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发布时间:03-15 来源:人教版钱柜娱乐777平台资源

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“人教版选修3-39.4物态变化中的能量交换精品课件ppt”由人教版教师资源网精心整理,注册即可下载!

内容介绍

物态变化中的能量交换

一师一优课 一课一名师

人教版高中物理选修(3-3)

目标定位 

1.知道熔化和凝固、汽化和液化的物态变化过程.

2.知道物态变化过程中伴随能量的交换.

3.掌握能量守恒定律.

预习导学 梳理·识记·点拨

课堂讲义 理解·深化·探究

对点练习 巩固·应用·反馈

预习导学 梳理·识记·点拨

1.熔化和凝固

熔化:物质从 变成 的过程.

凝固:物质从 变成 的过程.

2.熔化热

某种晶体在熔化过程中所需的 与其 之比,称做这种晶体的熔化热.

一、熔化热

固态

液态

液态

固态

能量

质量

二、汽化热

1.汽化和液化

汽化:物质从 变成 的过程.

液化:物质从 变成 的过程.

2.汽化热

某种液体汽化成同温度的气体时所需的 与其 之比,称做这种物质在这个温度下的汽化热.

液态

气态

气态

液态

能量

质量

课堂讲义 理解·深化·探究

一、熔化热的理解与计算

1.熔化时吸热,凝固时放热.固态物质的分子受到周围其他分子的强大作用,被束缚在一定的位置振动,只有加热吸收热量,分子动能增加,才能摆脱其他分子的束缚,从而可以在其他分子之间移动,于是固体开始熔化.

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空间点阵,要破坏不同物质的结构,所需的能量就不同.因此不同晶体的熔化热也不相同.

4.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.

例1 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

B.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

D.对常见的金属加热,当温度升高到一定程度时才开始熔化

解析 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.

CD

借题发挥 (1)晶体熔化过程,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.

(2)非晶体没有空间点阵,熔化时不需要去破坏空间点阵,吸收的热量主要转化为分子的动能,不断吸热,温度就不断上升.

例2 当晶体的温度正好是熔点或凝固点时,它的状态(  )

A.一定是固体 B.一定是液体

C.可能是固体 D.可能是液体

E.可能是固液共存

解析 晶体温度升高到熔点,将开始熔化,而且整个熔化过程温度保持不变;而液态晶体在降温到一定温度时,若继续放热,将会发生凝固现象,而且整个凝固过程温度不

变,这个温度称为凝固点.对于同一种晶体来说,熔点和凝固点是相同的.因此在这个确定的温度下,晶体既可能是固体(也许正准备熔化),也可能是液体(也许正准备凝固),也可能是固液共存,例如:有0 ℃的水,0 ℃的冰,也有0 ℃的冰水混合物,0 ℃的水放热将会结冰,而0 ℃的冰吸热将会熔化成水.

答案 CDE

二、汽化热的理解与计算

1.液体汽化时,液体分子离开液体表面,要克服其他分子的吸引而做功,因此要吸收热量.汽化过程中体积膨胀要克服外界气压做功,也要吸收热量,所以液体汽化时的汽化热与温度和外界气压都有关系.

2.一定质量的物质,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.

例3 有人说被100 ℃的水蒸气烫伤比被100 ℃的水烫伤更为严重,为什么?

答案 100 ℃的水蒸气本身温度已经很高,当它遇到相对冷的皮肤还会液化放出热量,所以被100 ℃的水蒸气烫伤比被100 ℃的水烫伤更为严重.

借题发挥 解题的关键是应明确汽化热,即100 ℃的水蒸气液化并降温时放出的热量比100 ℃的水温度降低时放出的热量多得多.

三、从能量和微观的角度分析熔化过程与汽化过程的不同

1.熔化时,物体体积变化较小,吸收的热量主要用来克服分子间的引力做功.

2.汽化时,体积变化明显,吸收的热量一部分用来克服分子间的引力做功,另一部分用来克服外界压强做功.

例4 一定质量的0 ℃的冰熔化成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 0 ℃的冰熔化成水,温度不变,故分子的平均动能不变,而分子总数不变,Ek不变;冰熔化过程中吸收的热量用来增大分子势能,故C正确.

对点练习 巩固·应用·反馈

熔化热的理解与计算

1.质量相同的下列物质熔化热最大的是(  )

A.铝在熔化过程中吸收了395.7 kJ能量

B.铜在熔化过程中吸收了205.2 kJ能量

C.碳酸钙在熔化过程中吸收了527.5 kJ能量

D.氯化钠在熔化过程中吸收了517.1 kJ能量

解析 熔化过程中单位质量的物体吸收的热叫做熔化热.

2.1 g 100 ℃的水与1 g 100 ℃的水蒸气相比较,下列说法正确的是(  )

A.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

C.内能相同

D.1 g 100 ℃的水的内能小于1 g 100 ℃的水蒸气的内能

汽化热的理解与计算

解析 温度是分子平均动能的标志,因而在相同的温度下,分子的平均动能相同,又1 g水与1 g水蒸气的分子数相同,因而分子总动能相同,A正确;

100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气,分子距离变大,要克服分子引力做功,因而分子势能增加,所以100 ℃水的内能小于100 ℃水蒸气的内能.

答案 AD

3.在压强为1.01×105 Pa时,使10 kg 20 ℃的水全部汽化,需要吸收的热量是多少?[已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),100 ℃时水的汽化热为L=2 260 kJ/kg]

解析 压强为1.01×105 Pa时,水在达到沸点时的汽化热为2 260 kJ/kg.要使20 ℃的水全部汽化,应先使水的温度上升到100 ℃,则需吸收的热量总共为Q=cmΔt+m·L=4.2×103×10×(100-20)J+10×2 260×103 J=2.596×107 J.

答案 2.596×107 J

物态变化中的能量转换

4.如图所示的四个图象中,属于晶体凝固图象的是(  )

解析 晶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A、D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,温度升高,而凝固过程则恰好相反,故C正确.

答案 C

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