高中物理选修3-3第9章第4节物态变化中的能量交换课件.ppt

1、第九章第九章 物态变化物态变化第九章第九章 物态和物态变化物态和物态变化 9.4. 物态变化中的能量交换物态变化中的能量交换固体固体液体液体气体气体升华（吸热）升华（吸热）凝华（放热）凝华（放热）熔化吸热熔化吸热凝固放热凝固放热汽化吸热汽化吸热液化放热液化放热物态变化：物态变化：1、为什么熔化会吸热？凝固会放热？、为什么熔化会吸热？凝固会放热？2、什么叫熔化热，如何进行计算？、什么叫熔化热，如何进行计算？3、为什么晶体有固定的熔点和熔化热，而非晶体没有、为什么晶体有固定的熔点和熔化热，而非晶体没有固定的熔点和熔化热？固定的熔点和熔化热？4、为什么汽化会吸热，液化会放热？、为什么汽化会吸热，液化

2、会放热？5、什么叫汽化热，如何进行计算？汽化热与哪些因素、什么叫汽化热，如何进行计算？汽化热与哪些因素有关，为什么？有关，为什么？1熔化：熔化： 物质从物质从_变成变成_的过程的过程.2凝固：凝固： 物质从物质从_变成变成_的过程，是熔化的的过程，是熔化的_.3熔化热：熔化热：一熔化与凝固一熔化与凝固固体固体液体液体液体液体固体固体逆过程逆过程为什么熔化会吸热？凝固会放热？为什么熔化会吸热？凝固会放热？我们先看看固体和液体的结构我们先看看固体和液体的结构 由于固体分子间的强大作用，固体分子只能在各自的平衡由于固体分子间的强大作用，固体分子只能在各自的平衡位置附近振动。对固体加热，在其熔解之前，

3、获得的能量主要位置附近振动。对固体加热，在其熔解之前，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，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，固体开始熔解。分子间移动，固体开始熔解。1熔化：熔化： 物质从物质从_变成变成_的过程的过程.2凝固：凝固： 物质从物质从_变成变成_的过程，是熔化的的过程，是熔化的_.3熔化热：熔化热：一熔化与凝固一熔化与凝固固体固体液体液体液体液体固体固体逆过程逆过程某种晶体熔化过程中所需的能量与其质量之比，称

4、做这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种晶体的熔化热mQ 单位：单位：J/kg4. 4.熔化热的特点：熔化热的特点： 对于同种物体，分子结构是一定的。因为熔化过程中吸收热量对于同种物体，分子结构是一定的。因为熔化过程中吸收热量是用于克服分子力做功，破坏晶体的空间点阵，增加物体的分子是用于克服分子力做功，破坏晶体的空间点阵，增加物体的分子势能的，所以势能的，所以晶体的熔化热是一定的晶体的熔化热是一定的。1）晶体的熔化热是一定的）晶体的熔化热是一定的2）不同晶体的熔化热不同）不同晶体的熔化热不同 对于不同种晶体，由于不同晶体的空间点阵不同，单位质量对于不同种晶体，由于不

5、同晶体的空间点阵不同，单位质量不同的物质熔解时吸收的热量也不同，而熔化热就是为了表征不同的物质熔解时吸收的热量也不同，而熔化热就是为了表征这一性质才提出的，所以这一性质才提出的，所以不同晶体的熔化热不同不同晶体的熔化热不同。金刚石金刚石石墨石墨 一定质量的物质熔化时吸收的热量，与这种物质凝固时放出一定质量的物质熔化时吸收的热量，与这种物质凝固时放出的热量相等吗？如果不相等，可能出现什么现象？的热量相等吗？如果不相等，可能出现什么现象？吸收吸收Q1放出放出Q2 如果如果Q1Q2，则会导致同一个物体在相同温度下内能不同，则会导致同一个物体在相同温度下内能不同，而这显然是不可能的。并且不符合能量守恒

