人教版高中物理选修3-3课件：9.4 物态变化中的能量交换.ppt

1、 一、熔化热一、熔化热 一、熔化热一、熔化热 1. 熔化与凝固熔化与凝固 熔化：熔化： 一、熔化热一、熔化热 1. 熔化与凝固熔化与凝固 熔化：熔化： 物质从固态变成液态的过程。物质从固态变成液态的过程。 一、熔化热一、熔化热 1. 熔化与凝固熔化与凝固 熔化：熔化： 物质从固态变成液态的过程。物质从固态变成液态的过程。 凝固：凝固： 一、熔化热一、熔化热 1. 熔化与凝固熔化与凝固 熔化：熔化： 物质从固态变成液态的过程。物质从固态变成液态的过程。 凝固：凝固： 物质从液态变成固态的过程。物质从液态变成固态的过程。 一、熔化热一、熔化热 1. 熔化与凝固熔化与凝固 熔化：熔化： 物质从固态变

2、成液态的过程。物质从固态变成液态的过程。 凝固：凝固： 物质从液态变成固态的过程。物质从液态变成固态的过程。 熔化是凝固的逆过程。熔化是凝固的逆过程。 一、熔化热一、熔化热 1. 熔化与凝固熔化与凝固 问题问题1：为什么熔化会吸热？：为什么熔化会吸热？ 问题问题1：为什么熔化会吸热？：为什么熔化会吸热？ 由于固体分子间的强大作用，固体分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，获得的能量主要体加热，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，当转化为分子的动能，使物体温度升高，当 温度升

3、高到一定程度，一部分分子的能量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。他分子间移动，固体开始熔解。 2.熔化热：熔化热： 某种晶体熔化过程中所需的能量与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其质量之比，称做这种晶体的熔化热 2.熔化热：熔化热： 某种晶体熔化过程中所需的能量与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其质量之比，称做这种晶体的熔化热 2.熔化热：熔化热： 一定质量的晶体，熔化时吸收的热一定质量的晶体，熔化时吸收的热 量与凝固时放出的

4、热量相等量与凝固时放出的热量相等(能量守恒定能量守恒定 律律) 问题问题2 为什么晶体有确定的熔点和熔化热，为什么晶体有确定的熔点和熔化热， 非晶体却没有？非晶体却没有？ 问题问题2 为什么晶体有确定的熔点和熔化热，为什么晶体有确定的熔点和熔化热， 非晶体却没有？非晶体却没有？ 晶体熔化过程中，当温度达到熔点时，吸晶体熔化过程中，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，熔化时不固定的熔点。非晶体没有空间点阵，熔化时不

5、需要去破坏空间点阵，吸收的热量主要转化为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，温度就不断上升。分子的动能，不断吸热，温度就不断上升。 由于在不同温度下物质由固态变成液态时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。就没有固定的熔化热。 表表9.4-1 几种物质在压强为几种物质在压强为1.01103Pa时的熔化热时的熔化热 物质名称物质名称 水水 铝铝 铜铜 碳酸钙碳酸钙 氯化钠氯化钠 二氧化碳

6、二氧化碳 熔化热熔化热 /(kJ kg-1) 333.8 395.7 205.2 527.5 517.1 180.9 二、汽化热二、汽化热 二、汽化热二、汽化热 1.汽化与液化汽化与液化 汽化：汽化： 二、汽化热二、汽化热 1.汽化与液化汽化与液化 汽化：汽化： 物质从液态变成气态的过程物质从液态变成气态的过程 二、汽化热二、汽化热 1.汽化与液化汽化与液化 汽化：汽化： 物质从液态变成气态的过程物质从液态变成气态的过程 液化：液化： 二、汽化热二、汽化热 1.汽化与液化汽化与液化 汽化：汽化： 物质从液态变成气态的过程物质从液态变成气态的过程 液化：液化： 物质从气态变成液态的过程物质从气态

7、变成液态的过程 二、汽化热二、汽化热 1.汽化与液化汽化与液化 汽化：汽化： 物质从液态变成气态的过程物质从液态变成气态的过程 液化：液化： 物质从气态变成液态的过程物质从气态变成液态的过程 液体汽化时，液体分子离开液体表面成液体汽化时，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为气体分子，要克服其他液体分子的吸引而 做功，故要吸收能量。做功，故要吸收能量。 二、汽化热二、汽化热 1.汽化与液化汽化与液化 2.汽化热汽化热 2.汽化热汽化热 某种液体汽化成同温度的气体时所 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，称做这种需的能量与其质量之比，称做这种 物质在这

