人教版選修33 物態(tài)變化中的能量交換 第1課時(shí) 學(xué)案.docx

4物態(tài)變化中的能量交換學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解固體熔化熱，知道不同固體有不同的熔化熱了解汽化的兩種方式，知道沸點(diǎn)與大氣壓的關(guān)系.2.了解熔化、凝固、汽化和液化的概念及過程中的能量轉(zhuǎn)化知道物態(tài)變化過程中的能量轉(zhuǎn)化.3.能解釋生活中有關(guān)熔化、凝固、汽化、液化的物理問題一、熔化熱1熔化和凝固(1)熔化：物質(zhì)從固態(tài)變成液態(tài)的過程(2)凝固：物質(zhì)從液態(tài)變成固態(tài)的過程2熔化熱(1)概念：某種晶體熔化過程中所需的能量與其質(zhì)量之比(2)一定質(zhì)量的某種晶體，熔化時(shí)吸收的熱量與凝固時(shí)放出的熱量相等二、汽化熱1汽化和液化(1)汽化：物質(zhì)從液態(tài)變成氣態(tài)的過程(2)液化：物質(zhì)從氣態(tài)變成液態(tài)的過程2汽化熱(1)概念：某種液體汽化成同溫度的氣體時(shí)所需的能量與其質(zhì)量之比，叫做這種物質(zhì)在這個(gè)溫度下的汽化熱(2)一定質(zhì)量的物質(zhì)，在一定的溫度和壓強(qiáng)下，汽化時(shí)吸收的熱量與液化時(shí)放出的熱量相等即學(xué)即用判斷下列說法的正誤(1)固體熔化過程，溫度不變，放熱()(2)不同晶體的熔化熱不同()(3)汽化時(shí)放出熱量()(4)汽化熱只與溫度有關(guān)()一、熔化熱導(dǎo)學(xué)探究固體熔化時(shí)為什么會吸熱？晶體和非晶體在熔化過程中有什么差別？答案固體熔化時(shí)要克服分子間引力做功，吸熱能增加分子勢能；晶體在熔化過程中溫度不變，而非晶體在熔化過程中溫度會發(fā)生變化知識深化1固體熔化過程中的能量特點(diǎn)(1)晶體熔化過程中，當(dāng)溫度達(dá)到熔點(diǎn)時(shí)，吸收的熱量全部用來破壞空間點(diǎn)陣，增加分子勢能，而分子平均動能卻保持不變，所以晶體有固定的熔點(diǎn)非晶體沒有空間點(diǎn)陣，吸收的熱量主要轉(zhuǎn)化為分子的動能，不斷吸熱，溫度就不斷上升(2)由于在不同溫度下物質(zhì)由固態(tài)變成液態(tài)時(shí)吸收的熱量不同，而晶體有固定的熔點(diǎn)，因此有固定的熔化熱，非晶體沒有固定的熔點(diǎn)，也就沒有固定的熔化熱2不同的晶體有不同的結(jié)構(gòu)，要破壞不同晶體的結(jié)構(gòu)，所需的能量就不同因此不同晶體的熔化熱不相同熔化熱是晶體的熱學(xué)特征之一3熔化熱的計(jì)算公式如果用表示物質(zhì)的熔化熱，m表示物質(zhì)的質(zhì)量，q表示物質(zhì)熔化時(shí)所需要吸收的熱量，則qm.熔化熱的單位是：焦耳/千克，即j/kg.例1(多選)當(dāng)晶體的溫度正好是熔點(diǎn)或凝固點(diǎn)時(shí)，它的狀態(tài)()a一定是固體 b一定是液體c可能是固體或液體 d可能是固液共存答案cd解析晶體溫度升高到熔點(diǎn)，將開始熔化，而且整個(gè)熔化過程溫度保持不變；而液態(tài)晶體在降低到一定溫度時(shí)，若繼續(xù)放熱，將會發(fā)生凝固現(xiàn)象，而且整個(gè)凝固過程溫度不變，這個(gè)溫度稱為凝固點(diǎn)對于同一種晶體來說，熔點(diǎn)和凝固點(diǎn)是相同的因此在這個(gè)確定的溫度下，晶體既可能是固體(也許正準(zhǔn)備熔化)，也可能是液體(也許正準(zhǔn)備凝固)，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 