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第4讲温度和温标[目标定位] 1.知道平衡态、热平衡的定义． 2.明确温度的定义及判断系统处于热平衡的条件． 3.能区分摄氏温度与热力学温度，记住它们之间的关系．一、平衡态和状态参量1．系统：在物理学中，通常把研究对象称为系统．2．状态参量：用来描述系统状态的物理量，叫做系统的状态参量．3．平衡态：系统的宏观性质不再随时间变化，这种情况就说系统达到了平衡态．二、热平衡与温度1．热平衡：两个相互接触的热力学系统，最后系统的状态参量都不再改变，这时两个系统具有“共同性质”，我们就说这两个系统达到了热平衡．2．热平衡定律：如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，这个结论称为热平衡定律，也叫热力学第零定律．3．温度：热平衡中具有的“共同的热学性质”叫做温度．三、温度计与温标1．摄氏温标：一种常用的表示温度的方法，规定标准大气压下冰的熔点为0_℃，水的沸点为100_℃，在0 ℃和100 ℃之间均匀分成100等份，每份算做1 ℃.2．热力学温标：现代科学中常用的表示温度的方法，热力学温标也叫绝对温标．热力学温标表示的温度叫热力学温度．用符号T表示，单位是开尔文，符号为K.3．摄氏温度与热力学温度的关系为T＝t＋273.15_K.一、热平衡与平衡态的理解1．平衡态(1)热力学的平衡态是一种动态平衡，组成系统的分子仍在不停地做无规则运动，只是分子运动的平均效果不随时间变化，表现为系统的宏观性质不随时间变化．(2)平衡态是一种理想情况，因为任何系统完全不受外界影响是不可能的．2．一切达到热平衡的系统都具有相同的温度．例1下列说法正确的是()A．两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的热量B．如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统也必定处于热平衡C．温度是决定两个系统是否达到热平衡状态的唯一物理量D．热平衡定律是温度计能够用来测量温度的基本原理答案BCD解析热平衡的系统都具有相同的状态参量——温度，故A错误、C正确；由热平衡定律，若物体与A处于热平衡，它同时也与B达到热平衡，则A的温度便等于B的温度，这也是温度计用来测量温度的基本原理，故B、D项正确．针对训练关于平衡态和热平衡，下列说法中正确的有()A．只要温度不变且处处相等，系统就一定处于平衡态B．两个系统在接触时它们的状态不发生变化，这两个系统原来的温度是相等的C．热平衡就是平衡态D．处于热平衡的两个系统的温度一定相等答案BD解析一般来说，描述系统的状态参量不止一个，根据平衡态的定义可以确定A错；根据热平衡的定义可知B和D是正确的；平衡态是针对某一系统而言的，热平衡是两个系统相互影响的最终结果，可见C错．正确选项为B、D.二、温度和温标1．“温度”含义的两种说法(1)宏观角度：表示物体的冷热程度．(2)热平衡角度：两个处于热平衡的系统存在一个数值相等的物理量，这个物理量就是温度．2．温度计测量原理一切互为热平衡的系统都具有相同的温度．温度计与待测物体接触，达到热平衡，其温度与待测物体相同．3．热力学温度与摄氏温度的关系(1)T＝t＋273.15 K(2)ΔT＝Δt例2下列关于热力学温度的说法中正确的是()A．－33 ℃＝240 KB．温度变化1 ℃，也就是温度变化1 KC．摄氏温度与热力学温度都可能取负值D．温度由t℃升至2t℃，对应的热力学温度升高了t＋273 K答案AB解析本题主要考查热力学温度与摄氏温度的关系：T＝t＋273 K，由此可知：－33 ℃＝240 K，故A、B选项正确；D中初态热力学温度为t＋273 K，末态为2t＋273 K，温度升高了t K，故D选项错误；对于摄氏温度可取负值的范围为0～－273 ℃，因绝对零度达不到，故热力学温度不可能取负值，故C选项错误．本题应选A、B.针对训练关于热力学温度和摄氏温度，以下说法正确的是()A．热力学温度的单位“K”是国际单位制中的基本单位B．温度升高了1 ℃就是升高了1 KC．物体的温度由本身决定，数值与所选温标无关D．0 ℃的温度可用热力学温度粗略地表示为273 K答案ABD热平衡与平衡态1．如果一个系统达到了平衡态，那么这个系统各处的()A．温度、压强、体积都必须达到稳定的状态不再变化B．温度一定达到了某一稳定值，但压强和体积仍是可以变化的C．温度一定达到了某一稳定值，并且分子不再运动，达到了“凝固”状态D．温度、压强就会变得一样，但体积仍可变化答案 A解析如果一个系统达到了平衡态，系统内各部分的状态参量如温度、压强和体积等不再随时间发生变化．温度达到稳定值，分子仍然是运动的，不可能达到所谓的“凝固”状态．2．两个原来处于热平衡状态的系统，分开后，由于受外界的影响，其中一个系统的温度升高了5 K，另一个系统的温度升高了5 ℃，则下列说法正确的是()A．两个系统不再是热平衡状态B．两个系统此时仍是热平衡状态C．两个系统的状态都发生了变化D．两个系统的状态都没有发生变化答案BC解析由于两个系统原来处于热平衡状态，温度相同，当分别升高5 ℃和5 K后，温度仍相同，两个系统仍为热平衡状态，故A错误、B正确；由于温度发生了变化，系统的状态也发生了变化，故C正确、D错误．温标与温度3．下列关于热力学温度的说法中，不正确的是()A．热力学温度与摄氏温度的每一度的大小是相同的B．热力学温度的零度等于－273.15 ℃C．热力学温度的零度是不可能达到的D．气体温度趋近于绝对零度时，其体积趋近于零答案 D解析热力学温度的0 K是摄氏温度的－273.15 ℃，因此B正确；每升高(或降低)1 K等价于升高(或降低)1 ℃，故A正确；热力学温度的零度只能无限接近，却不可能达到，且趋近绝对零度时，气体液化或凝固，但有体积，故C对、D错．4．(2014·南京)下列有关温度的说法正确的是()A．用摄氏温标和热力学温标表示温度是两种不同的表示方法B．用两种温度表示温度的变化时，两者的数值相等C．1 K就是1 ℃D．当温度变化1 ℃时，也可以说成温度变化274 K答案AB解析温标是用来定量描述温度的方法，常用的温标有摄氏温标和热力学温标，两种温标表示同一温度时，数值不同，但在表示同一温度变化时，数值是相同的．若物体的温度升高1 K，也可以说物体的温度升高1 ℃，但在表示物体的温度时，物体的温度为1 K，而不能说成物体的温度为1 ℃.(时间：60分钟)题组一平衡态与热平衡1．下列状态中处于热平衡态的是()A．将一金属块放在沸水中加热足够长的时间B．冰水混合物处在0 ℃环境中C．一个装有气体的密闭绝热容器匀速运动，容器突然停止运动，容器内的气体D．