8、个温度下的汽化热。物质在这个温度下的汽化热。 2.汽化热汽化热 某种液体汽化成同温度的气体时所 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。物质在这个温度下的汽化热。 t /0C 100 Q/(J.g-1) 500 1000 1500 2000 2500 0 200 300 400 水在大气压强为水在大气压强为 1.01x105Pa下汽下汽 化热与温度的关系化热与温度的关系 2.汽化热汽化热 某种液体汽化成同温度的气体时所 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，称做这种需的能量与其质量之比，称做这种 物

9、质在这个温度下的汽化热。物质在这个温度下的汽化热。 汽化热跟温度和压强有关汽化热跟温度和压强有关 t /0C 100 Q/(J.g-1) 500 1000 1500 2000 2500 0 200 300 400 水在大气压强为水在大气压强为 1.01x105Pa下汽下汽 化热与温度的关系化热与温度的关系 一定质量的物质，在一定温度和压一定质量的物质，在一定温度和压 强下，汽化时吸收的热量与液化时放出强下，汽化时吸收的热量与液化时放出 的热量相等的热量相等 一定质量的物质，在一定温度和压一定质量的物质，在一定温度和压 强下，汽化时吸收的热量与液化时放出强下，汽化时吸收的热量与液化时放出 的热量

10、相等的热量相等 晶体只在熔点时熔化，而液体可在晶体只在熔点时熔化，而液体可在 任何温度下汽化，讲汽化热要指明在什任何温度下汽化，讲汽化热要指明在什 么温度下的汽化热么温度下的汽化热. 表表9.4-2 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 物质名称物质名称 水水 氧氧 氮氮 硅硅 硒硒 钠钠 沸点沸点/ 100 -182.96 -195.8 2355 684.9 882.9 汽化热汽化热 /(kJ kg-1) 2260 213 200 1.06104 7.6102 3.9103 例题例题1 关于固体的熔化，下列说法正确的是关于固体的熔化，

11、下列说法正确的是( ) A. 固体熔化过程，温度不变，吸热固体熔化过程，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，吸热常见的金属熔化过程，温度不变，吸热 D. 对固体加热，当温度升高到一定程度时才对固体加热，当温度升高到一定程度时才 开始熔化开始熔化 例题例题1 关于固体的熔化，下列说法正确的是关于固体的熔化，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，吸热常见的金属熔化过程，温

12、度不变，吸热 D. 对固体加热，当温度升高到一定程度时才对固体加热，当温度升高到一定程度时才 开始熔化开始熔化 解析：解析：只有晶体熔化时，温度才不变；在温只有晶体熔化时，温度才不变；在温 度达到熔点之前，吸收的热量主要用来增加分子度达到熔点之前，吸收的热量主要用来增加分子 的平均动能，因而温度一直升高；当温度达到熔的平均动能，因而温度一直升高；当温度达到熔 点开始熔化时就不再变化点开始熔化时就不再变化 例题例题1 关于固体的熔化，下列说法正确的是关于固体的熔化，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，吸热固体熔化过

13、程，温度升高，吸热 C. 常见的金属熔化过程，温度不变，吸热常见的金属熔化过程，温度不变，吸热 D. 对固体加热，当温度升高到一定程度时才对固体加热，当温度升高到一定程度时才 开始熔化开始熔化 解析：解析：只有晶体熔化时，温度才不变；在温只有晶体熔化时，温度才不变；在温 度达到熔点之前，吸收的热量主要用来增加分子度达到熔点之前，吸收的热量主要用来增加分子 的平均动能，因而温度一直升高；当温度达到熔的平均动能，因而温度一直升高；当温度达到熔 点开始熔化时就不再变化点开始熔化时就不再变化 答案：答案：CD 例题例题2 下列说法正确的是下列说法正确的是( ) A. 不同晶体的熔化热不相同不同晶体的熔

14、化热不相同 B. 一定质量的晶体，熔化时吸收的热一定质量的晶体，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不同非晶体的熔化热不相同 D. 汽化热与温度、压强有关汽化热与温度、压强有关 解析：解析：不同的晶体有不同的结构，要破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，故此，不同晶体的熔化热也不相同，故A正确正确. 一定质量的晶体，熔化时吸收的热量与凝固一定质量的晶体，熔化时吸收的热量与凝固 时放出的热量相等，故时放出的热量相等，故B正确非晶体液化正确非

15、晶体液化 过程中温度会不断变化，而不同温度下物质过程中温度会不断变化，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，故以非晶体没有确定的熔化热，故C不正确不正确.汽汽 化热与温度、压强都有关，故化热与温度、压强都有关，故D正确正确 解析：解析：不同的晶体有不同的结构，要破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，故此，不同晶体的熔化热也不相同，故A正确正确. 一定质量的晶体，熔化时吸收的热量与凝固一定质量的晶体，熔化时吸收的热量