的水放熱將會結(jié)冰，而0 的冰吸熱將會熔化成水例2(多選)關(guān)于固體的熔化，下列說法正確的是()a固體熔化過程，溫度不變，吸熱b固體熔化過程，溫度升高，吸熱c常見的金屬熔化過程，溫度不變，吸熱d對常見的金屬加熱，當(dāng)溫度升高到一定程度時(shí)才開始熔化答案cd解析只有晶體熔化時(shí)，溫度才不變，故a、b錯；常見的金屬大多是多晶體，有固定的熔點(diǎn)，熔化過程中吸收的熱量全部用來破壞空間點(diǎn)陣，增加分子勢能，分子平均動能不變，溫度不變，故c、d正確二、汽化熱導(dǎo)學(xué)探究(1)發(fā)射火箭時(shí)，火箭點(diǎn)燃后尾部的火焰如果直接噴到發(fā)射臺上，發(fā)射架要熔化為了保護(hù)發(fā)射架，往往在發(fā)射臺底建一個(gè)大水池，讓火焰噴到水池中，這樣做有什么道理？(2)液體汽化時(shí)為什么會吸熱？汽化熱與哪些因素有關(guān)？答案(1)利用水汽化時(shí)要吸熱，使周圍環(huán)境溫度不致太高(2)液體汽化時(shí)，液體分子離開液體表面成為氣體分子，要克服其他液體分子的吸引而做功，因此要吸熱汽化熱與物質(zhì)汽化時(shí)的溫度及外界氣體壓強(qiáng)有關(guān)知識深化1液體汽化過程中的能量特點(diǎn)液體汽化時(shí)，液體分子離開液體表面，要克服其他液體分子的吸引而做功，因此要吸收熱量汽化過程中體積膨脹要克服外界氣壓做功，也要吸收熱量2液體汽化時(shí)的汽化熱與溫度和外界氣壓都有關(guān)系3汽化熱的計(jì)算公式設(shè)某物質(zhì)在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時(shí)，沸點(diǎn)下的汽化熱為l，物質(zhì)的質(zhì)量為m，q表示所需要吸收的熱量，則qlm.汽化熱的單位為：焦耳/千克，即j/kg.例3在一個(gè)大氣壓下，1 g 100 的水吸收2.26103 j熱量變?yōu)? g 100 的水蒸氣在這個(gè)過程中，以下四個(gè)關(guān)系式正確的是()a2.26103 j汽的內(nèi)能水的內(nèi)能b2.26103 j汽的內(nèi)能水的內(nèi)能c2.26103 j汽的內(nèi)能水的內(nèi)能水變成汽體積膨脹對外界做的功d2.26103 j汽的內(nèi)能水的內(nèi)能水變成汽體積膨脹對外界做的功答案d解析液體汽化時(shí)吸收的熱量一部分用來克服分子引力做功，增加內(nèi)能，一部分用來膨脹對外界做功，d對解答此類問題要抓住兩點(diǎn)：一是溫度是分子平均動能的標(biāo)志，溫度不變，分子平均動能不變；二是抓住物態(tài)變化中的宏觀特征是吸熱還是放熱，再依據(jù)能量守恒的觀點(diǎn)，分析能量的變化情況.