开空调2分钟内教室内的气体答案AB解析系统处于热平衡态时，其状态参量稳定不变，金属块放在沸水中加热足够长的时间，冰水混合物在0 ℃环境中，其温度、压强、体积都不再变化，是平衡态，故A、B对；一个装有气体的密闭绝热容器匀速运动突然停止时，容器内气体的温度升高，压强变大，故其不是平衡态，C错；开空调2分钟内教室内的气体、温度、体积均要变化，故其不是平衡态，D错．2．有关热平衡的说法正确的是()A．如果两个系统在某时刻处于热平衡状态，则这两个系统永远处于热平衡状态B．热平衡定律只能研究三个系统的问题C．如果两个系统彼此接触而不发生状态参量的变化，这两个系统又不受外界影响，那么这两个系统一定处于热平衡状态D．两个处于热平衡状态的系统，温度可以有微小的差别答案 C解析本题考查的知识点是热平衡．处于热平衡状态的系统，如果受到外界的影响，状态参量会随之变化，温度也会变化，故A错；热平衡定律对多个系统也适用，故B错；由热平衡的意义知，C正确；温度是热平衡的标志，必须相同，故D错．题组二温度与温标3．关于温度的物理意义，下列说法中正确的是()A．温度是物体冷热程度的客观反映B．人如果感觉到某个物体很凉，就说明这个物体的温度很低C．热量会自发地从含热量多的物体传向含热量少的物体D．热量会自发地从温度较高的物体传向温度较低的物体答案AD解析温度是表示物体冷热程度的物理量，但人们对物体冷热程度的感觉具有相对性，A正确、B错误；热传递的方向是热量自发地从温度较高的物体传向温度较低的物体，而热量是过程量，不能说物体含有热量，C错误、D正确．4．下列有关温标的说法正确的是()A．温标不同，测量时得到同一系统的温度数值可能是不同的B．不同温标表示的温度数值不同，则说明温度不同C．温标的规定都是人为的，没有什么理论依据D．热力学温标和摄氏温标是两种不同的温度表示方法，表示的温度数值没有关系答案 A解析温标不同，测量同一系统的温度数值一般不同，A对、B错；每一种温标的规定都有一定意义，如摄氏温标的0 ℃表示标准大气压下冰的熔点，100 ℃为标准大气压下水的沸点，C错；热力学温标和摄氏温标，数值上有T＝t ＋273 K，D错．5．下列叙述正确的是()A．若不断冷冻，物体的温度就不断地下降B．温度是决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡状态的物理量C．热力学零度是低温的下限D．任何物体，温度下降到某一点就不能再降答案BCD解析热力学零度是低温的下限，永远不能到达，故A错．题组三温度与温度计6．伽利略在1593年，制造了世界上第一个温度计——空气温度计，如图7－4－1所示，一个细长颈的球形瓶倒插在装有红色液体的槽中，细管中的液面清晰可见，如果不考虑外界大气压的变化，就能根据液面的变化测出温度的变化，则()图7－4－1A．该温度计的测温物质是槽中的液体B．该温度计的测温物质是细管中的红色液体C．该温度计的测温物质是球形瓶中的空气D．该温度计是利用测温物质的热胀冷缩性质制造的答案CD解析细管中的红色液体是用来显示球形瓶中空气的体积随温度变化情况的，测温物质是球形瓶中封闭的空气，该温度计是利用它的热胀冷缩的性质制造的，故A、B错，C、D正确．7．如图是四种测液体温度的方法，其中正确的是()答案 D解析温度计的正确使用方法是将温度计的玻璃泡而非整个温度计放入液体中，并且不要让温度计液泡与容器壁或底接触，所以D项正确．8．根据图7－4－2判断，人们选择的温度计中的测量物质及其依据是()图7－4－2A．水，水的密度小B．水，水的密度出现异常现象C．汞，汞的密度大D．汞，汞的密度与温度呈规则的线性关系答案 D解析由于水的密度和温度关系的曲线是不规则曲线，如果选水为测温物质，则温度计刻度不均匀；汞的密度与温度呈规则的线性关系，选汞为测温物质，温度计刻度均匀．故正确答案为D.题组四综合应用9．严冬湖面上结了厚厚的冰，但冰下面鱼儿仍在游动．为了测出冰下水的温度，徐强同学在冰上打了一个洞，拿来一支实验室温度计，用下列四种方法测水温，正确的做法是()A．用线将温度计拴牢从洞中放入水里，待较长时间后从水中提出，读出示数B．取一塑料饮水瓶，将瓶拴住从洞中放入水里，水灌满瓶后取出，再用温度计测瓶中水的温度C．取一塑料饮水瓶，将温度计悬挂在瓶中，再将瓶拴住从洞中放入水里，水灌满瓶后待较长时间，然后将瓶提出，立即从瓶外观察温度计的示数D．手拿温度计，从洞中将温度计插入水中，待较长时间后取出立即读出示数答案 C解析要测量冰下水的温度，必须在温度计与冰下的水达到热平衡时，再读出温度计的示数，但是隔着冰又没法直接读数，把温度计取出来，显示的又不是原热平衡状态下的温度，所以A、D的做法不正确，C的做法正确；B的做法也失去了原来的热平衡，饮水瓶提出后，再用温度计测，这时，周围空气也参与了热交换，测出的温度不再是冰下水的温度．10．摄氏温标：在1954年以前，标准温度的间隔是用两个定点确定的．它们是水在标准大气压下的沸点(汽化点)和冰在标准大气压下与饱和空气的水相平衡时的熔点(冰点)．摄氏温标(以前称为百分温标)是由瑞典物理学家摄尔修斯设计的．如图7－4－3所示，以冰点定为0 ℃，汽化点定为100 ℃，因此在这两个固定点之间共为100 ℃，即一百等份，每等份代表1度，用1 ℃表示，用摄氏温标表示的温度叫做摄氏温度．摄氏温标用度作单位，常用t表示．热力学温标由英国科学家威廉·汤姆逊(开尔文)创立，把－273.15 ℃作为零度的温标，叫做热力学温标(或绝对温标)．热力学温标用K表示单位，常用T表示．试回答：图7－4－3一般实验室里常用的一种摄氏温度计(1)热力学温标与摄氏温标之间的关系为：________.(2)如果可以粗略地取－273 ℃为绝对零度．在一标准大气压下，冰的熔点为________℃，即为________ K，水的沸点是________℃，即________ K.(3)如果物体的温度升高1 ℃，那么，物体的温度将升高________ K.答案(1)T＝t＋273.15 K(2)027*******(3)1解析(1)摄氏温标冰点温度为0 ℃，汽化点温度为100 ℃，且用t表示；而热力学温标是把－273.15 ℃作为零开尔文的，用T表示，所以热力学温标与摄氏温标之间的关系为T＝t＋273.15 K.。
1固体1．晶体与非晶体(1)常见的晶体和非晶体①常见的晶体：石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、蔗糖、味精、雪花。
说明：雪花是水蒸气凝华时形成的晶体，它们的形状虽然不同，但都是六角形的图案。
食盐晶体总是立方体形，明矾晶体总是八面体形，石英晶体(俗称水晶)的中间是一个六棱柱，两端是六棱锥。
如图所示。
几种晶体的几何形状②常见的非晶体：玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶。
(2)单晶体与多晶体①单晶体：如果一个物体就是一个完整的晶体，这样的晶体叫做单晶体。
例如：雪花、食盐小颗粒、单晶硅、单晶锗等。