6、定律。而这显然是不可能的。并且不符合能量守恒定律。20202020 3) 所以，一定质量的晶体，熔化时吸收的热量与凝固所以，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时放出的热量相等。4. 4.熔化热的特点：熔化热的特点：几种物质在压强为几种物质在压强为1.01105Pa时的熔化热时的熔化热4. 4.熔化热的特点：熔化热的特点：为什么晶体有确定的熔点和熔化热，非晶体却没有？为什么晶体有确定的熔点和熔化热，非晶体却没有？ 晶体熔化过程中，当温度达到熔点时，吸收的热量晶体熔化过程中，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，而分子平均全部用来破坏空间点阵，增加分子

7、势能，而分子平均动能却保持不变，所以晶体有固定的熔点。动能却保持不变，所以晶体有固定的熔点。非晶体没非晶体没有空间点阵，熔化时不需要去破坏空间点阵，吸收的有空间点阵，熔化时不需要去破坏空间点阵，吸收的热量主要转化为分子的动能，不断吸热，温度就不断热量主要转化为分子的动能，不断吸热，温度就不断上升。上升。 4) 晶体有固定的熔点，因此有固定的熔化热，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。非晶体没有固定的熔点，也就没有固定的熔化热。4. 4.熔化热的特点：熔化热的特点：1汽化：汽化： 物质从物质从_变成变成_的过程的过程.2液化：液化： 物质从物质从_

8、变成变成_的过程，是汽化的的过程，是汽化的_.3汽化热：汽化热：二汽化与液化二汽化与液化液体液体气体气体气体气体液体液体逆过程逆过程 能量交换：能量交换：液体汽化时液体汽化时,液体分子离开液体表面成为气体分子液体分子离开液体表面成为气体分子,要要克服其他液体分子的吸引而做功克服其他液体分子的吸引而做功,同时，过程中体积增大很多，同时，过程中体积增大很多，体积膨胀时要克服外界气压做功，故要吸收能量体积膨胀时要克服外界气压做功，故要吸收能量.为什么汽化会吸热？为什么汽化会吸热？1汽化：汽化： 物质从物质从_变成变成_的过程的过程.2液化：液化： 物质从物质从_变成变成_的过程，是汽化的的过程，是汽

9、化的_.3汽化热：汽化热： 某种液体汽化成同温度气体时所需某种液体汽化成同温度气体时所需 之比，称之比，称做这种物质在这个温度下的汽化热。汽化热与物质种类、做这种物质在这个温度下的汽化热。汽化热与物质种类、_和和_都有关系。都有关系。二汽化与液化二汽化与液化液体液体气体气体气体气体液体液体逆过程逆过程能量与其质量能量与其质量温度温度压强压强mQL 单位：单位：J/kg4. 4.汽化热的特点：汽化热的特点：1）汽化热跟温度和压强有关）汽化热跟温度和压强有关t /0C100Q/(J.g-1)50010001500200025000200300400水在大气压强为水在大气压强为1.01*105Pa下

10、汽下汽化热与温度的关系化热与温度的关系 液体汽化时体积会增大很液体汽化时体积会增大很多，分子吸收的能量不只用多，分子吸收的能量不只用于挣脱其他分子的束缚，还于挣脱其他分子的束缚，还用于体积膨胀时克服外界气用于体积膨胀时克服外界气压做功，压做功，所以汽化热还与外所以汽化热还与外界气体的压强有关。界气体的压强有关。几种物质在压强为几种物质在压强为1.01105Pa，温度为沸点时的汽化热，温度为沸点时的汽化热 3） 一定质量的物质，在一定质量的物质，在一定温度和压强一定温度和压强下，汽化时吸收的下，汽化时吸收的热量与液化时放出的热量相等热量与液化时放出的热量相等 2)晶体只在熔点时熔化晶体只在熔点时

