(課改地區(qū)專(zhuān)用)2018-2019學(xué)年高考物理總復(fù)習(xí) 1.3.4 物態(tài)變化中的能量交換學(xué)案.doc
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1.3.4 物態(tài)變化中的能量交換 學(xué)習(xí)目標(biāo) 核心提煉 1.知道熔化和凝固、汽化和液化的物態(tài)變化過(guò)程。 6個(gè)概念——熔化、凝固、汽化、液化、熔化熱和汽化熱 2.知道物態(tài)變化過(guò)程中伴隨能量的交換。 一、熔化熱 熔化 1.熔化和凝固 (1)熔化:物質(zhì)從固態(tài)變成液態(tài)的過(guò)程。 (2)凝固:物質(zhì)從液態(tài)變成固態(tài)的過(guò)程。 2.熔化熱 (1)概念:某種晶體熔化過(guò)程中所需的能量與其質(zhì)量之比。 (2)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。 思考判斷 (1)固體熔化過(guò)程,溫度不變,放熱。() (2)不同晶體的熔化熱不同。(√) 二、汽化熱 汽化 1.汽化和液化 (1)汽化:物質(zhì)從液態(tài)變成氣態(tài)的過(guò)程。 (2)液化:物質(zhì)從氣態(tài)變成液態(tài)的過(guò)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,稱(chēng)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。 思考判斷 (1)汽化時(shí)放出熱量。() (2)汽化熱只與溫度有關(guān)。() 對(duì)熔化熱的理解和應(yīng)用 [要點(diǎn)歸納] 1.晶體熔化過(guò)程中,當(dāng)溫度達(dá)到熔點(diǎn)時(shí),吸收的熱量全部用來(lái)破壞空間點(diǎn)陣,增加分子勢(shì)能,而分子平均動(dòng)能卻保持不變,所以晶體有固定的熔點(diǎn)。非晶體沒(méi)有空間點(diǎn)陣,吸收的熱量主要轉(zhuǎn)化為分子的動(dòng)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(méi)有固定的熔點(diǎn),也就沒(méi)有固定的熔化熱。 3.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。 4.熔化熱的計(jì)算公式 如果用λ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Q=λm。 熔化熱的單位是:焦耳/千克,即J/kg。 [精典示例] [例1] (多選)下列說(shuō)法中正確的是( ) A.晶體有確定的熔化熱,非晶體沒(méi)有確定的熔化熱 B.不同的晶體的熔化熱不同 C.晶體熔化時(shí)吸收熱量而溫度不變,主要用于增加分子勢(shì)能 D.一定質(zhì)量的晶體,熔化時(shí)吸收的熱量與凝固時(shí)放出的熱量不相等 解析 只有晶體才有固定的熔點(diǎn),有確定的熔化熱,A正確;熔化熱與晶體的種類(lèi)有關(guān),B正確;晶體熔化時(shí)吸收熱量,內(nèi)能增加,但溫度不變,分子平均動(dòng)能不變,因此吸收的熱量主要增加分子勢(shì)能,C正確;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,D錯(cuò)誤。 答案 ABC [針對(duì)訓(xùn)練1] 關(guān)于熔化及熔化熱,下列說(shuō)法正確的是( ) A.熔化熱在數(shù)值上等于熔化單位質(zhì)量晶體所需的能量 B.熔化過(guò)程吸收的熱量等于該物質(zhì)凝固過(guò)程放出的熱量 C.熔化時(shí),物質(zhì)的分子動(dòng)能一定保持不變 D.熔化時(shí),物質(zhì)的分子勢(shì)能一定保持不變 解析 只有晶體熔化過(guò)程吸收的熱量等于凝固過(guò)程放出的熱量,并且溫度保持不變,分子動(dòng)能不變。熔化吸熱,對(duì)于晶體而言,只增加分子勢(shì)能。對(duì)非晶體上述關(guān)系都不成立。 答案 A 對(duì)汽化熱的理解和應(yīng)用 [要點(diǎn)歸納] 1.液體汽化過(guò)程中的能量特點(diǎn) 液體汽化時(shí),液體分子離開(kāi)液體表面,要克服其他分子的吸引而做功,因此要吸收熱量。汽化過(guò)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(zhǎng),物質(zhì)的質(zhì)量為m,則Q=Lm。汽化熱的單位為:焦耳/千克,即J/kg。 [精典示例] [例2] 如圖1所示是水在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下汽化熱與溫度的關(guān)系。關(guān)于汽化熱,下列說(shuō)法中正確的是( ) 圖1 A.液體只有在沸騰時(shí)才有汽化熱 B.某種物質(zhì)的汽化熱是一定的 C.質(zhì)量越大則汽化熱越大 D.汽化熱與物質(zhì)汽化時(shí)所處的溫度和壓強(qiáng)有關(guān) 解析 某種物質(zhì)的汽化熱與物質(zhì)的種類(lèi)、所處的溫度和壓強(qiáng)都有關(guān)系。所以D正確。 答案 D [針對(duì)訓(xùn)練2] 關(guān)于汽化熱的概念,下列描述正確的是( ) A.