物态变化中的能量交换

物态变化中的能量交换知识元物态变化中的能量交换知识讲解一、物态变化中的能量交换1．熔化热熔化：（1）熔化指的是物质从固体变成液态的过程，而凝固则是熔化的逆过程，熔化过程吸热．（2）晶体熔化过程中所需的能量与其质量之比，称作这种晶体的熔化热．2．汽化热汽化（1）汽化是指物质从液态变成气态的过程，而液化则是汽化的逆过程，汽化过程吸热．•（2）液体汽化成同等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．例题精讲物态变化中的能量交换例1.有一款新型水杯，在杯的夹层中封入适量的固态物质，实现了“快速降温”和“快速升温”的功能，使用时，将水杯上下晃动几分钟，可以将100℃的开水降温至55℃左右的温水，也可以将冷水升温到55℃左右的温水，这款水杯被广泛成称为“55°杯”。

依据以上说明“55°杯”的工作原理是（）A．首次使用时必须加注冷水；降温时利用物质凝固放热；升温时利用熔化吸热B．首次使用时加注冷热水均可；降温时利用物质熔化吸热；升温时利用凝固放热C．首次使用时必须加注热水；降温时利用物质熔化吸热；升温时利用凝固放热D．首次使用时加注冷热水均可；降温时利用物质凝固放热；升温时利用熔化吸热例2.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___________，这些热量完全用于增加水分子的______。

例3.'太阳与地球的距离为1.5×1011m，太阳以平行光束入射到地面．地球表面有2/3的面积被水面覆盖，太阳在一年中辐射到地球表面水面部分的总能量W约为1.87×1024J．设水面对太阳辐射的平均反射率为7%，而且将吸收到的35%的能量重新辐射出去．太阳辐射可将水面的水蒸发（设在常温、常压下蒸发1kg水需要2.2×106J的能量），而后凝结成雨滴降落到地面．试估算整个地球表面的年平均降雨量（以毫米表示，球面积为4πR2）。

高二物理选修3-3物态变化中的能量交换【知识要点】1.熔化热：（1）物质从固态变成液态的过程（即熔化）要吸收热量，而从液态变成固态的过程（即凝固）要释放热量。

晶体物质吸收热量而熔解，但其温度不变，直至全部晶体都变成液体时为止。

晶体熔解时对应的温度，称为熔点。

（2）某种晶体熔化过程中所需的能量与其质量之比，称作这种晶体的熔化热。

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。

如果用入表示某晶体的熔化热，m表示物质的质量，Q表示熔化时所需要吸收的热量，则Q=入皿熔化热入的单位是J/kg。

2 .汽化热：（1）物质从液态变成气态的过程（即汽化）要吸收热量，而从气态变成液态的过程（即液化）要释放热量。

（2）单位质量的某种物质在温度保持不变的情况下，由液态转变为气态时所吸收的热量，也等于同种物质的单位质量在相同条件下由气态转变为液态所释放的热量。

不同的液体汽化热不同。

同种液体在不同的温度时其汽化热亦不同。

当温度升高时其汽化热减小。

这是由于温度升高，液态与气态间的差别逐渐减少的缘故。

例如，1摩尔的水，在50C汽化，汽化热为42780J,而在100C汽化，汽化热为40680J。

在国际单位制中，汽化热的单位是J/kg。

【典型例题】例1 .晶体在熔化过程中所吸收的热量，将主要用于（）A.增加分子的动能B.增加分子的势能C.既增加分子的动能，也增加分子的势能D.既不增加分子的动能，也不增加分子的势能例2.某人在做测定水的汽化热实验时，得到的数据如下：铜制量热器小筒的质量M 1=200g ,通入水蒸气前筒内水的质量M2=350g，温度t1=14C ；通入t2=100 C的水蒸气后水的温度为__ __ ________ _____ 一，，..... ，一 2t3=36 C，水的质量变为M3=364g,他测得的水的汽化热L是多少？［铜的比热C铜=3.9 10 J例3 .将100C的水蒸气、50C的水和一20C的冰按质量比1 ： 2 ： 10的比例混合，求混合后的最终温度s = 2100J/（kg C） , c 水=4200 J/（kg C）, L = 2.26X 106 j/kg,Jl= 3.36X 105 J/kg）。

第3、4节饱和汽与饱和汽压__物态变化中的能量交换1.在密闭容器中的液体不断地蒸发，液面上的蒸汽也不断地凝结，当这两个同时存在的过程达到动态平衡时，宏观的蒸发也停止了，这种与液体处于动态平衡的蒸汽叫做饱和汽。

2．在一定温度下，饱和汽的分子数密度是一定的，因而饱和汽的压强也是一定的，这个压强叫做这种液体的饱和汽压。

3．在某一温度下，水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压之比称为空气的相对湿度。

4．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。

5．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、汽化1．汽化物质从液态变成气态的过程。

2．汽化的两种方式比较二、饱和汽与饱和汽压1．动态平衡在相同时间内，回到水中的分子数等于从水面飞出去的分子数，这时水蒸气的密度不再增大，液体水也不再减少，液体与气体之间达到了平衡状态。

2．饱和汽与液体处于动态平衡的蒸汽。

3．未饱和汽没有达到饱和状态的蒸汽。

4．饱和汽压一定温度下饱和汽的压强。

5．饱和汽压的变化随温度的升高而增大。

饱和汽压与蒸汽所占的体积无关，和蒸汽体积中有无其他气体无关。

三、空气的湿度和湿度计1．绝对湿度概念空气中所含水蒸气的压强。

2．相对湿度概念空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比。

相对湿度＝水蒸气的实际压强同温度水的饱和汽压。

3．常用湿度计干湿泡湿度计、毛发湿度计、传感器湿度计。

四、熔化热与汽化热1．物态变化中的能量交换2．熔化热(1)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。

(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，所需的能量也就不同，因此不同晶体的熔化热也不相同。

(4)非晶体在不同温度下熔化时吸收的热量是不同的，因此非晶体没有确定的熔化热。

3．汽化热(1)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。