②多晶体：如果整个物体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体组成的，这样的物体叫做多晶体。
其中的小晶体叫做晶粒。
如：由许多食盐单晶体粘在一起而成大块的食盐，就是多晶体。
其中的小晶体叫做晶粒。
多晶体a．多晶体没有规则的几何形状。
b．不显示各向异性(每一晶粒内部都是各向异性的)。
c．有确定的熔点。
(3)非晶体：没有规则的几何形状。
(4)晶体和非晶体的差异①在外形上：单晶体具有规则的几何形状，多晶体和非晶体没有规则的几何形状。
②在物理性质上，晶体的物理性质与方向有关(这种特性叫各向异性)，非晶体的物理性质在各个方向是相同的(这种特性叫各向同性)。
云母导热性上表现出显著的各向异性，而有些晶体在导电性上表现出显著的各向异性，如方铝矿；有些晶体在光的折射上表现出显著的各向异性，如方解石。
例如：将石蜡均匀涂在云母片上和玻璃板上，用烧红的钢针接触没有涂蜡的另一面。
现象：熔化了的石蜡在云母片上呈椭圆形，而在玻璃片上呈圆形。
结论：晶体云母在各个方向上的导热性能不同，而非晶体玻璃在各个方向上的导热性能相同。
谈重点：晶体、非晶体辨析(1)晶体具有各向异性，并不是每种晶体在各种物理性质上都表现出各向异性。
(2)固体是否有确定的熔点，可作为区分晶体和非晶体的标志。
【例1－1】晶体和非晶体除在外形上有差别外，晶体都具有________，而非晶体________；单晶体具有________，多晶体具有________。
学案1固体[目标定位]1.能说出晶体和非晶体的特点及区分方法.2.能说出单晶体与多晶体的区别.3.了解晶体结构的认识过程，知道晶体内部结构的特点．一、晶体和非晶体[问题设计]1．观察玻璃、蜂蜡、塑料、食盐、蔗糖、石英，比较它们的外形有何不同？答案玻璃、蜂蜡、塑料没有规则的几何外形，盐粒、蔗糖、石英有规则的几何外形．2.在云母片和玻璃片上分别涂上一层很薄的石蜡，然后用烧热的钢针去接触云母片及玻璃片的另一面，石蜡熔化，如图1所示，那么你看到的现象及得出的结论是什么？图1答案玻璃片上石蜡的熔化区呈圆形，说明玻璃片沿各个方向的导热性能相同．云母片上石蜡的熔化区呈椭圆形，说明云母片沿各个方向的导热性能不相同．[要点提炼]晶体与非晶体的区别[1．如何区分晶体和非晶体？如何区分单晶体和多晶体？答案有确定的熔点的是晶体，没有确定熔点的是非晶体．单晶体和多晶体虽都有确定的熔点，但还有两点不同：其一，单晶体有天然规则的形状，多晶体没有；其二，单晶体物理性质上表现为各向异性，多晶体则表现为各向同性．2．金属物体没有固定、规则的几何外形，但它们都有确定的熔点，那么金属是晶体，还是非晶体？答案金属是多晶体，多晶体是由许多单晶体杂乱无章地组合而成的，没有规则的几何外形，在物理性质上表现为各向同性，但它们有确定的熔点．二、晶体的微观结构[问题设计]1．单晶体具有规则的外形，物理性质方面表现为各向异性，而非晶体却没有规则的外形，并且物理性质方面表现为各向同性．产生这些不同的根本原因是什么呢？答案它们的微观结构不同．2．金刚石和石墨都是由碳原子构成的，但它们在硬度上差别很大，这说明什么问题？答案金刚石是网状结构，原子间的作用力强，所以金刚石的硬度大．石墨是层状结构，原子间的作用力弱，所以石墨的硬度小．这说明组成物质的微粒按照不同的规则在空间分布，会形成不同的晶体．[要点提炼]1．组成晶体的原子(或分子、离子)，按照一定的规则排列，具有空间上的周期性．2．微观结构的不同，造成晶体与非晶体形状和物理性质的不同．3．组成晶体的微粒间的相互作用很强，它们只能在一定的平衡位置附近不停地做微小的振动．[延伸思考]天然水晶是晶体，而熔化以后再凝固的水晶则是非晶体，这说明了什么？答案有些晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化．一、晶体和非晶体例1下列关于晶体和非晶体的说法，正确的是()A．所有的晶体都表现为各向异性B．晶体一定有规则的几何形状，形状不规则的金属一定是非晶体C．大盐粒磨成细盐，就变成了非晶体D．所有的晶体都有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点解析只有单晶体才表现为各向异性，故A错；单晶体有规则的几何形状，而多晶体无规则的几何形状，金属属于多晶体，故B错；大盐粒磨成细盐，细盐仍是形状规则的晶体，在放大镜下能清楚地观察到，故C错；晶体和非晶体的一个重要区别就是晶体有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点，故D对．答案 D例2在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针接触其背面一点，蜡熔化的范围如图2(a)所示，而甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图(b)所示，则()图2A．甲、乙是非晶体，丙是晶体B．甲、丙是晶体，乙是非晶体C．甲、丙是非晶体，乙是晶体D．甲是非晶体，乙是多晶体，丙是单晶体答案 B解析由题图(a)知，甲、乙的导热性呈各向同性，丙的导热性呈各向异性；由题图(b)知，甲、丙有固定的熔点，乙没有固定的熔点．所以甲是多晶体，乙是非晶体，丙是单晶体．二、晶体的微观结构例3下列说法正确的是()A．晶体具有天然规则的几何形状，是因为其物质微粒是规则排列的B．有的物质能够生成种类不同的几种晶体，是因为它们的物质微粒能够形成不同的空间结构C．凡各向同性的物质一定是非晶体D．晶体的各向异性是由晶体内部结构决定的解析晶体的外形、物理性质都是由晶体的微观结构决定的，A、B、D正确；各向同性的物质不一定是非晶体，也有可能是多晶体，C错误．答案ABD针对训练2010年诺贝尔物理学奖授予安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究．他们通过透明胶带对石墨进行反复的粘贴与撕开使得石墨片的厚度逐渐减小，最终寻找到了厚度只有0.34 nm 的石墨烯，是碳的二维结构．如图3所示为石墨、石墨烯的微观结构，根据以上信息和已学知识判断，下列说法中正确的是()图3A．石墨是晶体，石墨烯是非晶体B．石墨是单质，石墨烯是化合物C．石墨、石墨烯与金刚石都是晶体D．他们是通过物理变化的方法获得石墨烯的答案CD解析石墨、石墨烯、金刚石都为晶体且都为单质，A、B错误，C正确；两位科学家是通过物理变化的方法获得石墨烯的，D正确．故正确的答案为C、D.1．(晶体和非晶体)下列哪些现象能说明晶体与非晶体的区别()A．盐粒是正方体，而蜂蜡无规则形状B．石墨可导电，沥青不能导电C．冰熔化时，温度保持不变；松香受热熔化时，温度持续升高D．金刚石密度大，石墨密度小答案AC解析单晶体有规则的几何外形和确定的熔点，而非晶体没有，据此知A、C正确．2．(晶体和非晶体)某球形固体物质，其各向导热性能相同，则该物体()A．