某種液體在一定溫度下汽化時(shí)所吸收的能量與其質(zhì)量之比 B.某種液體沸騰時(shí),所吸收的熱量與其質(zhì)量之比 C.某種液體在特定的溫度下汽化時(shí)所吸收的能量與其質(zhì)量之比 D.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 解析 汽化熱是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,所以只有D正確。 答案 D 1.(晶體的熔點(diǎn))(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 D.可能是液體 E.可能是固液共存 解析 晶體溫度升高到熔點(diǎn),將開(kāi)始熔化,而且整個(gè)熔化過(guò)程溫度保持不變;而液態(tài)晶體在降溫到一定溫度時(shí),若繼續(xù)放熱,將會(huì)發(fā)生凝固現(xiàn)象,而且整個(gè)凝固過(guò)程溫度不變,這個(gè)溫度稱(chēng)為凝固點(diǎn)。對(duì)于同一種晶體來(lái)說(shuō),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(huì)結(jié)冰,而0 ℃的冰吸熱將會(huì)熔化成水。 答案 CDE 2.(汽化熱概念理解)(多選)1 g 100 ℃的水與1 g 100 ℃的水蒸氣相比較,下列說(shuō)法正確的是( ) A.分子的平均動(dòng)能與分子的總動(dòng)能都相同 B.分子的平均動(dòng)能相同,分子的總動(dòng)能不同 C.內(nèi)能相同 D.1 g 100 ℃的水的內(nèi)能小于1 g 100 ℃的水蒸氣的內(nèi)能 解析 溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,因而在相同的溫度下,分子的平均動(dòng)能相同,又1 g水與1 g水蒸氣的分子數(shù)相同,因而分子總動(dòng)能相同,A正確;100 ℃的水變成100 ℃的水蒸氣,分子距離變大,要克服分子引力做功,因而分子勢(shì)能增加,所以1 g 100 ℃水的內(nèi)能小于1 g 100 ℃水蒸氣的內(nèi)能。 答案 AD 3.(熔化熱概念的理解)(多選)下列說(shuō)法中正確的是( ) A.晶體有確定的熔化熱,非晶體沒(méi)有確定的熔化熱 B.不同晶體的熔化熱不同 C.晶體熔化時(shí)吸收熱量而溫度不變,用于增加分子勢(shì)能 D.一定質(zhì)量的晶體,熔化時(shí)吸收的熱量與凝固時(shí)放出的熱量不相等 解析 只有晶體才有固定的熔點(diǎn),有確定的熔化熱,A正確;熔化熱與晶體的種類(lèi)有關(guān),B正確;晶體熔化時(shí)吸收熱量,內(nèi)能增加,但溫度不變,分子平均動(dòng)能不變,因此吸收的熱量用于增加分子勢(shì)能,C正確;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,D錯(cuò)誤。 答案 ABC 4.(汽化熱的計(jì)算)水池里水的質(zhì)量為M=2.0103 kg,水溫為20 ℃,現(xiàn)在要給水池里的水加熱,使水溫升高到60 ℃,可向池內(nèi)通入壓強(qiáng)為1.01105 Pa,溫度為100 ℃的水蒸氣,求水蒸氣的質(zhì)量。[不計(jì)熱損失,已知水的比熱容c水=4.2103 J/(kg℃),壓強(qiáng)為1.01105 Pa,溫度為100 ℃下,水的汽化熱L=2.26106 J/kg] 解析 設(shè)水蒸氣質(zhì)量為m,100 ℃的水蒸氣液化成100 ℃的水放出熱量,放出的熱量等于汽化所吸收的熱量,100 ℃的水再放熱降溫至60 ℃的水,質(zhì)量為m的水蒸氣變成60 ℃的水放出的熱量Q放=Lm+c水mΔt1,水池里的水吸收的熱量Q吸=c水MΔt2,因?yàn)镼放=Q吸,所以Lm+c水mΔt1=c水MΔt2,代入數(shù)值,解得m≈138 kg。 答案 138 kg 基礎(chǔ)過(guò)關(guān) 1.晶體在熔化過(guò)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(shì)能 C.克服分子間引力,使分子動(dòng)能增加 D.既增加分子動(dòng)能,也增加分子勢(shì)能 解析 晶體在熔化過(guò)程中,溫度不變,所以分子平均動(dòng)能不變,吸收的熱量增加分子勢(shì)能。 答案 B 2.下列自然現(xiàn)象中,通過(guò)熔化形成的是( ) A.春天,河里的冰化成水 B.夏天清晨,花草葉子上附著的露水 C.秋天清晨,籠罩大地的霧 D.冬天,空中紛飛的雪花 解析 冰化成水是固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài),屬熔化;葉子上的露水是氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài),屬液化;霧的形成是液化;水蒸氣形成雪是氣態(tài)變?yōu)楣虘B(tài),是凝華。 答案 A 3.大燒杯中裝有冰水混合物,在冰水混合物中懸掛一個(gè)小試管,試管中裝有冰,給大燒杯加熱時(shí),以下現(xiàn)象中正確的是( ) A.燒杯中的冰和試管內(nèi)的冰同時(shí)熔化 B.試管內(nèi)的冰先熔化 C.在燒杯內(nèi)的冰熔化完以前,試管內(nèi)的冰不會(huì)熔化 D.