16、与凝固 时放出的热量相等，故时放出的热量相等，故B正确非晶体液化正确非晶体液化 过程中温度会不断变化，而不同温度下物质过程中温度会不断变化，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，故以非晶体没有确定的熔化热，故C不正确不正确.汽汽 化热与温度、压强都有关，故化热与温度、压强都有关，故D正确正确 答案：答案：ABD 例题例题3 一电炉的功率一电炉的功率P200 W, 将质量将质量m240 g的固体样品放的固体样品放 在电炉内，通电后电炉内的温在电炉内，通电后电炉内的温 度变化如图所示，设电能全部度变化如图所示，设电

17、能全部 转化为热能并全部被样品吸收，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试问：该固体样品的熔点和熔 化热为多大？化热为多大？ 思路点拨：思路点拨：由熔化曲线上温度不变部分可找出由熔化曲线上温度不变部分可找出 熔点，根据熔化时间和电炉功率可知电流做功熔点，根据熔化时间和电炉功率可知电流做功 的多少，这些功全部转化为热并全部用于样品的多少，这些功全部转化为热并全部用于样品 熔化熔化 解析：解析：样品的熔点为样品的熔点为 60 ，熔化时间，熔化时间 t2 min， 电流做功电流做功 WPt.设样品的熔化热为设样品的熔化热为 ， 样品熔化过程中共吸收热量样品熔化过程中共吸收热量 Q

18、m. 由由 WQ，即，即 Ptm， 得得 Pt m 200 260 24010 3 J/kg1105 J/kg. 解析：解析：样品的熔点为样品的熔点为 60 ，熔化时间，熔化时间 t2 min， 电流做功电流做功 WPt.设样品的熔化热为设样品的熔化热为 ， 样品熔化过程中共吸收热量样品熔化过程中共吸收热量 Qm. 由由 WQ，即，即 Ptm， 得得 Pt m 200 260 24010 3 J/kg1105 J/kg. 答案：答案： (1)60 1105 J/kg 练习练习1 1 g 100 的水与的水与1 g 100 的水蒸气相的水蒸气相 比较，下列说法中正确的是比较，下列说法中正确的是(

19、 ) A. 分子的平均动能与分子的总动能都相分子的平均动能与分子的总动能都相 同同 B. 分子的平均动能相同，分子的总动分子的平均动能相同，分子的总动 能不同能不同 C. 内能相同内能相同 D. 1 g 100 的水的内能小于的水的内能小于1 g 100 的水蒸气的内能的水蒸气的内能 解析：温度是分子平均动能的标志，解析：温度是分子平均动能的标志， 在相同的温度下，分子的平均动能相在相同的温度下，分子的平均动能相 同又同又1 g水与水与1 g水蒸气的分子数相同，因水蒸气的分子数相同，因 而分子总动能相同，而分子总动能相同，A正确当从正确当从100 的的 水变成水变成100 的水蒸气时，分子间距

20、离变大，的水蒸气时，分子间距离变大， 因而要克服分子引力做功，使分子势能增因而要克服分子引力做功，使分子势能增 加，即加，即100 的水的内能小于的水的内能小于100 的水蒸的水蒸 气的内能，故气的内能，故D正确正确. 解析：温度是分子平均动能的标志，解析：温度是分子平均动能的标志， 在相同的温度下，分子的平均动能相在相同的温度下，分子的平均动能相 同又同又1 g水与水与1 g水蒸气的分子数相同，因水蒸气的分子数相同，因 而分子总动能相同，而分子总动能相同，A正确当从正确当从100 的的 水变成水变成100 的水蒸气时，分子间距离变大，的水蒸气时，分子间距离变大， 因而要克服分子引力做功，使分

21、子势能增因而要克服分子引力做功，使分子势能增 加，即加，即100 的水的内能小于的水的内能小于100 的水蒸的水蒸 气的内能，故气的内能，故D正确正确 答案：答案：AD 2. 水蒸汽达到饱和时，水蒸汽的压强不水蒸汽达到饱和时，水蒸汽的压强不 再变化，这时再变化，这时( ) A. 水不再蒸发水不再蒸发 B. 水不再凝结水不再凝结 C. 蒸发和凝结达到动态平衡蒸发和凝结达到动态平衡 D. 以上都不对以上都不对 2. 水蒸汽达到饱和时，水蒸汽的压强不水蒸汽达到饱和时，水蒸汽的压强不 再变化，这时再变化，这时( ) A. 水不再蒸发水不再蒸发 B. 水不再凝结水不再凝结 C. 蒸发和凝结达到动态平衡蒸