一定是非晶体B．可能具有确定的熔点C．一定是单晶体，因为它有规则的几何外形D. 一定不是单晶体，因为它具有各向同性的物理性质答案 B解析导热性能各向相同的物体可能是非晶体，也可能是多晶体，因此，A选项错误；多晶体具有确定的熔点，因此B选项正确；物体外形是否规则不是判断是否是单晶体的依据，应该说，单晶体具有规则的几何外形是“天生”的，而多晶体和非晶体也可以有规则的几何外形，当然这只能是“后天”人为加工的，因此C选项错误；单晶体也不一定各个物理特性都具有各向异性，故D选项错误．3．(晶体的微观结构)晶体具有各向异性的特点是由于()A．晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同B．晶体在不同方向上物质微粒的排列情况相同C．晶体内部结构的无规则性D．晶体内部结构的有规则性答案AD解析晶体的各向异性取决于晶体内部结构的有规则性，即不同方向上物质微粒的排列情况不同．故正确答案为A、D.4．(晶体的微观结构)关于晶体和非晶体，下列说法正确的是()A．它们由不同的空间点阵构成B．晶体内部的物质微粒是有规则地排列的，非晶体内部的物质微粒在不停地运动着C．晶体内部的物质微粒是静止的，而非晶体内部的物质微粒是不停地运动着的D．在物质内部的各个平面上，微粒数相等的是晶体，微粒数不等的是非晶体答案 B解析空间点阵是晶体的一个特殊结构，是晶体的一个特性，所以A是错误的；不管是晶体还是非晶体，组成物质的微粒永远在做热运动，所以C是错误的；非晶体提不到层面的问题，即使是晶体，各个层面的微粒数也不一定相等，所以D 也是错误的．故正确答案为B.固体⎩⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎧ 晶体⎩⎪⎨⎪⎧ 单晶体⎩⎪⎨⎪⎧ 物理性质各向异性有规则的几何外形有确定的熔点多晶体⎩⎪⎨⎪⎧ 物理性质各向同性有确定的熔点晶体的微观结构非晶体⎩⎪⎨⎪⎧ 物理性质各向同性无规则的几何外形无确定的熔点题组一 单晶体、多晶体和非晶体的区别1．关于晶体和非晶体，下列说法正确的是( )A ．金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体B ．晶体的分子(或原子、离子)排列是有规则的C ．单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点D ．单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的，非晶体是各向同性的答案 BC解析 金刚石、食盐、水晶是晶体，玻璃是非晶体，选项A 错误；单晶体具有各向异性，多晶体具有各向同性，选项D 错误；晶体分子的排列是有规则的，且有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，选项B 、C 正确．2．如图1所示是两种不同物质的熔化曲线，根据曲线判断下列说法正确的是()图1A ．甲是晶体B ．乙是晶体C．甲是非晶体D．乙是非晶体解析在晶体熔化过程中，不断吸热，但温度却保持不变(熔点对应的温度)，而非晶体没有确定的熔点，不断加热，非晶体先变软，然后熔化，温度却不断上升，因此甲对应的是晶体，乙对应的是非晶体．答案AD3.如图2所示，ACBD是一厚度均匀的由同一种材料构成的圆板．AB和CD是互相垂直的两条直径，把圆板从图示位置转90°后电流表读数发生了变化(两种情况下都接触良好)．关于圆板，下列说法正确的是()图2A．圆板是非晶体B．圆板是多晶体C．圆板是单晶体D．圆板沿各个方向导电性能不同答案CD4．关于一块长方体的铜条，下列说法正确的是()A．它是一块晶体，因为它有规则的几何外形B．它是一块晶体，因为它有确定的熔点C．它是一块多晶体，因为它是由许多晶粒杂乱无章排列而成的D．它是一块非晶体，因为它的物理性质表现为各向同性答案BC解析金属铜条是多晶体，有固定的熔点，它内部的晶体颗粒的排列是杂乱无章的．5．北京奥运会的国家游泳中心——水立方，像一个透明的水蓝色的“冰块”，透过它其内部设施尽收眼底，这种独特的感觉就源于建筑外墙采用了一种叫做ETFE(四氟乙烯和乙烯的共聚物)的膜材料，这种膜材料属于非晶体，那么它具有的特性是()A．在物理性质上具有各向同性B．在物理性质上具有各向异性C．具有固定的熔点D．没有固定的熔点答案AD解析因为这种材料属于非晶体，因此在物理性质上具有各向同性，没有固定的熔点，选项A、D正确．题组二对晶体的微观结构的理解6．下列说法中正确的是()A．化学成分相同的物质只能生成同一种晶体B．因为石英是晶体，所以由石英制成的玻璃也是晶体C．普通玻璃是非晶体D．一块铁的物理性质虽然呈各向同性，但它是晶体答案CD解析化学成分相同的物质可以生成多种不同的晶体，如石墨和金刚石，故A错误；石英制成的玻璃是混合物不是晶体，故B错误，C正确；铁为多晶体，物理性质表现为各向同性，故D正确．7．下列叙述中正确的是()A．晶体的各向异性是由于它的微粒按空间点阵结构排列B．单晶体具有规则的几何外形是由于它的微粒按一定规则排列C．非晶体有规则的几何形状和确定的熔点D．石墨的硬度比金刚石差得多，是由于它的微粒没有按空间点阵分布答案AB8．下列关于晶体空间点阵的说法，正确的是()A．构成晶体空间点阵的物质微粒，可以是分子，也可以是原子或离子B．晶体的物质微粒之所以能构成空间点阵，是由于晶体中物质微粒之间相互作用很强，所有物质微粒都被牢牢地束缚在空间点阵的结点上不动C．所谓空间点阵与空间点阵的结点，都是抽象的概念；结点是指组成晶体的物质微粒做永不停息的微小振动的平衡位置；物质微粒在结点附近的微小振动，就是热运动D．相同的物质微粒，可以构成不同的空间点阵，也就是同一种物质能够生成不同的晶体，从而能够具有不同的物理性质答案ACD解析组成晶体的物质微粒可以是分子、原子或离子．这些物质微粒也就是分子动理论中所说的分子．显然，组成晶体的物质微粒处在永不停息的无规则的热运动之中，物质微粒之间还存在相互作用，晶体的物质微粒之所以能构成空间点阵，是由于晶体中物质微粒之间的相互作用很强，物质微粒的热运动不足以克服这种相互作用而彼此远离，所以选项B的说法错误，故正确答案为A、C、D.9．利用扫描隧道显微镜(STM)可以得到物质表面原子排列的图象，从而可以研究物质的构成规律．如图3所示的照片是一些晶体材料表面的STM图象，通过观察、比较，可以看到这些材料都是由原子在空间排列而构成的，具有一定的结构特征．则构成这些材料的原子在物质表面排列的共同特点是：图3(1)________________________________________________________________________；(2)________________________________________________________________________．答案(1)在确定方向上原子有规律地排列；在不同方向上原子的排列规律一般不同(2)原子的排列具有一定的对称性解析从题图中可以看出，这几种材料的原子排列均有一定的规则，因此是晶体，具有晶体的特点．。