三、從能量和微觀角度理解熔化過程與汽化過程1熔化時(shí)，物體體積變化較小，吸收的熱量主要用來克服分子間的引力做功2汽化時(shí)，體積變化明顯，吸收的熱量一部分用來克服分子間的引力做功，另一部分用來克服外界氣壓做功3互逆過程的能量特點(diǎn)(1)一定質(zhì)量的晶體，熔化時(shí)吸收的熱量與凝固時(shí)放出的熱量相等(2)一定質(zhì)量的某種物質(zhì)，在一定的溫度和壓強(qiáng)下，汽化時(shí)吸收的熱量與液化時(shí)放出的熱量相等例4一定質(zhì)量的0 的冰熔化成0 的水時(shí)，其分子動能之和ek和分子勢能之和ep的變化情況是()aek變大，ep變大bek變小，ep變小cek不變，ep變大dek不變，ep變小答案c解析0 的冰熔化成0 的水，溫度不變，故分子的平均動能不變，而分子總數(shù)不變，ek不變；冰熔化過程中吸收的熱量用來增大分子勢能，故c正確.1.(熔化熱的理解與計(jì)算)質(zhì)量相同的下列物質(zhì)在熔化過程中吸收的能量情況如下，則熔化熱最大的是()a鋁在熔化過程中吸收了395.7 kj能量b銅在熔化過程中吸收了205.2 kj能量c碳酸鈣在熔化過程中吸收了527.5 kj能量d氯化鈉在熔化過程中吸收了517.1 kj能量答案c解析熔化過程中單位質(zhì)量的物體吸收的熱叫做熔化熱2(物態(tài)變化中的能量變化)(多選)100 的水完全變成100 的水蒸氣的過程中()a水分子的平均動能增加b水分子的勢能增加c水所增加的內(nèi)能小于所吸收的熱量d水所增加的內(nèi)能等于所吸收的熱量答案bc解析溫度不變，水分子的平均動能不變，故a錯誤吸收的熱量使水分子的勢能增加，故b正確吸收的熱量一部分用來增加水的內(nèi)能，另一部分用來對外界大氣做功，故c正確，d錯誤3(汽化熱的理解)(多選)能使氣體液化的方法是()a在保持體積不變的情況下不斷降低氣體的溫度b在保持體積不變的情況下使氣體溫度升高c在保持溫度不變的情況下增大壓強(qiáng)，能使一切氣體液化d降低氣體的溫度到某個(gè)特定溫度以下，然后增大壓強(qiáng)答案ad解析從能量轉(zhuǎn)化的角度分析只要放出熱量，就可以使氣體液化，但從影響氣體液化的因素分析，只要不斷降低溫度或降低溫度到某一特定值以下，再增大壓強(qiáng)就可以使氣體液化4(汽化熱的理解與計(jì)算)在壓強(qiáng)為1.01105 pa時(shí)，使10 kg 20 的水全部汽化，需要吸收的熱量是多少？已知水的比熱容為4.2103 j/(kg)，100 時(shí)水的汽化熱為l2 260 kj/kg答案2.596107 j解析壓強(qiáng)為1.01105 pa時(shí)，水在達(dá)到沸點(diǎn)時(shí)的汽化熱為2 260 kj/kg.要使20 的水全部汽化，應(yīng)先使水的溫度上升到100 ，則需吸收的熱量總共為qcmtml4.210310(10020)j102 260103 j2.596107 j.一、選擇題考點(diǎn)一熔化熱的理解和計(jì)算1關(guān)于物質(zhì)的熔化和凝固，下列說法正確的是()a各種固體都有確定的熔點(diǎn)b各種固體都有確定的凝固點(diǎn)c各種晶體的熔點(diǎn)相同d非晶體熔化要吸熱，溫度不斷上升答案d解析固體包括晶體和非晶體，只有晶體具有確定的熔點(diǎn)，且不同晶體的熔點(diǎn)一般不同非晶體熔化時(shí)要吸熱，在熔化過程中溫度不斷升高2如圖所示的四個(gè)圖象中，屬于晶體凝固圖象的是()答案c解析晶體凝固時(shí)有確定的凝固溫度，非晶體沒有確定的凝固溫度，故a、d圖象是非晶體的圖象，a、d錯誤；晶體熔化時(shí)在達(dá)到熔點(diǎn)前是吸收熱量，溫度升高，而凝固過程則恰好相反，故b錯誤，c正確3晶體在熔化過程中，吸收熱量的作用是()a增加晶體的溫度b克服分子間引力，增加分子勢能c克服分子間引力，使分子平均動能增加d既增加分子平均動能，也增加分子勢能答案b解析晶體熔化