1、11.3.4 物态变化中的能量交换学习目标 核心提炼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。6 个概念熔化、凝固、汽化、液化、熔化热和汽化热一、熔化热 熔化1.熔化和凝固(1)熔化：物质从固态变成液态的过程。(2)凝固：物质从液态变成固态的过程。2.熔化热(1)概念：某种晶体熔化过程中所需的能量与其质量之比。(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。思考判断(1)固体熔化过程，温度不变，放热。()(2)不同晶体的熔化热不同。()二、汽化热 汽化1.汽化和液化(1)汽化：物质从液态变成气态的过程。(2)液化：物质从气态变成液态的过程
2、。2.汽化热(1)概念：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，称做这种物质在这个温度下的汽化热。(2)一定质量的物质，在一定的温度和压强下，汽化时吸收的热量与液化时放出的热量相等。思考判断(1)汽化时放出热量。()(2)汽化热只与温度有关。()2对熔化热的理解和应用要点归纳 1.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，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。2.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，因此有固定的熔化热，非晶
3、体没有固定的熔点，也就没有固定的熔化热。3.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。4.熔化热的计算公式如果用 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 m 。熔化热的单位是：焦耳/千克，即 J/kg。精典示例例 1 (多选)下列说法中正确的是( )A.晶体有确定的熔化热，非晶体没有确定的熔化热B.不同的晶体的熔化热不同C.晶体熔化时吸收热量而温度不变，主要用于增加分子势能D.一定质量的晶体，熔化时吸收的热量与凝固时放出的热量不相等解析 只有晶体才有固定的熔点，有确定的熔
4、化热，A 正确；熔化热与晶体的种类有关，B正确；晶体熔化时吸收热量，内能增加，但温度不变，分子平均动能不变，因此吸收的热量主要增加分子势能，C 正确；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，D 错误。答案 ABC针对训练 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3D.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
5、系都不成立。答案 A对汽化热的理解和应用要点归纳 1.液体汽化过程中的能量特点液体汽化时，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。2.液体汽化时的汽化热与温度和外界气压都有关系。3.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。精典示例例 2 如图 1 所示是水在一标准大气压下汽化热与温度的关系。关于汽化热，下列说法中正确的是( )图 1A.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C.质量越大则汽化热越大D.汽
6、化热与物质汽化时所处的温度和压强有关解析 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。所以 D 正确。答案 D针对训练 2 关于汽化热的概念，下列描述正确的是( )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4C.某种液体在特定的温度下汽化时所吸收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 D51.(晶体的熔点)(多选)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
7、 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 CDE2.(汽化热概念理解)(多选)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
8、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 1 g 100 水的内能小于 1 g 100 水蒸气的内能。答案 AD3.(熔化热概念的理解)(多选)下列说法中正确的是( )A.晶体有确定的熔化热，非晶体没有确定的熔化热B.不同晶体的熔化热不同C.晶体熔化时吸收热量
9、而温度不变，用于增加分子势能D.一定质量的晶体，熔化时吸收的热量与凝固时放出的热量不相等解析 只有晶体才有固定的熔点，有确定的熔化热，A 正确；熔化热与晶体的种类有关，B6正确；晶体熔化时吸收热量，内能增加，但温度不变，分子平均动能不变，因此吸收的热量用于增加分子势能，C 正确；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，D 错误。答案 ABC4.(汽化热的计算)水池里水的质量为 M2.010 3 kg，水温为 20 ，现在要给水池里的水加热，使水温升高到 60 ，可向池内通入压强为 1.01105 Pa，温度为 100 的水蒸气，求水蒸气的质量。不计热损失，已知水的比热容 c 水