§9.2 液体制作：_____________审核：______________班级： .组名： . 姓名： .时间：年月日【学习指导】：1兴趣、好奇心、不断尝试、自主性、积极性2动脑思考，头脑清晰3狠抓落实，而且要有具体的落实措施4听懂是骗人的，看懂是骗人的，做出来才是自己的5独立、限时、满分作答6不仅要去学习，而且要学出效果，还要提高效率。
7保证效果就要每个点都要达标。
达标的标准是能够“独立做（说、写）出来”，不达标你的努力就体现不出来8该记的记，该理解的理解，该练习的练习，该总结的总结，勿懈怠！9费曼学习法：确定一个学习的知识点；假设你在教授别人该知识点；遇到卡壳时回顾相关知识点；简化你的语言，达到通俗易懂的程度。
该法尤其适合概念、定义、定理、定律等的理解和记忆。
10明确在学习什么东西，对其中的概念、定律等要追根溯源，弄清来龙去脉才能理解透彻、应用灵活11总结：11.1每题总结：每做完一道题都要总结该题涉及的知识点和方法11.2题型总结：先会后熟，一种题型先模仿、思考，弄懂后，总结出这类题型的出现特征、解题方法，然后再多做几道同类型的，直到遇到这种题型就条件反射得知道怎么做11.3小节总结：总结该小节的知识结构、常见题型及做法11.4章节总结：总结该章节的知识结构、常见题型及做法12多做多思，孰能生巧，熟到条件反射，这样一是能见到更多的出题方式，二是能提高做题速度13根据遗忘曲线，进行循环复习14步骤规范，书写整洁，条理清晰15步骤一步一步的写，最好不要把几个公式合成一个式子来写，因为有步骤分16错题本的建立：在每次发的试卷资料的右上角写上日期，同一科目的试卷按日期顺序放好。
在做错的题号上画叉号，在不会做的题号上画问号，以后就是一本很好的错题集。
其他资料亦如此处理。
这种方式简单实用。
同时，当你积攒到一定程度，看到自己做过的厚厚的资料，难道不会由衷的产生一种成就感么？！【一分钟德育】(将下面的内容对照自身，理论要落地)成人之间，听话要听音儿1.“我来买单”和“我来买单吧”是两个意思。
液体课时教学设计
）掌握液体表面张力产生的原因和方向
了解液体液体的微观粒子也在平衡位置附近做微小的振
了解表面张力现象在实际中的应用，
通过对表面
排布对物质宏观性质的影响，我们分别研究物质的固态、液态和气
、延展性等等。
通过上面
定的小区域构成，而这些小区域又杂乱无章的排布着
自然界的水、流动的水银，炽热的铁水等等都是物质的液态形式。
在观察这些液态景观时，我们会注意到：荷叶上的小水滴和草上的露珠会呈球形，一滴汞能成为球形在玻璃板上滚动，这些现象
这些现象都与液体表面的性质有关。
跟气体接触的液面薄层叫做表
部分具有引力作用，
部分收缩，我们将液面各
表面张力的作用使得液
问题：请学生们分析下面这些现象，并解释产生的原因？
处于
又受到下方液
、附着层内液体分子间的距离大于分子力平衡距离
液体边缘部分的表面张力
些晶体相似，具有各项．非晶体的结构跟液体非常类似，可以看作是粘滞性极大的液体
．液晶既不是固体也不是液体
．用滴管滴液滴，滴的液滴总是球形，这是由于表面张力的缘故
．肥皂泡呈球
．熔化的铁水注入内空且为球形的砂箱，冷却后铸成一个铁球
隙但不漏雨水
、毛细现象。
课时9.4物态变化中的能量交换1.了解固体的熔化热,并知道不同固体有不同的熔化热。
2.了解液体的汽化热,了解液体变为气体时吸收热量是为了克服分子引力做功和克服大气压力做功。
3.了解气体液化在生产、生活与科学技术中的应用。
4.会用熔化热和汽化热计算物态变化中的有关问题,体会能的转化与守恒在物态变化中的应用。
重点难点:知道熔化和熔化热、汽化和汽化热的概念,会用熔化热和汽化热处理有关问题。
会用微观结构的变化解释熔化热、汽化热。
教学建议:本节教材内容理论性、应用性很强,重点是让学生了解熔化及熔化热、汽化及汽化热的概念,物态变化时能量是怎样转化的,对吸热或放热的判断,热量怎样计算,等等。
学生学习时应重点探讨从微观结构用能量观点对熔化热和汽化热加以认识、解释,探究影响因素。
在教法上列举生活、生产、科技应用中的现象说明、解释;用图表数据和汽化热随温度的变化曲线进行说明;通过例题加深学生对内容的理解和记忆。
导入新课:冰箱是现代家庭常用的一种电器,有了冰箱,我们的许多食物都能够得到很好的保鲜和储存。
那么,你知道冰箱能够制冷的原理吗?1.熔化热熔化(1)熔化指的是物质从①固态变成②液态的过程,而凝固则是熔化的③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④熔化热。
2.汽化热汽化(1)汽化是指物质从⑤液态变成⑥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⑦汽化热。
1.100 ℃的水和100 ℃的水蒸气都可能烫伤人,但往往水蒸气烫伤人的后果严重一些,这是什么原因?解答:水蒸气烫伤人时有个液化的过程,水蒸气在液化变成100 ℃的水时会放出大量的热,故水蒸气烫伤人的后果更严重。
2.俗话说“下雪不冷化雪冷”,你知道这是什么原因吗?天热的时候人为什么会出汗?出汗时如果再吹电风扇会感到更凉爽,你能用所学知识解释这些生活现象吗?解答:因为雪融化时要吸收大量的热,所以化雪时更冷。
§9.1 固体制作：_____________审核：______________班级： .组名： . 姓名： .时间：年月日【学习指导】：1兴趣、好奇心、不断尝试、自主性、积极性2动脑思考，头脑清晰3狠抓落实，而且要有具体的落实措施4听懂是骗人的，看懂是骗人的，做出来才是自己的5独立、限时、满分作答6不仅要去学习，而且要学出效果，还要提高效率。
7保证效果就要每个点都要达标。
达标的标准是能够“独立做（说、写）出来”，不达标你的努力就体现不出来8该记的记，该理解的理解，该练习的练习，该总结的总结，勿懈怠！9费曼学习法：确定一个学习的知识点；假设你在教授别人该知识点；遇到卡壳时回顾相关知识点；简化你的语言，达到通俗易懂的程度。
该法尤其适合概念、定义、定理、定律等的理解和记忆。
10明确在学习什么东西，对其中的概念、定律等要追根溯源，弄清来龙去脉才能理解透彻、应用灵活11总结：11.1每题总结：每做完一道题都要总结该题涉及的知识点和方法11.2题型总结：先会后熟，一种题型先模仿、思考，弄懂后，总结出这类题型的出现特征、解题方法，然后再多做几道同类型的，直到遇到这种题型就条件反射得知道怎么做11.3小节总结：总结该小节的知识结构、常见题型及做法11.4章节总结：总结该章节的知识结构、常见题型及做法12多做多思，孰能生巧，熟到条件反射，这样一是能见到更多的出题方式，二是能提高做题速度13根据遗忘曲线，进行循环复习14步骤规范，书写整洁，条理清晰15步骤一步一步的写，最好不要把几个公式合成一个式子来写，因为有步骤分16错题本的建立：在每次发的试卷资料的右上角写上日期，同一科目的试卷按日期顺序放好。