過程中溫度不變，分子平均動能不變，吸收的熱量用于增加分子勢能考點(diǎn)二汽化熱的理解4火箭在大氣中飛行時(shí)，它的頭部跟空氣摩擦發(fā)熱，溫度可達(dá)幾千攝氏度，在火箭上涂一層特殊材料，這種材料在高溫下熔化并且汽化，能起到防止燒壞火箭頭部的作用，這是因?yàn)?)a熔化和汽化都放熱b熔化和汽化都吸熱c熔化吸熱，汽化放熱d熔化放熱，汽化吸熱答案b解析物質(zhì)在熔化和汽化過程中都是吸收熱量的，故b選項(xiàng)正確5(多選)關(guān)于液體的汽化，正確的是()a液體分子離開液體表面要克服其他液體分子的引力而做功b液體的汽化熱是與某個(gè)溫度相對應(yīng)的c某個(gè)溫度下，液體的汽化熱與外界氣體的壓強(qiáng)有關(guān)d汽化時(shí)吸收的熱量等于液體分子克服分子引力而做的功答案abc考點(diǎn)三綜合應(yīng)用6(多選)下列說法中正確的是()a1 g 0 的冰和1 g 0 的水的分子動能、分子勢能和內(nèi)能均相同b1 g 0 的冰比1 g 0 的水的分子動能、分子勢能和內(nèi)能都要小c1 g 100 的水和1 g 100 的水蒸氣分子平均動能和分子總動能都相同d1 g 100 的水的內(nèi)能比1 g 100 的水蒸氣的內(nèi)能小答案cd解析一定質(zhì)量的0 的冰熔化成0 的水，溫度不變，分子的平均動能不變，分子總數(shù)不變，總動能不變，而冰在熔化過程中吸收的熱量用來增大分子勢能，內(nèi)能增大，a、b錯；由水的汽化過程可知c、d對7下列說法中正確的是()a冰在0 時(shí)一定會熔化，因?yàn)? 是冰的熔點(diǎn)b液體蒸發(fā)的快慢與液體溫度的高低有關(guān)c0 的水，其內(nèi)能為零d冬天看到嘴里吐出“白汽”，這是汽化現(xiàn)象答案b解析熔化不僅需要溫度達(dá)到熔點(diǎn)，還需要繼續(xù)吸熱，故a錯；液體溫度高，其分子運(yùn)動加劇，容易跑出液面，即蒸發(fā)變快，故b對；0 時(shí)水分子也在永不停息地做熱運(yùn)動，其內(nèi)能不為零，故c錯；冬天嘴中的氣體溫度較高，呼出遇到冷空氣后液化為小水滴，即為“白汽”，故d錯二、非選擇題8(熔化熱的理解和應(yīng)用)如圖1所示，試說明晶體從開始加熱到全部熔化為液體的過程中內(nèi)能的轉(zhuǎn)化情況(分熔化前、熔化時(shí)、熔化后三個(gè)階段說明)圖1答案熔化前：晶體從外界吸收熱量，主要用來增加組成點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的微粒的平均動能，使物體的溫度升高，其體積一般也有所增大，也有一小部分能量用來增加微粒的勢能熔化時(shí)：當(dāng)溫度升高到熔點(diǎn)時(shí)，點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)中的一部分微粒已有足夠的動能，能夠克服其他微粒的束縛離開平衡位置，破壞點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，開始熔化繼續(xù)加熱，微粒所吸收的熱量不再用來增加其平均動能，而完全用在破壞點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)上，即用來增加勢能熔化后：液體吸收的能量主要轉(zhuǎn)變?yōu)榉肿觿幽?，只要繼續(xù)加熱，溫度就要升高9(綜合應(yīng)用)絕熱容器里盛有少量溫度為0 的水，從容