☆大庆英杰物理工作室☆2015-2016高二同步辅导资料
第四节 物态变化中的能量交换
1．了解固体的熔化热，知道不同固体有不同的熔化热。
2．了解液体的汽化热，了解液体变气体吸收热量是为了克服分子引力做功，与克服大气压力做功。
理论知识一 熔化热和汽化热
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．
二 汽化热
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．
三 熔化热和汽化热的深度理解
1．熔化热
(1) 不同晶体的熔化热不相同，熔化热是晶体的热学特性之一．
(2) 由能量守恒定律知：一定质量的某种晶体，熔化时吸收的热量与凝固时放出的热量相等．
(3) 非晶体没有确定的熔化热．
(4) 熔化热常用字母“λ”表示，知道了熔化热λ，就可求质量m的晶体熔化过程中吸收的热量Q，即
Q＝mλ.
2．汽化热
(1) 不同物质的汽化热不相同，汽化热是物质的热学特性之一．
(2) 因汽化过程中体积变化很大，所以汽化热还与外界气体的压强大小有关．
(3) 由能量守恒定律知：一定质量某一温度、压强下的某种物质，汽化时吸收的热量与液化时放出的热量相等．2·1·c·n·j·y
(4) 汽化热常用字母“L”表示，知道了汽化热L，就可求出m质量的某种物质汽化成同一温度、压强下的气体过程中吸收的热量Q，即Q＝mL.
★特别提醒★
(1) 晶体熔化过程，当温度达到熔点前，吸收的热量全部用来破坏空间分布，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) 汽化热与物质的温度和外界气体的压强都有关，同种物质在不同的温度和压强下汽化热不同．
四 从微观角度理解晶体有确定的熔点和熔化热
晶体分子是按一定的规律在空间排列成空间点阵，分子只能在平衡位置附近不停地振动，因此，它具有动能；在空间点阵中，由于分子间的相互作用，它又同时具有分子势能．www-2-1-cnjy-com
(1) 晶体在开始熔化之前，从热源获得的能量主要转变为分子的动能，因而晶体温度升高．
(2) 在熔化开始后，热源传递给它的能量，使分子有规则的排列发生了变化，分子间距离增大，使分子离开原来的位置发生移动．这样加热的能量是用来克服分子力做功，使分子结构涣散而呈现液态．也就是说，在破坏晶体空间点阵的过程中，热源传入的能量主要转变为分子的势能．
(3) 晶体在熔化过程中，分子的动能变化很小，因此物质的温度没有显著变化，所以熔化在一定温度下进行．
★注意说明★由于不同物质其晶体的空间点阵不同，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同．21·cn·jy·com
【例1】(多选)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．对固体加热，当温度升高到一定程度时才开始熔化
【例2】 某日白天的气温是20℃，空气中水蒸气的压强是1.1×103 Pa；夜间，空气中水蒸气的压强不变，气温降到10℃.白天水蒸气饱和汽压为2.3×103 Pa，夜间水蒸气饱和汽压为1.2×103 Pa，则我们感觉到的潮湿与干爽情况是( )
A．夜间干爽 B．白天潮湿
C．白天干爽 D．白天夜晚感觉相同
【解析】 人体对干爽与潮湿的感受决定于相对湿度．白天与夜间空气中水蒸气的实际压强几乎不变，白天饱和汽压大于晚上，身体表面水分蒸发白天比晚上快，因而白天感觉干爽，晚上感觉潮湿．所以只有选项C对．
【答案】 C
【例3】一定质量的0℃的冰熔化成0℃的水时，其分子动能之和Ek和分子势能之和Ep的变化情况是( )21cnjy.com
A．Ek变大，Ep变大 B．Ek变小，Ep变小
C．Ek不变，Ep变大 D．Ek不变，Ep变小
【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，Ek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．
【答案】 C
【变式训练】
1．水的凝固点是0℃，如果把0℃的冰放到0℃的房间里，则( )
A．冰一定会熔化
B．冰一定不会熔化
C．冰可能熔化，也可能不熔化
D．冰将全部熔化
【解析】 冰是晶体，它的熔化需满足两个条件，温度达到熔点0℃，还要继续吸收热量，0℃的冰不能从0℃的环境里吸收热量，不能熔化．
【答案】 B
2．(多选)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，也可能是液体
D．可能是固液共存
【解析】 某种固体吸热到熔点温度后将继续吸热，开始熔化，而且整个熔化过程保持温度不变，等全部熔化为液态后若继续吸热温度才持续升高，凝固点的情况也类似．故晶体温度刚好是熔点或凝固点时，刚熔化开始时是固体，熔化过程中固体和液体共存，熔化即将结束时是液体．21·世纪*教育网
【答案】 CD
3．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
【解析】 晶体在熔化过程中吸收的热量全部用来破坏分子结构，增加分子势能；温度不变，分子动能不变．
【答案】 B