在做错的题号上画叉号，在不会做的题号上画问号，以后就是一本很好的错题集。
其他资料亦如此处理。
这种方式简单实用。
同时，当你积攒到一定程度，看到自己做过的厚厚的资料，难道不会由衷的产生一种成就感么？！【一分钟德育】(将下面的内容对照自身，理论要落地)我就是我我是世上独一无二的我自信，我成功!我自强，我快乐!有志者，事竟成，破釜沉舟，百二秦关终属楚；苦心人，天不负，卧薪尝胆，三千越甲可吞吴。
高中物理人教版选秀3-3教案第七章1、物质是由大量分子组成的一、教学目标1．在物理知识方面的要求：（1）知道一般分子直径和质量的数量级；（2）知道阿伏伽德罗常数的含义，记住这个常数的数值和单位；（3）知道用单分子油膜方法估算分子的直径。
二、重点、难点分析1．使学生理解和学会用单分子油膜法估算分子大小（直径）的方法；2．运用阿伏伽德罗常数估算微观量（分子的体积、直径、分子数等）的方法。
三、教具1．教学挂图或幻灯投影片：水面上单分子油膜的示意图；离子显微镜下看到钨原子分布的图样。
2．演示实验：演示单分子油膜：油酸酒精溶液（1：20O），滴管，直径约20cm圆形水槽，烧杯，画有方格线的透明塑料板。
四、主要教学过程（一）热学内容简介1．热现象：与温度有关的物理现象。
如热胀冷缩、摩擦生热、水结冰、湿衣服晾干等都是热现象。
2．热学的主要内容：热传递、热膨胀、物态变化、固体、液体、气体的性质等。
3．热学的基本理论：由于热现象的本质是大量分子的无规则运动，因此研究热学的基本理论是分子动理论、量守恒规律。
（二）新课教学过程1．分子的大小。
分子是看不见的，怎样能知道分子的大小呢？（1）单分子油膜法是最粗略地说明分子大小的一种方法。
介绍并定性地演示：如果油在水面上尽可能地散开，可认为在水面上形成单分子油膜，可以通过幻灯观察到，并且利用已制好的方格透明胶片盖在水面上，用于测定油膜面积。
如图1所示。
提问：已知一滴油的体积V和水面上油膜面积S，那么这种油分子的直径是多少？在学生回答的基础上，还要指出：如果分子直径为d，油滴体积是V，油膜面积为S，则d=V／S，根据估算得出分子直径的数量级为10-10m。
（2）利用离子显微镜测定分子的直径。
看物理课本上彩色插图，钨针的尖端原子分布的图样：插图的中心部分亮点直接反映钨原子排列情况。
经过计算得出钨原子之间的距离是2×10-10m。
如果设想钨原子是一个挨着一个排列的话，那么钨原子之间的距离L就等于钨原子的直径d，如图2所示。
新课程人教版高中物理选修3-3导学练（全套）热学是物理学的一部分，它研究热现象的规律。
用来描述热现象的一个基本概念是温度，温度变化的时候，物体的许多性质都发生变化。
例如，多数物体在温度升高是体积膨胀；水在0℃以下是固体，在0℃以上才是液体；橡皮管冷却到－100℃以下会变得像玻璃一样易碎……凡是跟温度有关的现象都叫做热现象。
热学知识在实际中有重要的应用。
各种热机和致冷设备的研制，化工、冶金、气象的研究，都离不开热学知识。
研究热现象有两种不同的方法。
一种是从宏观上总结热现象的规律，引入内能的概念，并把内能跟其他形式的能联系起来；另一种是从物质的微观结构出发，建立分子动理论，说明热现象是大量分子无规则运动的表现。
这两种方法相辅相成，使人们对热现象的研究越来越深入。
把宏观和微观结合起来，是热学的特点。
学习中要注意统计思想在日常生活和解释自然想象中的普遍意义。
【学习目标】知识能力目标：明确分子动理论的内容，会用分子动理论和统计观点解释气体压强；了解固体、液晶的微观结构，会区别晶体和非晶体；理解能量守恒定律，用能量守恒观点解释自然现象。
过程方法目标：通过调查、实验的方法理解热学的研究方法，学会用统计思想解释热学现象，体会人们进入微观世界的线索以及对宏观现象的微观解释。
情感态度价值观目标：体会科学探索中的挫折和失败对科学发现的意义；感受探索微观世界的科学创新精神的激励作用，树立为科学探索而奋斗的献身精神。
通过联系生活和生产实际，学生将进一步认识能源开发、消耗和环境保护等方面的问题，树立可持续发展意识、社会参与意识，培养学生对社会负责的态度。
【内容扫描】设置意图：本书在重视知识形成的过程、方法的同时，力图挖掘知识所蕴含的能力、情感等多方面的教育价值，帮助学生在把握基础知识的基础上进一步培养观察能力、实验能力、思维能力、自学能力、创新能力，为全面提高综合素质打下坚实的基础。
结构分析：〔目标导航〕对每节的三维目标细致分析，有的放矢，目标明确。
高中物理学习材料桑水制作第4节物态变化中的能量交换1．熔化指的是物质从________变成________的过程，而凝固是指物质从________变成______的过程．某种晶体熔化过程中所需的能量与其________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________．不同晶体的熔化热____________，非晶体没有________的熔化热．2．汽化指的是物质从________变成________的过程，液化指的是物质从________变成_______的过程．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，叫做这种物质在这个温度下的____________．不同温度下的液体对应的汽化热____________，汽化热还与外界气体的压强有关．3．下列自然现象中，通过熔化形成的是( )A．春天，河里的冰化成水B．夏天清晨，花草叶子上附着的露水C．秋天清晨，笼罩大地的雾D．冬天，空中纷飞的雪花4．关于物质的熔化和凝固，下列说法正确的是( )A．各种固体都有一定的熔点B．各种固体都有一定的凝固点C．各种晶体的熔点相同D．非晶体熔化要吸热，温度不断上升5．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【概念规律练】知识点一熔化热和熔化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．对某晶体加热，当温度升高到一定程度时才开始熔化2．如下图所示的四个图象中，属于晶体凝固图象的是( )知识点二汽化热和汽化3．1 g100℃的水与1 g100℃的水蒸气相比较，下述说法中正确的是( )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4．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100℃时水的汽化热为L＝2 260 kJ/kg)【方法技巧练】物态变化中能量转化的计算方法5．