11、熔化,而液体可在任何温度下汽化而液体可在任何温度下汽化,讲汽化讲汽化热要指明在什么温度下的汽化热热要指明在什么温度下的汽化热.4. 4.汽化热的特点：汽化热的特点： 2)液体的汽化热与液体的物质种类、液体的温度、外界压强液体的汽化热与液体的物质种类、液体的温度、外界压强均有关。均有关。1.一定质量的晶体，熔化时吸收的热量与凝固时放出一定质量的晶体，熔化时吸收的热量与凝固时放出的热量相等；的热量相等；2.熔化热与晶体的质量无关，只取决于晶体的种类。熔化热与晶体的质量无关，只取决于晶体的种类。3. 非晶体没有确定的熔化热非晶体没有确定的熔化热熔化热的特点：熔化热的特点：1.一定质量的物质，在一定温

12、度和压强下，汽化时吸收一定质量的物质，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的热量与液化时放出的热量相等2.液体的汽化热与液体的物质种类、液体的温度、外界液体的汽化热与液体的物质种类、液体的温度、外界压强均有关。压强均有关。汽化热的特点汽化热的特点1进行物质吸放热的运算时，若无物态变化，只有温度进行物质吸放热的运算时，若无物态变化，只有温度改变，使用公式改变，使用公式Q=Cmt；2若有物态变化，还须考虑运用熔化热或汽化热的相关若有物态变化，还须考虑运用熔化热或汽化热的相关知识进行运算。知识进行运算。三物态变化中的能量交换三物态变化中的能量交换1下面几种现象，属于蒸发现象的是

13、下面几种现象，属于蒸发现象的是 （ ）A在寒冷的冬天，冰冻的湿衣服会慢慢变干在寒冷的冬天，冰冻的湿衣服会慢慢变干B擦在皮肤上的酒精很快变干擦在皮肤上的酒精很快变干C用久的灯炮钨丝变细用久的灯炮钨丝变细D烧水时从壶喷出烧水时从壶喷出“白气白气”2下列现象或事例不可能存在的是（下列现象或事例不可能存在的是（ ）A80C的水正在沸腾的水正在沸腾B温度达到水的沸点温度达到水的沸点100C，而不沸腾，而不沸腾C沥青可以加热熔化时温度保持不变沥青可以加热熔化时温度保持不变D温度升高到温度升高到0C的冰而不熔化的冰而不熔化【典型例题典型例题】B BC C3一个玻璃瓶中装有半瓶液体，拧紧瓶盖经一段时间后，则一

14、个玻璃瓶中装有半瓶液体，拧紧瓶盖经一段时间后，则 ( )A不再有液体分子飞出液面不再有液体分子飞出液面 B停止蒸发停止蒸发 C蒸发仍进行蒸发仍进行D在相同时间内从液体里飞出的分子数等于返回液体的分子数，在相同时间内从液体里飞出的分子数等于返回液体的分子数，液体和汽达到了动态平衡液体和汽达到了动态平衡4火箭在大气中飞行时，跟空气摩擦发热，温度可达几千摄氏度火箭在大气中飞行时，跟空气摩擦发热，温度可达几千摄氏度。在火箭上涂一层特殊材料，这种材料在高温下熔化并且汽化，能。在火箭上涂一层特殊材料，这种材料在高温下熔化并且汽化，能起到防止烧坏火箭的作用，这是因为（起到防止烧坏火箭的作用，这是因为（ ）A

15、熔化和汽化都放热熔化和汽化都放热B熔化和汽化都吸热熔化和汽化都吸热C熔化吸热，汽化放热熔化吸热，汽化放热D熔化放热，汽化吸热熔化放热，汽化吸热【典型例题典型例题】BDBDB B5关于物质的熔化和凝固，下列叙述中正确的是关于物质的熔化和凝固，下列叙述中正确的是 （ ） A各种固体都有一定的熔点各种固体都有一定的熔点 B各种固体都有一定的凝固点各种固体都有一定的凝固点C各种晶体的熔点相同各种晶体的熔点相同 D非晶体熔化要吸热，温度不断上升非晶体熔化要吸热，温度不断上升61g100的水与的水与1g100的水蒸气相比较，下列说法中正确的的水蒸气相比较，下列说法中正确的是（是（ ） A分子的平均动能与分