試管內(nèi)的冰始終不熔化 解析 物體間要發(fā)生熱傳遞的條件是兩者間存在溫度差。冰水混合物中的冰熔化完以前,溫度仍保持在0 ℃。當(dāng)試管中的冰達(dá)到0 ℃時(shí),兩者不再傳遞熱量,故開(kāi)始時(shí)試管內(nèi)的冰不能熔化,只有當(dāng)燒杯中的冰熔化完畢,溫度開(kāi)始上升時(shí),試管中的冰才開(kāi)始熔化,所以選項(xiàng)C正確。 答案 C 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 解析 物質(zhì)在熔化和汽化過(guò)程中都是吸收熱量的,故選項(xiàng)B正確。 答案 B 5.(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)特殊溫度以下,然后增大壓強(qiáng) 解析 從能量轉(zhuǎn)換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。 答案 AD 6.用吹風(fēng)機(jī)的熱風(fēng)吹一支蘸了酒精的溫度計(jì)時(shí),溫度計(jì)的示數(shù)( ) 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 開(kāi)始時(shí),溫度計(jì)上的酒精汽化,帶走熱量,使溫度降低,故示數(shù)降低;酒精完全汽化后,溫度計(jì)在熱風(fēng)作用下溫度升高,A正確。 答案 A 7.如圖所示的四個(gè)圖象中,屬于晶體凝固圖象的是( ) 解析 晶體凝固時(shí)有確定的凝固溫度,非晶體沒(méi)有確定的凝固溫度,故A、D圖象是非晶體的圖象;其次分清熔化時(shí)在達(dá)到熔點(diǎn)前是吸收熱量,溫度升高,而凝固過(guò)程則恰好相反,故C正確。 答案 C 8.下列說(shuō)法中正確的是( ) A.冰在0 ℃時(shí)一定會(huì)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) C.0 ℃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 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(cuò)誤;液體溫度高,其分子運(yùn)動(dòng)加劇,容易跑出液面,即蒸發(fā)變快,故B正確;0 ℃的水分子也在永不停息地做熱運(yùn)動(dòng),其內(nèi)能不為零,故C錯(cuò)誤;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(cuò)誤。 答案 B 能力提升 9.在一個(gè)大氣壓下,1克100 ℃的水吸收2.26103 J熱量變?yōu)?克100 ℃的水蒸氣。在這個(gè)過(guò)程中,以下四個(gè)關(guān)系式正確的是( ) A.2.26103 J=汽的內(nèi)能+水的內(nèi)能 B.2.26103 J=汽的內(nèi)能-水的內(nèi)能 C.2.26103 J=汽的內(nèi)能+水的內(nèi)能+水變成水蒸氣時(shí)體積膨脹對(duì)外界做的功 D.2.26103 J=汽的內(nèi)能-水的內(nèi)能+水變成水蒸氣時(shí)體積膨脹對(duì)外界做的功 解析 液體汽化時(shí)吸收的熱量一部分用來(lái)克服分子引力做功,增加內(nèi)能,一部分用來(lái)膨脹對(duì)外界做功,D正確。 答案 D 10.(多選)關(guān)于液體的汽化,正確的是( ) A.液體分子離開(kāi)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(duì)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 11.絕熱容器里盛有少量溫度是0 ℃的水,從容器中迅速往外抽氣的時(shí)候,部分水急劇地蒸發(fā),而其余的水都結(jié)成0 ℃的冰,則結(jié)成冰的質(zhì)量與原有水質(zhì)量之比為多少?(已知0 ℃時(shí)水的汽化熱為L(zhǎng)=2.49106 J/kg,冰的熔化熱為λ=3.34105 J/kg) 解析 設(shè)蒸發(fā)的水的質(zhì)量為m1,結(jié)成冰的質(zhì)量為m2,蒸發(fā)所需吸收的熱量Q1=m1L,水結(jié)成冰所放出的熱量Q2=m2λ,由于容器與外界絕熱,根據(jù)能量守恒定律知Q1=Q2,即m1L=m2λ,得=,所以結(jié)成冰的質(zhì)量與原有水質(zhì)量之比為==≈0.88=88%。 答案 88% 12.從電冰箱中取出質(zhì)量為50 g,溫度為-10 ℃的冰塊,放進(jìn)一杯0 ℃的水中,若與外界無(wú)熱交換,則有多少水會(huì)凍結(jié)到冰塊上?[已知冰的比熱容為2.1103 J/(kg℃),熔化熱為3.36105 J/kg] 解析 從冰箱中取出的冰塊溫度從-10 ℃升高到0 ℃時(shí),吸收的熱量Q1=cmΔt,水凝結(jié)成冰放出熱量,設(shè)有m′的水凍結(jié)到冰上,放出熱量Q2=m′λ,根據(jù)能量守恒有Q1=Q2,即cmΔt=m′λ,代入數(shù)據(jù)可得m′=3.125 g。 答案 3.125 g- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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