(課改地區(qū)專用)2018-2019學年高考物理總復習 1.3.4 物態(tài)變化中的能量交換學案.doc
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1.3.4 物態(tài)變化中的能量交換 學習目標 核心提煉 1.知道熔化和凝固、汽化和液化的物態(tài)變化過程。 6個概念——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)量的晶體,熔化時吸收的熱量與凝固時放出的熱量相等。 思考判斷 (1)固體熔化過程,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所需的能量與其質(zhì)量之比,稱做這種物質(zhì)在這個溫度下的汽化熱。 (2)一定質(zhì)量的物質(zhì),在一定的溫度和壓強下,汽化時吸收的熱量與液化時放出的熱量相等。 思考判斷 (1)汽化時放出熱量。() (2)汽化熱只與溫度有關(guān)。() 對熔化熱的理解和應用 [要點歸納] 1.晶體熔化過程中,當溫度達到熔點時,吸收的熱量全部用來破壞空間點陣,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。非晶體沒有空間點陣,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)時吸收的熱量不同,而晶體有固定的熔點,因此有固定的熔化熱,非晶體沒有固定的熔點,也就沒有固定的熔化熱。 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特征之一。 4.熔化熱的計算公式 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)下列說法中正確的是( ) A.晶體有確定的熔化熱,非晶體沒有確定的熔化熱 B.不同的晶體的熔化熱不同 C.晶體熔化時吸收熱量而溫度不變,主要用于增加分子勢能 D.一定質(zhì)量的晶體,熔化時吸收的熱量與凝固時放出的熱量不相等 解析 只有晶體才有固定的熔點,有確定的熔化熱,A正確;熔化熱與晶體的種類有關(guān),B正確;晶體熔化時吸收熱量,內(nèi)能增加,但溫度不變,分子平均動能不變,因此吸收的熱量主要增加分子勢能,C正確;一定質(zhì)量的晶體,熔化時吸收的熱量與凝固時放出的熱量相等,D錯誤。 答案 ABC [針對訓練1] 關(guān)于熔化及熔化熱,下列說法正確的是( ) 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.熔化過程吸收的熱量等于該物質(zhì)凝固過程放出的熱量 C.熔化時,物質(zhì)的分子動能一定保持不變 D.熔化時,物質(zhì)的分子勢能一定保持不變 解析 只有晶體熔化過程吸收的熱量等于凝固過程放出的熱量,并且溫度保持不變,分子動能不變。熔化吸熱,對于晶體而言,只增加分子勢能。對非晶體上述關(guān)系都不成立。 答案 A 對汽化熱的理解和應用 [要點歸納] 1.液體汽化過程中的能量特點 液體汽化時,液體分子離開液體表面,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.液體汽化時的汽化熱與溫度和外界氣壓都有關(guān)系。 3.汽化熱的計算公式 設某物質(zhì)在一個標準大氣壓時,沸點下的汽化熱為L,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所示是水在一標準大氣壓下汽化熱與溫度的關(guān)系。關(guān)于汽化熱,下列說法中正確的是( ) 圖1 A.液體只有在沸騰時才有汽化熱 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)汽化時所處的溫度和壓強有關(guān) 解析 某種物質(zhì)的汽化熱與物質(zhì)的種類、所處的溫度和壓強都有關(guān)系。所以D正確。 答案 D [針對訓練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所吸收的能量與其質(zhì)量之比 B.某種液體沸騰時,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)(多選)當晶體的溫度正好是熔點或凝固點時,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,將開始熔化,而且整個熔化過程溫度保持不變;而液態(tài)晶體在降溫到一定溫度時,若繼續(xù)放熱,將會發(fā)生凝固現(xiàn)象,而且整個凝固過程溫度不變,這個溫度稱為凝固點。對于同一種晶體來說,熔點和凝固點是相同的。因此在這個確定的溫度下,晶體既可能是固體(也許正準備熔化),也可能是液體(也許正準備凝固),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。 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,下列說法正確的是( ) A.分子的平均動能與分子的總動能都相同 B.分子的平均動能相同,分子的總動能不同 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 溫度是分子平均動能的標志,因而在相同的溫度下,分子的平均動能相同,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)下列說法中正確的是( ) A.晶體有確定的熔化熱,非晶體沒有確定的熔化熱 B.不同晶體的熔化熱不同 C.