下载文档原格式
物态变化过程中的热量变化物态变化是物质从一个物态转变为另一个物态的过程。
在这个过程中，热量的变化起着重要的作用。
下面将从固态到液态、液态到气态，以及气态到液态、液态到固态这四个物态变化过程中的热量变化进行探讨。
首先，让我们来看一下从固态到液态的物态变化过程。
当物质从固态变为液态时，需要吸收一定的热量。
这是因为在固态中，分子之间相互排列紧密，并以固定的位置振动，形成了比较稳定的结构。
当外界加热时，分子的振动幅度增大，使得结构变得不稳定，分子之间的相互作用减弱，这样就克服了分子间的相互吸引力，从而使物质变为液态。
而吸收的热量则被用于打破固态结构，使分子自由运动。
接下来，我们来讨论液态到气态的物态变化过程。
当物质从液态变为气态时，同样需要吸收热量。
这是因为在液态中，分子之间的吸引力比较强，分子之间相对固定地排列。
当外界加热时，分子的动能增加，分子振动加剧，从而克服液体表面的张力，并且克服分子之间的相互作用力，使分子能够逃离液体表面，进入气相。
在这个过程中，液态物质需要吸收热量以克服分子间的相互作用力，从而转变为气态。
然而，当物质从气态转变为液态时，反应则完全相反。
在这个过程中，物质需要释放热量。
当气态分子失去能量，温度下降时，分子的动能减小，分子之间的吸引力逐渐增强，直到分子能够重新排列成为液体。
在这个过程中，气态物质释放出热量，因为分子重新排列成为液态时，重新形成了更紧密的结构。
最后，我们来看液态到固态的物态变化过程。
当物质从液态转变为固态时，同样需要释放热量。
在液态中，分子之间的吸引力相当大，分子有比较自由的运动能力。
但随着温度的下降，分子的动能减小，而分子之间的吸引力逐渐增加。
当分子的振动幅度减小到一定程度时，分子将重新排列成为固态结构。
在这个过程中，液态物质释放出热量，使得分子重新排列成为固体。
总结起来，固态到液态和液态到气态的物态变化过程需要吸收热量，而气态到液态和液态到固态的物态变化过程则需要释放热量。
第4节物态变化中的能量交换1．(2020·湖北省黄冈市黄州区校级模拟)水的凝固点为0 ℃，酒精的凝固点为－117 ℃，小华同学把酒精和水的混合液体放入易拉罐，将易拉罐表面擦干净后放入冰箱的冷冻室(冷冻室温度可达－5 ℃)中，经过相当长的时间后，从冷冻室取出混合液体时，却发现混合液没有凝固。
同时观察到易拉罐周围有“白气”冒出，易拉罐外表面的下部和底部有白色粉末状物质生成，下列说法正确的是( D )A．混合液体从冷冻室取出时与放入前相比，温度没有发生改变B．将酒精加入水后，会使水的凝固点升高C．白色粉末物质是冰，是由水凝固而成D．易拉罐周围“白气”是水蒸气液化而成的解析：混合液体从冷冻室取出时与放入前相比，温度降低了，故A错误。
将酒精加入水后，会使水的凝固点降低，故B错误。
白色粉末物质是冰，是由水蒸气凝华而成，故C错误。
易拉罐周围“白气”是水蒸气液化而成的，故D正确。
2.(2020·山东省滕州市校级月考)如图所示是某种晶体加热熔化时，它的温度T随时间t 的变化图线，由图可知( D )A．图线中间平坦的一段，说明这段时间晶体不吸收热量B．这种晶体熔化过程所用时间是6 minC．A、B点对应的物态分别为固液共存状态、液态D．在图线中的AB段，吸收的热量增大了分子势能解析：图线中间平坦的一段，温度不变，晶体吸收的热量转化为分子的势能，故A错误。
A、B平坦的一段线段是晶体熔化的过程，所用的时间为4 min，故B错误。
晶体在A点时刚开始熔化，晶体还处于固态，在B点时，晶体全部熔化，变成液态，故C错误。
在图线中的AB段为晶体熔化阶段，分子平均动能不变，吸收的热量全部用来破坏晶体的规则结构，分子势能增大，故D正确。
3．(2020·江西省南昌二中高二下学期检测)取一横截面积是3×10－2 m2的不高的圆筒，筒内装水0.6 kg，用它来测量射到地面的太阳能。
某天中午在太阳光照射下2 min后，水的温度升高了1 ℃。
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知识点总结素材新人教版选修3-3编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（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知识点总结素材新人教版选修3-3）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为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知识点总结素材新人教版选修3-3的全部内容。
