物态变化中的能量交换教案

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1、9.4物态变化中的能量交换[学习目标定位]1.了解熔化热、汽化热，并能从微观角度解释相关过程.2.会计算与熔化热、汽化热相关的问题.3.能解释生活中有关熔化、凝固、汽化、液化的物理问题．1．能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变．2．分子力做功与分子势能的关系：分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增加．3．物态变化的吸、放热：熔化——吸热、凝固——放热、汽化——吸热、液化——放热、升华——吸热、凝华——放热．一、熔化热1．熔化指的是物质从固态变成液态的过程，而凝固指

2、的是物质从液态变成固态的过程．2．某种晶体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．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．不同晶体的熔化热不相同，非晶体没有确定的熔化热．二、汽化热1．汽化指的是物质从液态变成气态的过程，液化指的是从气态变成液态的过程．2．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，称作这种物质在这个温度下的汽化热．3．不同温度下的液体对应的汽化热并不相同，汽化热还与外界气体的压强有关.一、熔化热[问题设计]固体熔化时为什么会吸热？晶体和非晶体在熔化过程中有什么差别？答案　固体熔化时要克服分子间引力做功，吸热能增加分子势能；晶体在

3、熔化过程中温度不变，而非晶体在熔化过程中温度会发生变化．[要点提炼]1．熔化时吸热，凝固时放热．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结构，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．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λ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＝λm.熔化热的单位是：焦耳/千克，即J/kg.5．熔化吸热，凝固放热的原因固体物质分子受到其他分子的强大作用，被束缚在一定的位置附近振动．对固体加热，一部分分子获得能量以摆脱其他分子的束缚，从而可以在其他分子间

4、移动，固体开始熔化，故熔化需要吸热(填“吸热”或“放热”)．凝固是熔化的逆过程，所以要放出(填“吸收”或“放出”)热量．二、汽化热[问题设计]液体汽化时为什么会吸热？汽化热与哪些因素有关？答案　液体汽化时，液体分子离开液体表面成为气体分子，要克服其他液体分子的吸引而做功，因此要吸热．汽化热与物质汽化时的温度及外界气体压强有关．[要点提炼]1．汽化时吸热，液化时放热．2．一定质量的物质，在一定温度和压强下，汽化时吸收的热量与液化时放出的热量相等．3．液体汽化时的汽化热与温度和外界气压都有关系．4．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

5、热的单位为：焦耳/千克，即J/kg.5．汽化吸热，液化放热的原因液体汽化时吸热，一方面是因为液体分子离开液体表面成为气体分子，要克服其他液体分子的吸引而做功，另一方面是液体汽化时体积膨胀要克服外界气压做功．一、熔化热的理解及计算例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D．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．对非晶体上述关系都

6、不成立．答案　A例2　一电炉的功率P＝200W，将质量m＝240g的固体样品放在电炉内，通电后电炉内的温度变化如图1所示，设全部电能转化为热能并全部被样品吸收，试问：该固体样品的熔点和熔化热为多大？图1解析　由题图知，样品的熔点为60℃，熔化时间t＝2min，电流做功W＝Pt.设样品的熔化热为λ，样品熔化过程中共吸收热量Q＝mλ.由W＝Q，即Pt＝mλ，得λ＝＝J/kg＝1×105J/kg.答案　60℃　1×105J/kg二、汽化热的理解和计算例3　关于汽化热的概念，下列描述准确的是(　　)A．某种液体在一定温度下汽化时所吸收的能量和其质量之比B．某种液体沸腾时，所吸收的热量和其质量之比C

7、．某种液体在特定的温度下汽化时所吸引的能量与其质量的比值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　D例4　水在不同温度下有不同的汽化热，温度升高，水的汽化热________(填“增大”或“减小”)．水在100℃时的汽化热是2.26×106J/kg，它表示使1kg100℃的水变成100℃的水蒸气需吸热______，这些热量完