高中物理 第九章 固体、液体和物态变化 课时4 物态变化中的能量交换学案 新人教版选修3-3-新人教版高二选修3-3物理学案VIP免费

学案4物态变化中的能量交换[目标定位]1.了解熔化热、汽化热，并能从微观角度解释相关过程.2.会计算与熔化热、汽化热相关的问题.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[问题设计]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．[要点提炼]1．熔化指的是物质从固态变成液态的过程，而凝固指的是物质从液态变成固态的过程．2．熔化时吸热，凝固时放热．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．3．熔化热：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．4．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一．5．非晶体熔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．6．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.7．熔化吸热，凝固放热的原因固体物质分子受到其他分子的强大作用，被束缚在一定的位置附近振动．对固体加热，一部分分子的能量足以摆脱其他分子的束缚，从而可以在其他分子间移动，固体开始熔化，故熔化需要吸热．凝固是熔化的逆过程，所以要放出热量．二、汽化热[问题设计]液体汽化时为什么会吸热？汽化热与哪些因素有关？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．[要点提炼]1．汽化指的是物质从液态变成气态的过程，液化指的是从气态变成液态的过程．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，称作这种物质在这个温度下的汽化热．3．汽化时吸热，液化时放热．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．4．液体汽化时的汽化热与温度和外界气压都有关系．5．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，则Q＝Lm.汽化热的单位为：焦耳/千克，即J/kg.6．汽化吸热，液化放热的原因液体汽化时吸热，一方面是因为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，另一方面是液体汽化时体积膨胀要克服外界气压做功．液化是汽化的逆过程，所以要放出热量．一、熔化热的理解及计算例1关于熔化及熔化热，下列说法正确的是()A．熔化热在数值上等于熔化单位质量晶体所需的能量B．熔化过程吸收的热量等于该物质凝固过程放出的热量C．熔化时，物质的分子动能一定保持不变D．熔化时，物质的分子势能一定保持不变解析只有晶体熔化过程吸收的热量等于凝固过程放出的热量，并且温度保持不变，分子动能不变．熔化吸热，对于晶体而言，只增加分子势能．对非晶体上述关系都不成立．答案A例2一电炉的功率P＝200W，将质量m＝240g的固体样品放在电炉内，通电后电炉内的温度变化如图1所示，设电能全部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化热为多大？图1解析由题图知，样品的熔点为60℃，熔化时间t＝2min，电流做功W＝Pt.设样品的熔化热为λ，样品熔化过程中共吸收热量Q＝mλ.由W＝Q，即Pt＝mλ，得λ＝＝J/kg＝1×105J/kg.答案60℃1×105J/kg二、汽化热的理解和计算例3关于汽化热的概念，下列描述准确的是()A．某种液体在一定温度下汽化时所吸收的能量与其质量之比B．某种液体沸腾时，所吸收的热量与其质量之比C．某种液体在特定的温度下汽化时所吸引的能量与其质量之比D．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解析汽化热是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，所以只有D正确．答案D例4水在不同温度下有不同的汽化热，温度升高，水的汽化热________(填“增大”或“减小”)．水在100℃时的汽化热是2.26×106J/kg，它表示使1kg、100℃的水变成100℃的水蒸气需吸热___...