4．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的作用，这是因为( )2-1-c-n-j-y
A．熔化和汽化都放热
B．熔化和汽化都吸热
C．熔化吸热，汽化却放热
D．熔化放热，汽化却吸热
【解析】 固体在熔化过程中以及液体在汽化过程中都要吸收热量，从而保护了火箭，防止火箭被烧坏，故B选项正确．【出处：21教育名师】
【答案】 B
1．下列说法不正确的是( )
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
【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，故C项不正确，汽化热与温度、压强有关，故D正确．
【答案】 C
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
【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．
【答案】 C
3．关于熔化热，下列说法正确的是( )
A．熔化热只与物质的种类有关
B．熔化热只与物质的质量有关
C．熔化热与物质的种类、质量都有关
D．以上说法都正确
【解析】 要理解熔化热就要从熔化热的概念入手，熔化热是指晶体熔化过程中所需能量和质量的比值，故A正确．21世纪教育网版权所有
【答案】 A
4．(多选)1 g 100℃的水与1 g 100℃的水蒸气相比较，下列说法中正确的是( )
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
【解析】 温度是分子平均动能的标志，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．当从100℃的水变成100℃的水蒸气时，要吸收热量，所以1 g水蒸气的内能大，D正确．www.21-cn-jy.com
【答案】 AD
5．下列关于蒸发和沸腾的说法中，正确的是( )
A．蒸发和沸腾都可在任何温度下发生
B．蒸发和沸腾只能在一定温度下进行
C．蒸发和沸腾可发生在液体内部和表面
D．蒸发只发生在液体表面，沸腾发生在液体内部和表面
【解析】 蒸发可在任何温度下发生，沸腾只能在一定温度下进行，故A、B错，蒸发只能发生在液体表面，沸腾可发生在液体内部和表面，故C错、D对．
【答案】 D
6．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
【解析】 熔化不仅需要温度达到熔点，还需要继续吸热，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，B对.0℃的水的分子也在永不停息的做热运动，其内能也不为零，C错．嘴中的气体温度较高，遇到冷空气后液化为小水滴，即为“白气”，D错．【来源：21·世纪·教育·网】
【答案】 B
7．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( ) 21*cnjy*com
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＋水变成汽体积膨胀对外界做的功
D．2.26×103 J＝汽的内能－水的内能＋水变成汽体积膨胀对外界做的功
【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．【来源：21cnj*y.co*m】
【答案】 D
8．(多选)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
【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．【版权所有：21教育】
【答案】 AD
9．如下图所示的四个图象中，属于晶体凝固图象的是( )
10．如图所示是水在标准大气压下汽化热与温度的关系．关于汽化热，下列说法中正确的是( )
A．液体只有在沸腾时才有汽化热
B．某种物质的汽化热是一定的
C．质量越大汽化热越大
D．汽化热与物质汽化时所处的温度和压强有关
【解析】 某种物质的汽化热与物质的种类，所处的温度和压强都有关系．
【答案】 D
11．某兴趣小组以相同的烧杯盛等量的水，用相同的热源同时加热，甲杯为隔水加热，乙杯为隔油加热，丙杯为隔沙加热，加热一段时间后，测得烧杯外物质的温度分别为水温100℃、油温300℃、沙温600℃，且观察到乙、丙两烧杯中的水呈沸腾状态，则三杯水的温度高低顺序为( ) 21教育名师原创作品
A．甲>乙>丙 B．甲<乙<丙
C．甲<乙＝丙 D．甲＝乙＝丙
【解析】 甲杯外水温为100℃，所以甲杯中的水温也为100℃，乙、丙两烧杯外的物质温度虽然分别达到了300℃和600℃，但由于两烧杯中的水呈沸腾状态，所以两烧杯中的水温也同为100℃，D正确．21教育网
【答案】 D
12．从电冰箱中取出质量为50 g、温度为－10℃的冰块，放进一杯0℃的水中，若与外界无热交换，则有多少水会冻结到冰块上？(已知冰的比热c冰＝2.1×103 J/kg·℃，熔化热λ＝3.36×105 J/kg)21*cnjy*com
【解析】 设水凝结成冰的质量为m.由能量守恒定律有：
c冰m冰Δt＝mλ，所以m＝，
代入已知数据得m≈3×10－3 kg，
约为3×10－3 kg.