绝热容器里盛有少量温度是0℃的水，从容器里迅速往外抽气的时候，部分水急剧地蒸发，而其余的水都结成0℃的冰．则结成冰的质量是原有水质量的多少倍？已知0℃的水的汽化热L＝2.49×106 J/kg，冰的熔化热λ＝3.34×105 J/kg.6.图1一电炉的功率P＝200 W，将质量m＝240 g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，设电能全部转化为热能并完全被样品吸收，试问：该固体样品的熔点和熔化热为多大？1．关于熔化及熔化热等概念，下列说法正确的是( )A．熔化热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，物体的分子动能一定保持不变D．熔化时，物体的分子势能一定保持不变2．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，使分子平均动能增加D．既增加分子平均动能，也增加分子势能3．下列说法中正确的是( )A．晶体有确定的熔化热，非晶体没有确定的熔化热B．不同晶体的熔化热也不相同C．晶体熔化时吸收热量而温度不变，主要是用来增加分子势能D．一定质量的晶体，熔化时吸收的热量与凝固时放出的热量不相等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5．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，试管内装有冰，给大烧杯加热时，以下现象正确的是( )A．烧杯内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之前，试管内的冰不会熔化D．试管内的冰始终不会熔化6．用吹风机的热风吹一支蘸了酒精的温度计时，温度计的示数是( )A．先降低后升高 B．先升高后降低C．一直降低 D．一直升高7．下列关于汽化热的说法中正确的是( )A．汽化热不会随温度的变化而变化B．不同物质的汽化热不同，同一物质的汽化热相同C．汽化热不仅与物质的种类有关，还与温度、压强有关，温度升高，汽化热变小D．汽化热只与物质的种类有关，与温度、压强无关8．下列液体现象中属于降低气体温度而液化的是( )A．霜的形成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”9．当晶体的温度正好是熔点或凝固点时，它的状态为( )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．可能是固液共存题号123456789 答案10.利用等质量的0℃的冰冷却食品通常比用0℃的水效果好的原因是_____________．11．俗话说“下雪不冷化雪冷”是说化雪天往往比下雪天更冷，这是为什么？12．我们常把闯入大气层飞落到地球的天体碎块称为陨石.1860年在炎热的印度某地上空，出现了一团很大的火光，一个白炽的物体落在沼泽地里，人们跑过去一看，十分惊奇，在陨石降落的地方出现了一个大冰块，应该怎样解释这种现象？13．冬季在菜窖里放上几桶水，可以使窖内的温度不致降低得太多，防止把菜冻坏．如果在窖内放入200 kg 10℃的水，试计算这些水结成0℃的冰时放出的热量相当于燃烧多少干木柴所放出的热量？(干木柴的热值约为1.26×107 J/kg，冰的熔化热为3.34×105 J/kg)第4节 物态变化中的能量交换课前预习练1．固态 液态 液态 固态 质量 相等 不相同 确定 2．液态 气态 气态 液态 汽化热 不相同3．A [冰化成水是固态变为液态，属熔化；花草叶子上附着的露水是液化形成的；雾的形成是液化；水蒸气形成雪是气态变为固态，是凝华．]4．D [固体包括晶体和非晶体，只有晶体具有固定的熔点，且不同晶体的熔点一般不同．非晶体熔化时要吸热，在熔化过程中温度逐渐升高．]5．B [物质在熔化和汽化过程中都是吸收热量的，故B 选项正确．] 课堂探究练1．CD [固体包括晶体和非晶体，常见的金属都是晶体，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．]方法总结 (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．2．C [首先分清晶体与非晶体的图象．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．]方法总结 熔化时吸热，凝固时放热，且一定质量的晶体，熔化时吸收的热量与凝固时放出的热量相等．熔化与凝固过程中，温度都保持不变直至过程结束．3．AD [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，因而分子的总动能相同，A 正确；当从100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气时，分子间距离变大，要克服分子引力做功，因而分子势能增加，即1 g 100 ℃的水的内能小于1 g 100 ℃的水蒸气的内能，故D 正确．]方法总结 液体汽化时，要吸收热量，液化时要放热．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．4．2.6×107J解析 压强为1.01×105Pa 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 ＝cm Δt ＋m ·L ＝4.2×103×10×(100－20) J ＋10×2 260×103 J ≈2.6×107 J方法总结 注意水要先吸收热量达到100℃，然后在1.01×105Pa 的压强、100℃的温度下汽化． 5．0.88解析 水蒸发时需要的汽化热是由其余的水结成冰所释放的热量提供的．设蒸发的水的质量是m 1，结成冰的质量是m 2，蒸发所需吸收的热量Q 1＝m 1L ，水结成冰所放出的热量Q 2＝m 2λ，由于容器与外界不发生热交换，Q 1＝Q 2，即m 1L ＝m 2λ得m 2m 1＝L λ所以结成冰的质量与原有水质量之比为m 2m 1＋m 2＝L λ＋L ＝ 2.49×1063.34×105＋2.49×106J/kg ≈0.88即m 冰≈0.88m 水方法总结 (1)熔化热的计算：如果用λ表示物质的熔化热，m 表示物质的质量，Q 表示熔化时所需要吸收的热量，则Q ＝λm .(2)汽化热的计算设某物质在某个大气压、某个温度下的汽化热为L ，物质的质量为m ，则Q ＝Lm .6．60℃ 1×105J/kg解析 由题图可知，样品的熔点为60℃，熔化时间t ＝2 min ，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 ＝λm .由W ＝Q ，即Pt ＝λm ，得λ＝Pt m ＝200×2×60240×10－3 J/kg ＝1×105J/kg.