晶體熔化時吸收熱量而溫度不變,用于增加分子勢能 D.一定質(zhì)量的晶體,熔化時吸收的熱量與凝固時放出的熱量不相等 解析 只有晶體才有固定的熔點,有確定的熔化熱,A正確;熔化熱與晶體的種類有關(guān),B正確;晶體熔化時吸收熱量,內(nèi)能增加,但溫度不變,分子平均動能不變,因此吸收的熱量用于增加分子勢能,C正確;一定質(zhì)量的晶體,熔化時吸收的熱量與凝固時放出的熱量相等,D錯誤。 答案 ABC 4.(汽化熱的計算)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)通入壓強為1.01105 Pa,溫度為100 ℃的水蒸氣,求水蒸氣的質(zhì)量。[不計熱損失,已知水的比熱容c水=4.2103 J/(kg℃),壓強為1.01105 Pa,溫度為100 ℃下,水的汽化熱L=2.26106 J/kg] 解析 設水蒸氣質(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,因為Q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)過關(guān) 1.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,使分子動能增加 D.既增加分子動能,也增加分子勢能 解析 晶體在熔化過程中,溫度不變,所以分子平均動能不變,吸收的熱量增加分子勢能。 答案 B 2.下列自然現(xiàn)象中,通過熔化形成的是( ) 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小試管,試管中裝有冰,給大燒杯加熱時,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 ℃。當試管中的冰達到0 ℃時,兩者不再傳遞熱量,故開始時試管內(nèi)的冰不能熔化,只有當燒杯中的冰熔化完畢,溫度開始上升時,試管中的冰才開始熔化,所以選項C正確。 答案 C 4.火箭在大氣中飛行時,它的頭部跟空氣摩擦發(fā)熱,溫度可達幾千攝氏度,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,這是因為( ) 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)在熔化和汽化過程中都是吸收熱量的,故選項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,能使一切氣體液化 D.降低氣體的溫度到某個特殊溫度以下,然后增大壓強 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,再增大壓強就可以使氣體液化。 答案 AD 6.用吹風機的熱風吹一支蘸了酒精的溫度計時,溫度計的示數(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 開始時,溫度計上的酒精汽化,帶走熱量,使溫度降低,故示數(shù)降低;酒精完全汽化后,溫度計在熱風作用下溫度升高,A正確。 答案 A 7.如圖所示的四個圖象中,屬于晶體凝固圖象的是( ) 解析 晶體凝固時有確定的凝固溫度,非晶體沒有確定的凝固溫度,故A、D圖象是非晶體的圖象;其次分清熔化時在達到熔點前是吸收熱量,溫度升高,而凝固過程則恰好相反,故C正確。 答案 C 8.下列說法中正確的是( ) A.冰在0 ℃時一定會熔化,因為0 ℃是冰的熔點 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到熔點,還需要繼續(xù)吸熱,故A錯誤;液體溫度高,其分子運動加劇,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動,其內(nèi)能不為零,故C錯誤;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錯誤。 答案 B 能力提升 9.在一個大氣壓下,1克100 ℃的水吸收2.26103 J熱量變?yōu)?克100 ℃的水蒸氣。在這個過程中,以下四個關(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+水變成水蒸氣時體積膨脹對外界做的功 D.2.26103 J=汽的內(nèi)能-水的內(nèi)能+水變成水蒸氣時體積膨脹對外界做的功 解析 液體汽化時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溫度相對應的 C.某個溫度下,液體的汽化熱與外界氣體的壓強有關(guān) D.汽化時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 ℃時水的汽化熱為L=2.49106 J/kg,冰的熔化熱為λ=3.34105 J/kg) 解析 設蒸發(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,放進一杯0 ℃的水中,若與外界無熱交換,則有多少水會凍結(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,吸收的熱量Q1=cmΔt,水凝結(jié)成冰放出熱量,設有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.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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