【答案】 3×10－3 kg
13．住在非洲沙漠中的居民，由于没有电，夏天无法用冰箱保鲜食物，一位物理教师发明了一种“沙冰箱”罐中罐，它由内罐和外罐组成，且两罐之间填上潮湿的沙子，如图所示，使用时将食物和饮料放在内罐，罐口盖上湿布，然后放在干燥通风的地方，并经常在两罐间的沙子上洒些水，这样就能起到保鲜的作用．问题：
(1)经常在两罐间洒些水的原因是________．
(2)放在干燥通风的地方是为了________．
【解析】 (1)经常在两罐间洒些水，就能起到保鲜作用，先联系实际，非洲地区比较热，食物和饮料在高温环境中易变质，再考虑水蒸发能吸热，所以洒水的原因应为利用水蒸发吸热降低食物和饮料的温度，便于长期保存；(2)放在干燥通风的地方很自然想到是为了加快水分蒸发从而吸收更多的热，使食物和饮料温度不致过高，起到保鲜作用．
【答案】 (1)水蒸发时吸热 (2)加快水的蒸发
14．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，则结成冰的质量与原有水质量之比是多少？已知0 ℃时水的汽化热L＝2.49×106 J/kg，冰的熔化热为λ＝3.34×105 J/kg.
【解析】 设蒸发的水的质量是m1，结成冰的水的质量是m2，
蒸发所需吸收的热量Q1＝m1L，
水结成冰所放出的热量Q2＝m2λ.
由于容器与外界不发生热交换，由Q1＝Q2，
即m1L＝m2λ，得＝.
所以结成冰的质量与原有水质量之比：
＝＝
≈0.88.
即m冰:m水＝0.88:1.
【答案】 0.88:1
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第四节 物态变化中的能量交换
1．了解固体的熔化热，知道不同固体有不同的熔化热。
2．了解液体的汽化热，了解液体变气体吸收热量是为了克服分子引力做功，与克服大气压力做功。
理论知识一 熔化热和汽化热
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．
二 汽化热
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．
三 熔化热和汽化热的深度理解
1．熔化热
(1) 不同晶体的熔化热不相同，熔化热是晶体的热学特性之一．
(2) 由能量守恒定律知：一定质量的某种晶体，熔化时吸收的热量与凝固时放出的热量相等．
(3) 非晶体没有确定的熔化热．
(4) 熔化热常用字母“λ”表示，知道了熔化热λ，就可求质量m的晶体熔化过程中吸收的热量Q，即
Q＝mλ.
2．汽化热
(1) 不同物质的汽化热不相同，汽化热是物质的热学特性之一．
(2) 因汽化过程中体积变化很大，所以汽化热还与外界气体的压强大小有关．
(3) 由能量守恒定律知：一定质量某一温度、压强下的某种物质，汽化时吸收的热量与液化时放出的热量相等．21·世纪*教育网
(4) 汽化热常用字母“L”表示，知道了汽化热L，就可求出m质量的某种物质汽化成同一温度、压强下的气体过程中吸收的热量Q，即Q＝mL.