16、子的总动能都相同分子的平均动能与分子的总动能都相同B分子的平均动能相同，分子的总动能不同分子的平均动能相同，分子的总动能不同C它们的内能相同它们的内能相同D1g100的水的内能小于的水的内能小于1g100的水蒸气的内能的水蒸气的内能【典型例题典型例题】D DADAD 【例题例题】当空气绝对湿度是当空气绝对湿度是1.38103Pa，气温是，气温是20 时，时，空气的相对湿度是（空气的相对湿度是（20 水蒸气饱和汽压是水蒸气饱和汽压是2.3103Pa） A1.38103Pa B0.92103Pa C60% D40%( ( C C ) )【典型例题典型例题】9.3 书后练习书后练习1,2,3,49.

17、4 书后练习书后练习2,3Q= Lm=CM to4.8t C 人的比热容与水的比热容相同，即人的比热容与水的比热容相同，即C=4.2103 J（KgK）【9.4 2】设设:太阳光垂直照射在单位面积上的辐射功率为太阳光垂直照射在单位面积上的辐射功率为P 22dGPtg24 Ggt d524 3.35 103.499.8 40 60 3.14 0.2P 321.6 10Wm【9.4 3】 【例题例题】气温为气温为10时，测得空气的绝对湿度时，测得空气的绝对湿度p=800Pa，则此时的相对湿度为多少？如果绝对湿度不变，气温，则此时的相对湿度为多少？如果绝对湿度不变，气温升至升至20，相对湿度又为多少

18、？，相对湿度又为多少？(已知已知10时水汽的饱时水汽的饱和汽压为和汽压为p1=1.228103Pa，20时水汽的饱和汽压为时水汽的饱和汽压为p2=2.338103Pa)热管 热管技术是1963年美国LosAlamos国家实验室的G.M.Grover发明的一种称为“热管”的传热元件，它充分利用了热传导原理与致冷介质的快速热传递性质，透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外，其导热能力超过任何已知金属的导热能力。 热管技术以前被广泛应用在宇航、军工等行业，采用热管技术使得散热器即便采用低转速、低风量电机，同样可以得到满意效果，使得困扰风冷散热的噪音问题得到良好解决，开辟了散热行业新天地。 动态平衡

19、动态平衡在相同时间内回到水中的分子数目在相同时间内回到水中的分子数目_从水面飞出从水面飞出去的分子数目时，水蒸气的密度不再增大，液体水也不再减少，去的分子数目时，水蒸气的密度不再增大，液体水也不再减少，液体与气体之间达到了液体与气体之间达到了_等于等于动态平衡动态平衡1熔化：熔化： 物质从物质从_变成变成_的过程的过程.2凝固：凝固： 物质从物质从_变成变成_的过程，是熔化的的过程，是熔化的_.3熔化热：熔化热： 某种晶体熔化过程中所需的某种晶体熔化过程中所需的_之比，称做熔化热。之比，称做熔化热。不同晶体熔化热一般不同晶体熔化热一般_ ，非晶体，非晶体_熔熔化热。化热。五熔化与凝固五熔化与凝固固体固体液体液体液体液体固体固体逆过程逆过程能量与其质量能量与其质量不同不同没有确定的没有确定的1汽化：汽化： 物质从物质从_变成变成_的过程的过程.2液化：液化： 物质从物质从_变成变成_的过程，是汽化的的过程，是汽化的_.3汽化热：汽化热： 某种液体汽化成同温度气体时所需某种液体汽化成同温度气体时所需 之比，称之比，称做这种物质在这个温度下的汽化热。汽化热与物质种类、做这种物质在这个温度下的汽化热。汽化热与物质种类、_和和_都有关系。都有关系。六汽化与液化六汽化与液化液体液体汽体汽体汽体汽体液体液体逆过程逆过程能量与其质量能量与其质量温度温度压强压强