物态变化中的能量交换一、温度和温度计1、温度（1）温度：物体的冷热程度叫温度。
(2)我国的温度单位：℃（摄氏度)（3）摄氏温度的规定:在一标准大气压下，把冰和水的混合物温度规定为0℃，把沸水的温度规定为100℃，在0℃到100℃之间分100等份，每一份就是1℃。
2、温度计（1）.原理：利用液体的热胀冷缩的性质来工作。
(注意根据不同的测温需要选择液体。
（2)种类：常见的有实验室用温度计、体温计、家庭用的寒暑表温度计。
它们的量程（即测量范围）不同,分度值（每小格代表的数值）也不同.（3）使用方法：使用前先要两认清，一是认清量程，二是认清分度值(每小格代表的数值）；测量时一是注意放:要使温度计的玻璃泡完全浸入被测的液体中，不能碰到容器底和容器壁（原因有：一是易碰破,二是容器底和容器壁处的温度与液体中间的温度有差异）;二是注意等：放入后要稍等一会儿，待温度计的示数稳定后再读数（因为热传递需要过程,需要一段时间);三是注意正确的读：视线要与温度计中液柱的上表面相平。
二、熔化与凝固1、熔化（1）定义：固态变为液态.例如①春天来了,雪山上的冰雪熔化。
②太阳出来路上积雪熔化.(2）熔化吸热。
第4讲物态变化中的能量交换[目标定位] 1.知道熔化和凝固、汽化和液化的物态变化过程.2.知道物态变化过程中伴随能量的交换.3.掌握能量守恒定律．一、熔化热1．熔化和凝固熔化：物质从固态变成液态的过程．凝固：物质从液态变成固态的过程．2．熔化热某种晶体在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．二、汽化热1．汽化和液化汽化：物质从液态变成气态的过程．液化：物质从气态变成液态的过程．2．汽化热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，称做这种物质在这个温度下的汽化热．一、熔化热的理解与计算1．熔化时吸热，凝固时放热．固态物质的分子受到周围其他分子的强大作用，被束缚在一定的位置振动，只有加热吸收热量，分子动能增加，才能摆脱其他分子的束缚，从而可以在其他分子之间移动，于是固体开始熔化．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空间点阵，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．4．非晶体液化过程中温度会不断改变，而不同温度下物质由固态变为液态时吸收的热量是不同的，所以非晶体没有确定的熔化热．例1关于固体的熔化，下列说法正确的是( )A．固体熔化过程，温度不变，吸热B．固体熔化过程，温度升高，吸热C．常见的金属熔化过程，温度不变，吸热D．对常见的金属加热，当温度升高到一定程度时才开始熔化答案CD解析只有晶体熔化时，温度才不变；在温度达到熔点之前，吸收的热量主要用来增加分子的平均动能，因而温度一直升高；当温度达到熔点开始熔化时就不再变化．借题发挥(1)晶体熔化过程，当温度达到熔点时，吸收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．(2)非晶体没有空间点阵，熔化时不需要去破坏空间点阵，吸收的热量主要转化为分子的动能，不断吸热，温度就不断上升．例2当晶体的温度正好是熔点或凝固点时，它的状态( )A．一定是固体B．一定是液体C．可能是固体D．可能是液体E．可能是固液共存答案CDE解析晶体温度升高到熔点，将开始熔化，而且整个熔化过程温度保持不变；而液态晶体在降温到一定温度时，若继续放热，将会发生凝固现象，而且整个凝固过程温度不变，这个温度称为凝固点．对于同一种晶体来说，熔点和凝固点是相同的．因此在这个确定的温度下，晶体既可能是固体(也许正准备熔化)，也可能是液体(也许正准备凝固)，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 ℃的水放热将会结冰，而0 ℃的冰吸热将会熔化成水．二、汽化热的理解与计算1．液体汽化时，液体分子离开液体表面，要克服其他分子的吸引而做功，因此要吸收热量．汽化过程中体积膨胀要克服外界气压做功，也要吸收热量，所以液体汽化时的汽化热与温度和外界气压都有关系．