2024_2025学年高中物理第九章固体液体和物态变化4物态变化中的能量交换学案新人教版选修3_31.doc
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第四节物态变化中的能量交换
【素养目标定位】
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了解熔化热、汽化热等概念
※
把握物态变化中的能量变化
【素养思维脉络】
课前预习反馈
学问点1熔化热
1．熔化与凝固
(1)熔化：物质从__固态__变成__液态__的过程叫作熔化。
(2)凝固：物质从__液态__变成__固态__的过程叫作凝固。
2．熔化热
(1)某种晶体熔化过程中所需的__能量(Q)__与其__质量(m)__之比叫作这种晶体的熔化热。
(2)用λ表示晶体的熔化热，则λ＝__Q/m__，在国际单位制中熔化热的单位是焦耳/千克(J/kg)。
学问点2汽化热
1．汽化和液化
(1)汽化：物质从__液态__变成__气态__的过程叫作汽化。
(2)液化：物质从__气态__变成__液态__的过程叫作液化。
2．汽化热
(1)某种液体汽化成同温度的气体时所需要的__能量(Q)__与其__质量(m)__之比叫作这种物质在这一温度下的汽化热。
(2)用L表示汽化热，则L＝__Q/m__，在国际单位制中汽化热的单位是焦耳/千克(J/kg)。
辨析思考
『判一判』
(1)凝固指的是物质从气态变成固态的过程。(×)
(2)晶体熔化时从外界吸取热量，其温度不断上升。(×)
(3)肯定质量的物质，在肯定的温度和压强下，汽化时吸取的热量大于液化时放出的热量。(×)
(4)把0℃的冰放在0℃的房间里冰可能会溶化。(×)
(5)1g100℃的水的内能比1g100℃的水蒸气的内能小。(√)
(6)汽化热与温度、压强有关。(√)
『选一选』
(多选)物态变化现象在一年四季中随处可见，下列关于这些现象的说法中正确的是(CD)
A．春天的早晨常常消灭大雾，这是汽化现象，要吸取热量
B．夏天用干冰给运输中的食品降温，这是利用干冰熔化吸热
C．秋天的早晨花草上消灭了小露珠，这是液化现象，要放出热量
D．冬天在窗户玻璃上消灭冰花，这是凝华现象
解析：春天的早晨常常消灭大雾，这是空气中的水蒸气遇冷凝成小液滴，是液化现象，选项A错误；夏天用干冰给运输中的食品降温，这是利用干冰升华吸热，选项B错误。本题选项CD正确。
『想一想』
生活在北方的人都知道“下雪不冷化雪冷”，意思是说融雪天往往比下雪天更冷，这是为什么呢？
答案：融雪时，雪由固态变成液态要从四周吸取大量的热量，使四周的气温更低，人感觉更冷。
课内互动探究
探究
物态变化中的能量和温度
┃┃思考争论__■
我们在初中学过“蒸发吸热”“液化放热”“熔化吸热”“凝固放热”，请依据以上规律思考如下问题：
100℃的水和100℃的水蒸气都可以烫伤人，但往往水蒸气烫伤人的后果更严峻一些，这是什么缘由？
提示：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100℃的水烫伤更为严峻。
┃┃归纳总结__■
1．物态变化中的能量交换：
2．固体熔化中的温度特点
固体分子间的强大作用使固体分子只能在各自的平衡位置四周振动。对固体加热，在其开头熔化之前，获得的能量主要转化为分子的动能，使物体温度上升，当温度上升到肯定程度，一部分分子的能量足以克服其他分子的束缚，从而可以在其他分子间移动，固体开头熔化。
晶体熔化过程中，当温度达到熔点时，吸取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，吸取的热量主要转化为分子的动能，不断吸热，温度就不断上升。
3．液体汽化中的能量特点
液体汽化时，由于体积明显增大，吸取热量，一部分用来克服分子间引力做功，另一部分用来克服外界压强做功。
4．互逆过程的能量特点
(1)肯定质量的晶体，熔化时吸取的热量与凝固时放出
的热量相等。
(2)肯定质量的某种物质，在肯定的温度和压强下，汽化时吸取的热量与液化时放出的热量相等。
┃┃典例剖析__■
典例(多选)如图是某种晶体的熔化图象，下列说法中正确的是(BD)
A．ab段是吸热过程，cd段是放热过程
B．ab、bc、cd三段都是吸热过程
C．ab段物质处于固态，bc和cd两段处于液态
D．bc段是晶体熔化过程
解题指导：了解晶体熔化的特点，晶体熔化过程中，虽然温度不变，但仍吸取热量，用于转变分子势能。
解析：这是晶体的熔化图象，图中所示三段过程中要始终吸取热量，故B项正确；ab、bc、cd三阶段中，ab段是固体，bc段是熔化过程，固、液共存，故C错，D正确。
┃┃对点训练__■
住在非洲沙漠中的居民，由于没有电，夏天无法用冰箱保鲜食物，一位物理教师制造了一种“沙漠冰箱”罐中罐，由内罐和外罐组成，且两罐之间填上潮湿的沙子，如图所示，使用时将食物和饮料放在内罐，罐口盖上湿布，然后放在干燥通风的地方，并常常在两罐间的沙子上洒些