高二物理人教版選修34 9.4物態(tài)變化中的能量交換

1、4/44/44/4物態(tài)變化中的能量交換重/難點(diǎn)重點(diǎn)：知道熔化和熔化熱、汽化和汽化熱的概念；會(huì)用熔化熱和汽化熱處理有關(guān)問(wèn)題。難點(diǎn)：熔化熱、汽化熱吸收的熱量從克服分子力做功來(lái)解釋。重/難點(diǎn)分析重點(diǎn)分析：物質(zhì)從固態(tài)變成液態(tài)的過(guò)程叫熔化；某種晶體熔化過(guò)程中所需的能量(Q)與其質(zhì)量(m)之比叫做這種晶體的熔化熱。物質(zhì)從液態(tài)變成氣態(tài)的過(guò)程叫汽化；某種液體汽化成同溫度的氣體時(shí)所需要的能量Q與其質(zhì)量(m)之比叫這種物質(zhì)在這一溫度下的汽化熱。難點(diǎn)分析：晶體在熔化過(guò)程中吸收熱量增大分子勢(shì)能 ,破壞晶體結(jié)構(gòu) ,變?yōu)橐簯B(tài)。所以熔化熱與晶體的質(zhì)量無(wú)關(guān) ,只取決于晶體的種類(lèi)。液體汽化時(shí) ,液體分子離開(kāi)液體外表成為氣體分子

2、 ,要克服其他液體分子的吸引而做功因此要吸收熱量。液體的汽化熱與液體的物質(zhì)種類(lèi)、液體的溫度、外界壓強(qiáng)均有關(guān)。突破策略一引入新課在通常狀況下 ,氣體是一種非常疏散的物質(zhì) ,氣體的分子間有著很大的間隙。經(jīng)施加壓力和降低溫度 ,使分子間密度加大 ,體積大大縮小 ,就成為了壓縮氣體 ,如繼續(xù)施加壓力 ,降低溫度 ,使氣體分子間的距離小到一定程度 ,分子間的引力增加 ,當(dāng)引力到達(dá)一定程度 ,使分子局限在一定的范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng) ,氣體被液化 ,這就是液化氣體。氣體的體積縮小 ,即壓縮和液化與溫度和壓力有很大的影響。對(duì)于同一種氣體在相同條件下 ,如果壓力不變 ,溫度越低 ,那么氣體的體積被壓縮的越小 ,溫度不變

3、,壓力越大 ,那么氣體的體積被壓縮的越小。但由于各種氣體的理化性質(zhì)不同 ,受溫度和壓力的影響也不相同 ,各種氣體液化都有一個(gè)攝取壓力和極限溫度 ,假設(shè)超過(guò)一定的溫度 ,氣體再加壓也不能被液化這一溫度即是臨界溫度 ,也就是該氣體液化的最高溫度 ,到達(dá)臨界溫度需要的壓力為臨界壓力 ,即是氣體液化所需的最低壓力。如氯氣在常溫下大約用67個(gè)大氣壓力可以使它液化 ,即稱(chēng)之為液氯。而有些氣體那么不易被液化 ,如氫氣在常溫下無(wú)論怎樣施加壓力 ,它仍然還是氣體 ,要使它液化 ,既必須在加壓的同時(shí)降低溫度 ,它加壓至13個(gè)大氣壓同時(shí)把溫度降低到零下239度時(shí) ,才能液化 ,在常壓下氧氣需要在溫度降低到零下183