方法总结 明确物态变化中能量是如何转化的是解决此类问题的关键．本题是电流做功使电能全部转化为电热并全部用于样品的熔化． 课后巩固练1．A [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不成立．] 2．B [晶体熔化时温度不变，分子平均动能不变，吸收的热量用于改变分子势能．]3．ABC [只有晶体才有固定的熔点，有确定的熔化热，熔化热与压强无关，A 正确；熔化热与晶体的种类有关，B 正确；晶体熔化时吸收热量，内能增加，但温度不变，分子平均动能不变，因此吸收的热量主要是用来增加分子势能，C 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，D 错误．]4．C [0℃的冰熔化成0℃的水，温度不变，故分子的平均动能不变，而分子总数不变，故E k 不变；冰熔化过程中吸收的热量用来增大分子的势能，故C 正确．]5．C [熔化需要满足两个条件：达到熔点和继续吸热．烧杯中的冰水混合物与试管中的冰达到热平衡时温度相等，不发生热传递，因此试管中的冰达到0℃后不再熔化，直到烧杯中的冰全部熔化．]6．A [温度计表面的酒精要发生蒸发现象，因此要从温度计吸热，故温度计温度先降低；当酒精蒸发完毕后，因为吹风机吹的是热风，温度计的温度又会升高，故选A.]7．C [温度低时，液体分子克服周围其他分子的吸引成为气体分子时，由于本身动能较小，因此需做更多的功，汽化热与温度有关；在相同条件下，压强增大，气体分子密度变大，受空气分子的作用力变大，需做更多的功，因此C 正确，A 、B 、D 错误．] 8．BCD9．CDE [晶体刚好熔化时，是固体，熔化过程是固液共存，熔化结束是液体．] 10．见解析解析 由于0℃的冰熔化时要吸热，温度保持不变，直到所有的冰完全都变成0℃的水后再吸热温度才升高． 11．见解析解析 雪熔化时，水由固态变成液态要从周围吸收大量的热量，使周围的气温更低，人感觉更冷． 12．见解析解析 陨石不易传热，在高速穿过大气层坠落到沼泽地的短暂过程中，它与大气摩擦产生的热来不及向内部传递，造成陨石表面温度很高，内部温度很低．落地时，与它接触的沼泽地的水迅速升温沸腾，剧烈汽化．由于水汽化吸收大量的热，陨石表面的温度很快冷却，而内部极低的温度又使与它的表面接触的水凝固而结冰． 13．6 kg解析 10℃的水降至0℃的水放出的热量为Q 1＝cm Δt ＝4.2×103×200×10 J ＝8.4×106J这些水在0℃全部结成冰放出的热量为Q 2＝λm ＝3.34×105×200 J ＝6.68×107J因此共放热Q ＝Q 1＋Q 2＝0.84×107 J ＋6.68×107 J ＝7.52×107J所需燃烧的木柴质量为m ′＝Q q ＝7.52×1071.26×107kg ≈6 kg。
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如果已知铜质的量热器小桶的质量是150 g，里面装着100 g、16 ℃的水，放入9 g、0 ℃的冰，冰完全熔化后水的温度是9 ℃，试利用这些数据求出冰的熔化热．答案见解析解析9 g、0 ℃的冰熔化为0 ℃的水，再升高到9 ℃，总共吸收的热量Q吸＝m冰λ＋m冰c水(9 ℃－0 ℃)，量热器中的水和量热器小桶从16 ℃降到9 ℃放出的热量Q放＝m水c水(16 ℃－9 ℃)＋m桶c铜(16 ℃－9 ℃)．因为Q吸＝Q放，所以m冰λ＋m冰c水(9 ℃－0 ℃)＝(m水c水＋m桶c铜)×(16 ℃－9 ℃)．统一单位后，把数值代入上式[其中铜的比热容c铜＝0.39×103J/(kg·℃)，冰的比热容c冰＝2.1×103J/(kg·℃)，水的比热容c水＝4.2×103J/(kg·℃)]，可得λ＝334.7 kJ/kg.针对训练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，而且整个的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)，也可能是正在熔化过程中或正在凝固过程中，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．液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100 ℃时水的汽化热为L＝2 260 kJ/kg)答案 2.6×107 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＝2.6×107 J.物态变化中的能量转换4．如下图所示的四个图象中，属于晶体凝固图象的是()答案 C解析首先分清晶体与非晶体的图象．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，不同晶体的熔化热也不相同，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，只要无限度地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＝2×2.26×106J＝4.52×106J题组三综合题组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，其内能也为零D．冬天看到嘴里吐出“白气”，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“白气”，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ABC解析分子间存在相互的作用力，汽化时液体分子离开液体表面逃逸出去，要克服分子间的相互作用力消耗能量，液体的汽化热与温度相对应，温度不同，液体变为蒸汽所需的汽化热不同．11．在一个大气压下，1克100 ℃的水吸收2.26×103 J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．2.26×103J＝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．2.26×103J＝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 ＝2.52×103 J．设地球表面单位时间、单位面积上获得的热量为Q′，则Q′＝Q St ＝ 2.52×1033×10－2×2×60W/m2＝7.0×102W/m2.太阳向地球表面单位面积上发送能量的功率为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＝2.8×1023 m2，太阳的全部辐射功率为P＝P′S′＝1.56×103×2.8×1023 W＝4×1026 W.。