22、发和凝结达到动态平衡 D. 以上都不对以上都不对 解析：水蒸气达到饱和时，蒸发和凝结解析：水蒸气达到饱和时，蒸发和凝结 仍在继续进行，只不过蒸发和凝结的水分子仍在继续进行，只不过蒸发和凝结的水分子 个数相等而已，个数相等而已，C正确正确 2. 水蒸汽达到饱和时，水蒸汽的压强不水蒸汽达到饱和时，水蒸汽的压强不 再变化，这时再变化，这时( ) A. 水不再蒸发水不再蒸发 B. 水不再凝结水不再凝结 C. 蒸发和凝结达到动态平衡蒸发和凝结达到动态平衡 D. 以上都不对以上都不对 解析：水蒸气达到饱和时，蒸发和凝结解析：水蒸气达到饱和时，蒸发和凝结 仍在继续进行，只不过蒸发和凝结的水分子仍在继续进行，

23、只不过蒸发和凝结的水分子 个数相等而已，个数相等而已，C正确正确 答案：答案：C 3. 如图所示的四个图象中，属于晶体凝如图所示的四个图象中，属于晶体凝 固图象的是固图象的是( ) 解析：首先分清晶体与非晶体的图象晶解析：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，故的凝固温度，故A、D图象是非晶体的图象；其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，故升高，而凝固过程则恰好相反，故C正确正确 3. 如图所示的四个图象中，属于

24、晶体凝如图所示的四个图象中，属于晶体凝 固图象的是固图象的是( ) 解析：首先分清晶体与非晶体的图象晶解析：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，故的凝固温度，故A、D图象是非晶体的图象；其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，故升高，而凝固过程则恰好相反，故C正确正确 答案：答案：C 3. 如图所示的四个图象中，属于晶体凝如图所示的四个图象中，属于晶体凝 固图象的是固图象的是( ) 4. 如图所示是水在如图所示是

25、水在1标准大气压下汽化热标准大气压下汽化热 与温度的关系关于汽化热，下列说法中正确与温度的关系关于汽化热，下列说法中正确 的是的是( ) A. 液体只有在沸腾时才有汽化热液体只有在沸腾时才有汽化热 B. 某种物质的汽化热是一定的某种物质的汽化热是一定的 C. 质量越大汽化热越大质量越大汽化热越大 D. 汽化热与物质汽化时所处的温度和压强汽化热与物质汽化时所处的温度和压强 有关有关 4. 如图所示是水在如图所示是水在1标准大气压下汽化热标准大气压下汽化热 与温度的关系关于汽化热，下列说法中正确与温度的关系关于汽化热，下列说法中正确 的是的是( ) A. 液体只有在沸腾时才有汽化热液体只有在沸腾时

26、才有汽化热 B. 某种物质的汽化热是一定的某种物质的汽化热是一定的 C. 质量越大汽化热越大质量越大汽化热越大 D. 汽化热与物质汽化时所处的温度和压强汽化热与物质汽化时所处的温度和压强 有关有关 解析：某种物质的汽化热与物质的种类，解析：某种物质的汽化热与物质的种类， 所处的温度和压强都有关系所处的温度和压强都有关系 4. 如图所示是水在如图所示是水在1标准大气压下汽化热标准大气压下汽化热 与温度的关系关于汽化热，下列说法中正确与温度的关系关于汽化热，下列说法中正确 的是的是( ) A. 液体只有在沸腾时才有汽化热液体只有在沸腾时才有汽化热 B. 某种物质的汽化热是一定的某种物质的汽化热是一

27、定的 C. 质量越大汽化热越大质量越大汽化热越大 D. 汽化热与物质汽化时所处的温度和压强汽化热与物质汽化时所处的温度和压强 有关有关 解析：某种物质的汽化热与物质的种类，解析：某种物质的汽化热与物质的种类， 所处的温度和压强都有关系所处的温度和压强都有关系 答案：答案：D 5. 饱和汽压与温度饱和汽压与温度_(填填“有关有关” 或或“无关无关”)，温度越高，气体的饱和汽压，温度越高，气体的饱和汽压 _ 5. 饱和汽压与温度饱和汽压与温度_(填填“有关有关” 或或“无关无关”)，温度越高，气体的饱和汽压，温度越高，气体的饱和汽压 _ 解析：由于温度是分子平均动能的量解析：由于温度是分子平均动能

28、的量 度，当温度越高时，液体分子的平均动能度，当温度越高时，液体分子的平均动能 越大，单位时间内从液面飞出的分子数越越大，单位时间内从液面飞出的分子数越 多，故饱和汽压就越高多，故饱和汽压就越高 5. 饱和汽压与温度饱和汽压与温度_(填填“有关有关” 或或“无关无关”)，温度越高，气体的饱和汽压，温度越高，气体的饱和汽压 _ 解析：由于温度是分子平均动能的量解析：由于温度是分子平均动能的量 度，当温度越高时，液体分子的平均动能度，当温度越高时，液体分子的平均动能 越大，单位时间内从液面飞出的分子数越越大，单位时间内从液面飞出的分子数越 多，故饱和汽压就越高多，故饱和汽压就越高 答案：答案： 有关有关 越高越高