人教版高中物理选修33第九章 第4讲《物态变化中的能量交换》学案+练习.docx

1、人教版高中物理选修33第九章 第4讲物态变化中的能量交换学案+练习第4讲物态变化中的能量交换目标定位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.掌握能量守恒定律一、熔化热1熔化和凝固熔化：物质从固态变成液态的过程凝固：物质从液态变成固态的过程2熔化热某种晶体在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二、汽化热1汽化和液化汽化：物质从液态变成气态的过程液化：物质从气态变成液态的过程2汽化热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

2、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答案CD

3、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如果已知铜质的量热器小桶的质量是150 g，里面装着100 g、16 的水，放入9 g、0 的冰，冰完全熔化后水的温度是9 ，试利用这些数据求出冰的熔化热答案见解析解析9 g、0 的冰熔化为0 的水，再升高

4、到9 ，总共吸收的热量Q吸m冰m冰c水(9 0 )，量热器中的水和量热器小桶从16 降到9 放出的热量Q放m水c水(16 9 )m桶c铜(16 9 )因为Q吸Q放，所以m冰m冰c水(9 0 )(m水c水m桶c铜)(16 9 )统一单位后，把数值代入上式其中铜的比热容c铜0.39103J/(kg)，冰的比热容c冰2.1103J/(kg)，水的比热容c水4.2103J/(kg)，可得334.7 kJ/kg.针对训练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可能是固液共存答案CDE解析晶体温度升高到熔点，将开始熔化，而且整个的熔化过程温度保持

5、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)，也可能是正在熔化过程中或正在凝固过程中，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，因此要吸收热量液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

6、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

7、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()AEk变大，Ep变大 BEk变小，Ep变小CEk不变，Ep变大 DEk不变，Ep变小答案C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能量答案C解析熔化过程中单位质量的物体吸收的热叫做熔化热汽化热的理解与计算21 g

8、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D1 g 100 的水的内能小于1 g 100 的水蒸气的内能答案AD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3在压强为1.01105 Pa时，使10 kg 20 的水全部汽化，需要吸收的热量是多少？(已知100 时水的汽化

9、热为L2 260 kJ/kg)答案2.6107 J解析压强为1.01105 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QcmtmL4.210310(10020)J102 260103 J2.6107 J.物态变化中的能量转换4如下图所示的四个图象中，属于晶体凝固图象的是()答案C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(时间：60分钟)题组一熔化和熔化热1晶体

10、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，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，也增加分子势能答案B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2为了浇铸一个铜像，使用的材料是铜，则此过程的物态变化是()A一个凝固过程 B一个熔化过程C先熔化后凝固 D先凝固后熔化答案C解析浇铸铜像必须将铜先化成铜水浇入模子，待冷却后才能成为铜像3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

11、的冰不会熔化D试管内的冰始终不熔化答案C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C选项正确题组二汽化和汽化热4下列说法正确的是()A不同晶体的熔化热不相同B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C不同非晶体的熔化热不相同D汽化热与温度、压强有关答案ABD解析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此，不同晶体的熔化热也不相同，故A正确；一定质量的晶体，熔化时吸收的热量

12、与凝固时放出的热量相等，故B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C不正确；汽化热与温度、压强都有关，故D正确5下列液化现象中属于降低气体温度而液化的是()A家用液化石油气 B自然界中的雾和露C自来水管外壁的小水珠 D锅炉出气口喷出的“白汽”答案BCD6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，然后增大压强答案AD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

13、化，但从影响气体液化的因素分析，只要无限度地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7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，汽化吸热答案B解析物质在熔化和汽化过程中都是吸收热量的，故B选项正确8在大气压强为1.013105Pa的条件下，要使m2.0 kg，t100 的水全部变成水蒸气，至少需要多少热量？(水的汽化热L2.26106J/kg)答案4.52106 J解析100 水全部变

14、成水蒸气需要吸收的热量：QmL22.26106J4.52106J题组三综合题组9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C0 的水，其内能也为零D冬天看到嘴里吐出“白气”，这是汽化现象答案B解析熔化不仅需要温度达到熔点，还需要继续吸热，故A错；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对；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；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“白气”，故D错10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

15、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ABC解析分子间存在相互的作用力，汽化时液体分子离开液体表面逃逸出去，要克服分子间的相互作用力消耗能量，液体的汽化热与温度相对应，温度不同，液体变为蒸汽所需的汽化热不同11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()A2.26103 J汽的内能水的内能B2.26103 J汽的内能水的内能C2.26103 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D2.26103 J汽的内能水的内能水变成水蒸气

16、时体积膨胀对外界做的功答案D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对12横截面积为3 dm2的圆筒内有0.6 kg的水，太阳光垂直照射了2 min，水温升高了1 ，设大气顶层的太阳能只有45%到达地面，试估算出太阳的全部辐射功率为多少？(保留一位有效数字，设太阳与地球之间平均距离为1.51011 m)答案41026 W解析水温升高1 所吸收的热量设为Q，则Qcmt4.21030.61 J2.52103 J设地球表面单位时间、单位面积上获得的热量为Q，则QW/m27.0102 W/m2.太阳向地球表面单位面积上发送能量的功率为P1.56103 W/m2.以太阳与地球间距离为半径的球体的表面积为S4r243.14(1.51011)2m22.81023 m2，太阳的全部辐射功率为PPS1.561032.81023 W41026 W.