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．例3有人说被100 ℃的水蒸气烫伤比被100 ℃的水烫伤更为严重，为什么？答案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 ℃的水蒸气烫伤比被100 ℃的水烫伤更为严重．借题发挥解题的关键是应明确汽化热，即100 ℃的水蒸气液化并降温时放出的热量比100 ℃的水温度降低时放出的热量多得多．三、从能量和微观的角度分析熔化过程与汽化过程的不同1．熔化时，物体体积变化较小，吸收的热量主要用来克服分子间的引力做功．2．汽化时，体积变化明显，吸收的热量一部分用来克服分子间的引力做功，另一部分用来克服外界压强做功．例4一定质量的0 ℃的冰熔化成0 ℃的水时，其分子动能之和E k和分子势能之和E p的变化情况是( )A．E k变大，E p变大B．E k变小，E p变小C．E k不变，E p变大D．E k不变，E p变小答案 C解析0 ℃的冰熔化成水，温度不变，故分子的平均动能不变，而分子总数不变，E k不变；冰熔化过程中吸收的热量用来增大分子势能，故C正确．熔化热的理解与计算1．质量相同的下列物质熔化热最大的是( )A．铝在熔化过程中吸收了395.7 kJ能量B．铜在熔化过程中吸收了205.2 kJ能量C．碳酸钙在熔化过程中吸收了527.5 kJ能量D．氯化钠在熔化过程中吸收了517.1 kJ能量答案 C解析熔化过程中单位质量的物体吸收的热叫做熔化热．汽化热的理解与计算2．1 g 100 ℃的水与1 g 100 ℃的水蒸气相比较，下列说法正确的是( )A．分子的平均动能与分子的总动能都相同B．分子的平均动能相同，分子的总动能不同C．内能相同D．1 g 100 ℃的水的内能小于1 g 100 ℃的水蒸气的内能答案AD解析温度是分子平均动能的标志，因而在相同的温度下，分子的平均动能相同，又 1 g 水与1 g水蒸气的分子数相同，因而分子总动能相同，A正确；100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，分子距离变大，要克服分子引力做功，因而分子势能增加，所以100 ℃水的内能小于100 ℃水蒸气的内能．3．在压强为1.01×105 Pa时，使10 kg 20 ℃的水全部汽化，需要吸收的热量是多少？[已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，100 ℃时水的汽化热为L＝2 260 kJ/kg]答案 2.596×107 J解析压强为1.01×105 Pa时，水在达到沸点时的汽化热为2 260 kJ/kg.要使20 ℃的水全部汽化，应先使水的温度上升到100 ℃，则需吸收的热量总共为Q＝cmΔt＋m·L＝4.2×103×10×(100－20)J＋10×2 260×103 J＝2.596×107 J.物态变化中的能量转换4．如图所示的四个图象中，属于晶体凝固图象的是( )答案 C解析晶体凝固时有确定的凝固温度，非晶体没有确定的凝固温度，故A、D图象是非晶体的图象；其次分清熔化时在达到熔点前是吸收热量，温度升高，而凝固过程则恰好相反，故C正确.(时间：60分钟)题组一熔化和熔化热1．晶体在熔化过程中，吸收热量的作用是( )A．增加晶体的温度B．克服分子间引力，增加分子势能C．克服分子间引力，使分子动能增加D．既增加分子动能，也增加分子势能答案 B解析晶体在熔化过程中，温度不变所以分子平均动能不变，吸收的热量增加分子势能．2．为了浇铸一个铜像，使用的材料是铜，则此过程的物态变化是( )A．一个凝固过程B．一个熔化过程C．先熔化后凝固D．先凝固后熔化答案 C解析浇铸铜像必须将铜先化成铜水浇入模子，待冷却后才能成为铜像．3．大烧杯中装有冰水混合物，在冰水混合物中悬挂一个小试管，试管中装有冰，给大烧杯加热时，以下现象中正确的是( )A．烧杯中的冰和试管内的冰同时熔化B．试管内的冰先熔化C．在烧杯内的冰熔化完以前，试管内的冰不会熔化D．试管内的冰始终不熔化答案 C解析物体间要发生热传递的条件是两者间存在温度差．冰水混合物中的冰熔化完以前，温度仍保持在0 ℃.当试管中的冰达到0 ℃时，两者不再传递热量，故开始时试管内的冰不能熔化，只有当烧杯中的冰熔化完毕，温度开始上升时，试管中的冰才开始熔化，所以C选项正确．题组二汽化和汽化热4．下列说法正确的是( )A．不同晶体的熔化热不相同B．