★特别提醒★
(1) 晶体熔化过程，当温度达到熔点前，吸收的热量全部用来破坏空间分布，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) 汽化热与物质的温度和外界气体的压强都有关，同种物质在不同的温度和压强下汽化热不同．
四 从微观角度理解晶体有确定的熔点和熔化热
晶体分子是按一定的规律在空间排列成空间点阵，分子只能在平衡位置附近不停地振动，因此，它具有动能；在空间点阵中，由于分子间的相互作用，它又同时具有分子势能．www-2-1-cnjy-com
(1) 晶体在开始熔化之前，从热源获得的能量主要转变为分子的动能，因而晶体温度升高．
(2) 在熔化开始后，热源传递给它的能量，使分子有规则的排列发生了变化，分子间距离增大，使分子离开原来的位置发生移动．这样加热的能量是用来克服分子力做功，使分子结构涣散而呈现液态．也就是说，在破坏晶体空间点阵的过程中，热源传入的能量主要转变为分子的势能．2-1-c-n-j-y
(3) 晶体在熔化过程中，分子的动能变化很小，因此物质的温度没有显著变化，所以熔化在一定温度下进行． 21*cnjy*com
★注意说明★由于不同物质其晶体的空间点阵不同，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同．【来源：21cnj*y.co*m】
【例1】(多选)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．对固体加热，当温度升高到一定程度时才开始熔化
【例2】 某日白天的气温是20℃，空气中水蒸气的压强是1.1×103 Pa；夜间，空气中水蒸气的压强不变，气温降到10℃.白天水蒸气饱和汽压为2.3×103 Pa，夜间水蒸气饱和汽压为1.2×103 Pa，则我们感觉到的潮湿与干爽情况是( )
A．夜间干爽 B．白天潮湿
C．白天干爽 D．白天夜晚感觉相同
【例3】一定质量的0℃的冰熔化成0℃的水时，其分子动能之和Ek和分子势能之和Ep的变化情况是( )21世纪教育网版权所有
A．Ek变大，Ep变大 B．Ek变小，Ep变小
C．Ek不变，Ep变大 D．Ek不变，Ep变小
【变式训练】
1．水的凝固点是0℃，如果把0℃的冰放到0℃的房间里，则( )
A．冰一定会熔化
B．冰一定不会熔化
C．冰可能熔化，也可能不熔化
D．冰将全部熔化
2．(多选)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，也可能是液体
D．可能是固液共存
3．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
4．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的作用，这是因为( )21教育网
A．熔化和汽化都放热
B．熔化和汽化都吸热
C．熔化吸热，汽化却放热
D．熔化放热，汽化却吸热
1．下列说法不正确的是( )
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
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
3．关于熔化热，下列说法正确的是( )
A．熔化热只与物质的种类有关
B．熔化热只与物质的质量有关
C．熔化热与物质的种类、质量都有关
D．以上说法都正确
4．(多选)1 g 100℃的水与1 g 100℃的水蒸气相比较，下列说法中正确的是( )
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
5．下列关于蒸发和沸腾的说法中，正确的是( )
A．蒸发和沸腾都可在任何温度下发生
B．蒸发和沸腾只能在一定温度下进行
C．蒸发和沸腾可发生在液体内部和表面
D．蒸发只发生在液体表面，沸腾发生在液体内部和表面
6．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
7．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( )www.21-cn-jy.com
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＋水变成汽体积膨胀对外界做的功
D．2.26×103 J＝汽的内能－水的内能＋水变成汽体积膨胀对外界做的功
8．(多选)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
9．如下图所示的四个图象中，属于晶体凝固图象的是( )
10．如图所示是水在标准大气压下汽化热与温度的关系．关于汽化热，下列说法中正确的是( )
A．液体只有在沸腾时才有汽化热
B．某种物质的汽化热是一定的
C．质量越大汽化热越大
D．汽化热与物质汽化时所处的温度和压强有关
11．某兴趣小组以相同的烧杯盛等量的水，用相同的热源同时加热，甲杯为隔水加热，乙杯为隔油加热，丙杯为隔沙加热，加热一段时间后，测得烧杯外物质的温度分别为水温100℃、油温300℃、沙温600℃，且观察到乙、丙两烧杯中的水呈沸腾状态，则三杯水的温度高低顺序为( ) 21cnjy.com
A．甲>乙>丙 B．甲<乙<丙
C．甲<乙＝丙 D．甲＝乙＝丙
12．从电冰箱中取出质量为50 g、温度为－10℃的冰块，放进一杯0℃的水中，若与外界无热交换，则有多少水会冻结到冰块上？(已知冰的比热c冰＝2.1×103 J/kg·℃，熔化热λ＝3.36×105 J/kg)2·1·c·n·j·y
13．住在非洲沙漠中的居民，由于没有电，夏天无法用冰箱保鲜食物，一位物理教师发明了一种“沙冰箱”罐中罐，它由内罐和外罐组成，且两罐之间填上潮湿的沙子，如图所示，使用时将食物和饮料放在内罐，罐口盖上湿布，然后放在干燥通风的地方，并经常在两罐间的沙子上洒些水，这样就能起到保鲜的作用．问题：21·cn·jy·com
(1)经常在两罐间洒些水的原因是________．
(2)放在干燥通风的地方是为了________．
14．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，则结成冰的质量与原有水质量之比是多少？已知0 ℃时水的汽化热L＝2.49×106 J/kg，冰的熔化热为λ＝3.34×105 J/kg.【来源：21·世纪·教育·网】
