趣话高中物理选修3第9章固体。液体和物态变化第4节物态变化中的能量交换.docx

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1、第4节物态变化中的能量交换固体变成液体，液体变成气体，都要从外界吸收热量，反之，要释放能量。我们就谈谈这种能量的交换。物体从固态变为液态，称为熔化，吸收的热量就是熔化热。对于晶体，有固定的熔点，也就有固定的熔化热。如果物体从液态变为固态，要放出热量，这个称为凝固热。根据能量守恒原理，熔化热和凝固热是相等的。对于非晶体，没有固定的熔点，各个不同温度下吸收热量不同，无法得出一个固定的熔化热。固体分子之间有强大的作用力，分子不会流动，不是流体。固体的分子只会在一个范围内振动。如果要变成液体，就要克服分子间的作用力，就需要增加动能，当动能大到足

2、以克服分子间势能的时候，就可以脱离分子力的束缚，自由流动，成为液体。熔化热的单位是J/kg，是指单位质量的物体熔化吸收的热量，由于这个单位较小，一般使用kJ/kg。热量也是能量的一种转移计量单位，与功相似，单位是焦耳。物体的熔化热与压强有关，一般应说明是在什么压强下的熔化热。几种物质熔化热的数据见课本。如标准大气压下，1千克冰化成水需要吸收333.8kJ的热量。物体从液态变为气态需要更多的热量。因为液体分子间也有引力，一个液体分子受到其它液体分子的引力，如果变成气体，分子间的引力可以忽略不计，这样，液体分子就要克服其它分子的引力做功。需

3、要大量的热量提高分子的动能，这些热量没有是动能变大，温度不变，全部用来克服势能了。这个热量比熔化热大得多，如1kg水变成水蒸气要吸收2260kJ的热量。由于物体的沸点与压强有关，所以物体的汽化热与压强也有关系。压强越大，物体气化需要的热量越大。同样，物体有气态变为液态也会放出热量。将气体液化的方法有两种，冷冻和压缩。由于冷冻不易，采取压缩液化气体的方式较多。比如我们做饭用的液化石油气，简称液化气，在液化气罐中压强较大，就是液体，放出来后，压强变小，就是气体，可供燃烧。液化气就是利用压缩的方式变成液体的。冰箱和空调是我们夏天不可或缺的制冷

4、利器。里面都有制冷剂。最早用氨气，后来用氟利昂，现在用无氟制冷剂。原理是在冰箱外部，或空调的室外部分，用压缩机进行压缩，使其变成液体，放出热量。到冰箱内部，或空调的室内部分，减压蒸发，变为气体且吸收热量，如此循环，可以将冰箱内部或室内的热量带走，达到降温的目的。是不是所有的物体都可以压缩成液体呢。经过实验，有些物体容易压缩。如上面提到的液化气，氨气，氟利昂，水蒸气等等。有些物体是无法压缩成气体的。原因是，要想将气体液化，就要先变成饱和汽。有些气体无论如何压缩，都无法称为饱和汽。后来发现，可以用降低温度的方式变成饱和汽。当温度高于某一温度

5、时，无论如何压缩都不能液化，这个温度叫临界温度。有些气体的较高，常温下可以液化。如水蒸气要370℃左右，有些气体临界温度较低，有些很低。如元素周期表的2号元素He，但是热力学温度的0K是最低限度，氦气的临界温度只有几K，现在，人们不仅使其液化了，甚至还使其凝固了。文中图片来自百度。