡
4、位置附近振动。对固体加热，在其开始熔化之前，获得的能量主要转化为分子的动能，使物体温度升高，当温度升高到一定程度，一部分分子的能量足以克服其他分子的束缚，从而可以在其他分子间移动，固体开始熔化。(2)温度特点晶体熔化过程中，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- 3 -量主要转化为分子的动能，不断吸热，温度就不断上升。(3)熔化热的计算如果用 表示物质的熔化热， m 表示物质的质量，Q 表示熔化时所需要吸收的热量，则：Q m 。熔化热的单位：焦耳/千克，即 J/kg。2液体的汽化过程(1)能
5、量特点液体汽化时，由于体积明显增大，吸收热量，一部分用来克服分子间引力做功，另一部分用来克服外界压强做功。(2)汽化热的计算(通常计算在 1 个标准大气压时，在沸点下的汽化热)设某物质在 1 个标准大气压下，在沸点时的汽化热为 L，物质的质量为 m，则 Q Lm。汽化热的单位：焦耳/千克，即 J/kg。典例 如果已知铜制量热器小筒的质量是 150 g，里面装着 100 g 16 的水，放入 9 g 0 的冰，冰完全熔化后水的温度是 9 ，利用这些数据求冰的熔化热是多少？铜的比热容 c 铜 3.910 2 J/(kg)，水的比热容 c 水 4.210 3 J/(kg )思路点拨(1)该过程中量热
6、器小筒和水放热，热量利用 Q cm(t1 t2)计算。(2)冰融化吸热，热量为 Q m 。解析 9 g 0 的冰融化为 0 的水，再升高到 9 ，总共吸收的热量Q 吸 m 冰 m 冰 c 水 (9 0 )量热器中的水和量热器小筒从 16 降到 9 放出的热量Q 放 m 水 c 水 (16 9 ) m 筒 c 铜 (16 9 )因为 Q 吸 Q 放 ，所以m 冰 m 冰 c 水 (9 0 )( m 水 c 水 m 筒 c 铜 )(16 9 )把数值代入上式，可得 3.310 5 J/kg。答案 3.310 5 J/kg物态变化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
7、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。 1下列说法不正确的是( )- 4 -A不同晶体的熔化热不相同B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C不同非晶体的熔化热不相同D汽化热与温度、压强有关解析：选 C 不同的晶体有不同的结构，要破坏不同物质的结构，所需的能量也不同，因此，不同晶体的熔化热也不相同，故 A 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，故 B 正确；非晶体液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，故 C 项不正确；汽化热与温
8、度、压强有关，故 D 正确。2今有 1 kg 温度为 90 的水，在标准状况下把它变成 100 的水蒸气，共吸收了44.05 kJ 的热量，求水的汽化热 L。假设在整个过程中无热量损失，水的比热容为 4.2 kJ/(kg)解析：根据能量守恒得 c 水 m t mLQ，所以 LQ c水 m tm代入数值得 L2.05 kJ/kg2.0510 3 J/kg。答案：2.0510 3 J/kg 1.如图所示，在一个大烧杯 A 内放一个小烧杯 B，杯内都放有水，现对A 的底部加热，则( )A烧杯 A 中的水比 B 中的水先沸腾B两烧杯中的水同时沸腾C烧杯 A 中的水会沸腾， B 中的水不会沸腾D上述三种
9、情况都可能解析：选 C 沸腾的条件：(1)达到沸点；(2)能继续吸热。对烧杯 A 加热到水的沸点后，若继续加热，烧杯 A 中的水会沸腾。由于沸腾时水的温度保持在沸点不变，烧杯 A 中的水对烧杯 B 中的水加热使其也达到沸点，但由于它与烧杯 A 中的水处于热平衡状态，两者无温度差，无法再从烧杯 A 的水中吸热，因此烧杯 B 中的水只能保持在沸点不会沸腾。2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( )A先降低后升高 B先升高后降低C一直降低 D一直升高- 5 -解析：选 A 开始时，温度计上的酒精汽化，带走热量，使温度降低，故示数降低；酒精完全汽化后，温度计在热风作用下温度升高，A
10、正确。3一定质量的 0 的冰融化成 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( )A Ek变大， Ep变大 B Ek变小， Ep变小C Ek不变， Ep变大 D Ek不变， Ep变小解析：选 C 0 的冰融化成 0的水，温度不变，故分子的平均动能不变，分子总数不变，所以 Ek不变；冰融化过程中吸热，吸收的热量用来增大分子的势能，所以 Ep变大，故 C 正确。4.多选如图所示是水在大气压强为 1.01105 Pa 下的汽化热与温度的关系图线，则( )A大气压强为 1.01105 Pa 时，水的沸点随温度升高而减小B该图线说明温度越高，单位质量的水汽化时需要的能量越小C由该
11、图线可知水蒸气液化时，放出的热量与温度有关D该图线在 100 以后并没有实际意义，因为水已经汽化了解析：选 BC 液体的沸点与温度无关，大气压强为 1.01105 Pa 时，水的沸点是 100 ，不变，选项 A 错误；题图所示图线说明温度 t 越高，单位质量的水汽化时需要的能量 Q越小，选项 B 正确；液化与汽化是相反的过程，汽化热与温度有关，则水蒸气液化放出的热量也与温度有关，选项 C 正确；题图所示图线在 100 以后是水的过热状态，可以理解为水没有来得及汽化，选项 D 错误。5质量为 m 的 0 的冰雹，在空中由静止下落，由于空气阻力的作用，其中 1%质量的冰在下落过程中完全融化成 0
12、的水脱离冰雹，若落地时的速度为 400 m/s，求：(冰的熔化热 3.3410 5 J/kg， g 取 10 m/s2)(1)冰雹下落的高度。(2)若落地时，动能全部转化成热，问能否将冰雹融化？解析：由于存在空气阻力，冰雹下落时将重力势能转化为内能和动能。内能被冰吸收使部分冰发生融化。(1)根据能量守恒定律：mgh (11%) mv2 m1% ，12所以 hm1% 12 1 1% mv2mg- 6 - m3.341051% 12 1 1% 4002108 254 m。(2)假设能全部融化，则需满足 (11%) mv2 m(11%) 。12而 m(11%) v2 m(11%)400 2 J0.810 5m J，12 12(11%) m 3.3110 5m J。显然由动能全部转化成的热不足以满足冰全部融化的需要，故不能将冰雹融化。答案：(1)8 254 m (2)不能将冰雹融化