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C．不同非晶体的熔化热不相同D．汽化热与温度、压强有关答案ABD解析不同的晶体有不同的结构，要破坏不同物质的结构，所需的能量也不同．因此，不同晶体的熔化热不相同，故A正确；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，故B正确；非晶体液化过程中温度会不断变化，而不同温度下物质由固态变为液态时吸收的热量是不同的，所以非晶体没有确定的熔化热，故C不正确；汽化热与温度、压强都有关，故D正确．5．下列液化现象中属于降低气体温度而液化的是( )A．家用液化石油气B．自然界中的雾和露C．自来水管外壁的小水珠D．锅炉出气口喷出的“白汽”答案BCD6．能使气体液化的方法是( )A．在保持体积不变的情况下不断降低气体的温度B．在保持体积不变的情况下，使气体温度升高C．在保持温度不变的情况下增大压强，能使一切气体液化D．降低气体的温度到某个特殊温度以下，然后增大压强答案AD解析从能量转换的角度分析只要放出热量，就可以使气体液化，但从影响气体液化的因素分析，只要不断降低温度或降低温度到某一特定值以下，再增大压强就可以使气体液化．7．火箭在大气中飞行时，它的头部跟空气摩擦发热，温度可达几千摄氏度，在火箭上涂一层特殊材料，这种材料在高温下熔化并且汽化，能起到防止烧坏火箭头部的作用，这是因为( )A．熔化和汽化都放热B．熔化和汽化都吸热C．熔化吸热，汽化放热D．熔化放热，汽化吸热答案 B解析物质在熔化和汽化过程中都是吸收热量的，故B选项正确．8．在大气压强为1.013×105Pa的条件下，要使m＝2.0 kg、t＝100 ℃的水全部变成水蒸气，至少需要多少热量？(水的汽化热L＝2.26×106J/kg)答案 4.52×106 J解析100 ℃水全部变成水蒸气，需要吸收的热量：Q＝mL＝2.0×2.26×106 J＝4.52×106 J题组三综合应用9．下列说法中正确的是( )A．冰在0 ℃时一定会熔化，因为0 ℃是冰的熔点B．液体蒸发的快慢与液体温度的高低有关C．0 ℃的水，其内能为零D．冬天看到嘴里吐出“白汽”，这是汽化现象答案 B解析熔化不仅需要温度达到熔点，还需要继续吸热，故A错；液体温度高，其分子运动加剧，容易跑出液面，即蒸发变快，故B对；0 ℃的水分子也在永不停息地做热运动，其内能不为零，故C错；冬天嘴中的气体温度较高，呼出遇到冷空气后液化为小水滴，即为“白汽”，故D错．10．关于液体的汽化，正确的是( )A．液体分子离开液体表面要克服其他液体分子的引力而做功B．液体的汽化热是与某个温度相对应的C．某个温度下，液体的汽化热与外界气体的压强有关D．汽化时吸收的热量等于液体分子克服分子引力而做的功答案ABC11．在一个大气压下，1克100 ℃的水吸收2.26×103J热量变为1克100 ℃的水蒸气．在这个过程中，以下四个关系式正确的是( )A．2.26×103 J＝汽的内能＋水的内能B．2.26×103 J＝汽的内能－水的内能C．2.26×103 J＝汽的内能＋水的内能＋水变成水蒸气时体积膨胀对外界做的功D．2.26×103 J＝汽的内能－水的内能＋水变成水蒸气时体积膨胀对外界做的功答案 D解析液体汽化时吸收的热量一部分用来克服分子引力做功，增加内能，一部分用来膨胀对外界做功，D对．12．横截面积为3 dm2的圆筒内有0.6 kg的水，太阳光垂直照射了2 min，水温升高了1 ℃，设大气顶层的太阳能只有45%到达地面，试估算出太阳的全部辐射功率为多少？(保留一位有效数字，设太阳与地球之间的平均距离为1.5×1011 m)答案4×1026 W解析水温升高1 ℃所吸收的热量设为Q，则Q＝cmΔt＝4.2×103×0.6×1 J＝2.52×103J．设地球表面单位时间、单位面积上获得的热量为Q′，则Q′＝QSt＝2.52×1033×10－2×2×60W/m2＝7.0×102 W/m2.太阳向地球表面单位面积上辐射能量的功率为P′＝Q′η＝7.0×10245%≈1.56×103W/m2.以太阳与地球间距离为半径的球体的表面积为S′＝4πr2＝4×3.14×(1.5×1011)2m2≈2.8×1023m2，太阳的全部辐射功率为P＝P′S′＝1.56×103×2.8×1023W≈4×1026 W.。
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利器。