10、 4.210 3 J/(kg)，压强为1.01105 Pa，温度为 100 下，水的汽化热 L2.2610 6 J/kg解析 设水蒸气质量为 m，100 的水蒸气液化成 100 的水放出热量，放出的热量等于汽化所吸收的热量，100 的水再放热降温至 60 的水，质量为 m 的水蒸气变成 60 的水放出的热量 Q 放 Lm c 水 m t1，水池里的水吸收的热量 Q 吸 c 水 M t2，因为 Q 放 Q 吸 ，所以 Lm c 水 m t1 c 水 M t2，代入数值，解得 m138 kg。答案 138 kg基础过关1.晶体在熔化过程中，吸收热量的作用是( )A.增加晶体的温度B.克服分子间引力
11、，增加分子势能C.克服分子间引力，使分子动能增加D.既增加分子动能，也增加分子势能解析 晶体在熔化过程中，温度不变，所以分子平均动能不变，吸收的热量增加分子势能。答案 B2.下列自然现象中，通过熔化形成的是( )A.春天，河里的冰化成水7B.夏天清晨，花草叶子上附着的露水C.秋天清晨，笼罩大地的雾D.冬天，空中纷飞的雪花解析 冰化成水是固态变为液态，属熔化；叶子上的露水是气态变为液态，属液化；雾的形成是液化；水蒸气形成雪是气态变为固态，是凝华。答案 A3.大烧杯中装有冰水混合物，在冰水混合物中悬挂一个小试管，试管中装有冰，给大烧杯加热时，以下现象中正确的是( )A.烧杯中的冰和试管内的冰同时熔
12、化B.试管内的冰先熔化C.在烧杯内的冰熔化完以前，试管内的冰不会熔化D.试管内的冰始终不熔化解析 物体间要发生热传递的条件是两者间存在温度差。冰水混合物中的冰熔化完以前，温度仍保持在 0 。当试管中的冰达到 0 时，两者不再传递热量，故开始时试管内的冰不能熔化，只有当烧杯中的冰熔化完毕，温度开始上升时，试管中的冰才开始熔化，所以选项 C 正确。答案 C4.火箭在大气中飞行时，它的头部跟空气摩擦发热，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，能起到防止烧坏火箭头部的作用，这是因为( )A.熔化和汽化都放热 B.熔化和汽化都吸热C.熔化吸热，汽化放热 D.熔化放热，
13、汽化吸热解析 物质在熔化和汽化过程中都是吸收热量的，故选项 B 正确。答案 B5.(多选)能使气体液化的方法是( )A.在保持体积不变的情况下不断降低气体的温度B.在保持体积不变的情况下，使气体温度升高C.在保持温度不变的情况下增大压强，能使一切气体液化D.降低气体的温度到某个特殊温度以下，然后增大压强解析 从能量转换的角度分析只要放出热量，就可以使气体液化，但从影响气体液化的因8素分析，只要不断降低温度或降低温度到某一特定值以下，再增大压强就可以使气体液化。答案 AD6.用吹风机的热风吹一支蘸了酒精的温度计时，温度计的示数( )A.先降低后升高 B.先升高后降低C.一直降低 D.一直升高解析
14、 开始时，温度计上的酒精汽化，带走热量，使温度降低，故示数降低；酒精完全汽化后，温度计在热风作用下温度升高，A 正确。答案 A7.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 C8.下列说法中正确的是( )A.冰在 0 时一定会熔化，因为 0 是冰的熔点B.液体蒸发的快慢与液体温度的高低有关C.0 的水，其内能为零D.冬天看到嘴里吐出“白汽” ，这是汽化现象解析 熔化不仅需要温度达到熔点，还需要继续吸热，故 A
15、错误；液体温度高，其分子运动加剧，容易跑出液面，即蒸发变快，故 B 正确；0 的水分子也在永不停息地做热运动，其内能不为零，故 C 错误；冬天嘴中的气体温度较高，呼出遇到冷空气后液化为小水滴，即为“白汽” ，故 D 错误。答案 B9能力提升9.在一个大气压下，1 克 100 的水吸收 2.26103 J 热量变为 1 克 100 的水蒸气。在这个过程中，以下四个关系式正确的是( )A.2.26103 J汽的内能水的内能B.2.26103 J汽的内能水的内能C.2.26103 J汽的内能水的内能水变成水蒸气时体积膨胀对外界做的功D.2.26103 J汽的内能水的内能水变成水蒸气时体积膨胀对外界做
16、的功解析 液体汽化时吸收的热量一部分用来克服分子引力做功，增加内能，一部分用来膨胀对外界做功，D 正确。答案 D10.(多选)关于液体的汽化，正确的是( )A.液体分子离开液体表面要克服其他液体分子的引力而做功B.液体的汽化热是与某个温度相对应的C.某个温度下，液体的汽化热与外界气体的压强有关D.汽化时吸收的热量等于液体分子克服分子引力而做的功答案 ABC11.绝热容器里盛有少量温度是 0 的水，从容器中迅速往外抽气的时候，部分水急剧地蒸发，而其余的水都结成 0 的冰，则结成冰的质量与原有水质量之比为多少？(已知 0 时水的汽化热为 L2.4910 6 J/kg，冰的熔化热为 3.3410 5
17、 J/kg)解析 设蒸发的水的质量为 m1，结成冰的质量为 m2，蒸发所需吸收的热量 Q1 m1L，水结成冰所放出的热量 Q2 m2 ，由于容器与外界绝热，根据能量守恒定律知 Q1 Q2，即m1L m2 ，得 ，所以结成冰的质量与原有水质量之比为 m2m1 L m2m1 m2 L L0.8888%。2.491063.34105 2.49106答案 88%12.从电冰箱中取出质量为 50 g，温度为10 的冰块，放进一杯 0 的水中，若与外界无热交换，则有多少水会冻结到冰块上？已知冰的比热容为 2.1103 J/(kg)，熔化热为 3.36105 J/kg解析 从冰箱中取出的冰块温度从10 升高到 0 时，吸收的热量 Q1 cm t，水凝结成冰放出热量，设有 m的水冻结到冰上，放出热量 Q2 m ，根据能量守恒有 Q1 Q2，10即 cm t m ，代入数据可得 m3.125 g。答案 3.125 g