4、度時(shí) ,才能夠液化。物質(zhì)的氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)在一定的條件下可以相互轉(zhuǎn)變。在轉(zhuǎn)變的過(guò)程中會(huì)發(fā)生能量的交換 ,在初中學(xué)過(guò)的“蒸發(fā)吸熱“液化放熱“熔化吸熱“凝固吸熱指的就是能量交換。二進(jìn)行新課一、熔化熱1熔化：物質(zhì)從固態(tài)變成液態(tài)的過(guò)程叫熔化；而從液態(tài)變成固態(tài)的過(guò)程叫凝固。2熔化熱：某種晶體熔化過(guò)程中所需的能量(Q)與其質(zhì)量(m)之比叫做這種晶體的熔化熱。用表示晶體的熔化熱 ,那么=Q/m ,在國(guó)際單位中熔化熱的單位是焦?fàn)?千克J/Kg。晶體在熔化過(guò)程中吸收熱量增大分子勢(shì)能 ,破壞晶體結(jié)構(gòu) ,變?yōu)橐簯B(tài)。所以熔化熱與晶體的質(zhì)量無(wú)關(guān) ,只取決于晶體的種類(lèi)。一定質(zhì)量的晶體 ,熔化時(shí)吸收的熱量與凝固時(shí)放出的熱量

5、相等。非晶體在熔化過(guò)程中溫度不斷變化 ,所以非晶體沒(méi)有確定的熔化熱。例1質(zhì)量相同 ,溫度都是的水和冰的內(nèi)能相比擬正確的選項(xiàng)是 A水的內(nèi)能多 ,因?yàn)樗Y(jié)成冰時(shí)要放出熱量 ,內(nèi)能減少B冰的內(nèi)能多 ,因?yàn)楸拿芏缺人男?,水凝結(jié)成冰時(shí) ,體積是增大的 ,分子的勢(shì)能是增大的C它們的內(nèi)能是相等的 ,因?yàn)樗鼈兊臏囟认嗟菵無(wú)法比擬 ,因?yàn)樗鼈兊捏w積不一樣解析：因?yàn)橘|(zhì)量和溫度相同 ,所以冰和水的分子動(dòng)能相同；但冰在融化成同溫度的水時(shí) ,要吸收熱量增加分子勢(shì)能 ,所以水的內(nèi)能多。答案：A。例2晶體在熔化過(guò)程中所吸收的熱量 ,將主要用于 A增加分子的動(dòng)能B增加分子的勢(shì)能C既增加分子的動(dòng)能 ,也增加分子的勢(shì)能D

6、既不增加分子的動(dòng)能 ,也不增加分子的勢(shì)能解析：晶體在熔化過(guò)程中吸收的熱量全部用來(lái)破壞分子結(jié)構(gòu) ,增加分子勢(shì)能；溫度不變 ,分子動(dòng)能不變。答案：B。2汽化熱1汽化：物質(zhì)從液態(tài)變成氣態(tài)的過(guò)程叫汽化；而從氣態(tài)變成液態(tài)的過(guò)程叫液化。2汽化熱：某種液體汽化成同溫度的氣體時(shí)所需要的能量Q與其質(zhì)量(m)之比叫這種物質(zhì)在這一溫度下的汽化熱。用L表示汽化熱 ,那么L=Q/m ,在國(guó)際單位制中汽化熱的單位是焦?fàn)?千克J/Kg。液體的汽化熱與液體的物質(zhì)種類(lèi)、液體的溫度、外界壓強(qiáng)均有關(guān)。一定質(zhì)量的物質(zhì) ,在一定的溫度和壓強(qiáng)下 ,汽化時(shí)吸收的熱量與液化時(shí)放出的熱量相等。特別提示：液體的汽化熱與液體的物質(zhì)種類(lèi)、液體的溫度

7、、外界壓強(qiáng)均有關(guān)。一定質(zhì)量的物質(zhì) ,在一定的溫度和壓強(qiáng)下 ,汽化時(shí)吸收的熱量與液化時(shí)放出的熱量相等。例3銅制量熱器小筒的質(zhì)量是 ,裝入的水 ,向水里放進(jìn)的冰 ,冰完全熔化后水的溫度是多少攝氏度？銅的比熱,冰的熔化熱取解析：設(shè)最后水的溫度為t,水的比熱由能量守恒可得：代入數(shù)據(jù)求解得：例4容器里裝有的冰和水各 ,向里面通入的水蒸氣后 ,容器里的水升高到了 ,假設(shè)容器吸收的熱量很少 ,可以忽略不計(jì) ,并且容器是絕熱的 ,計(jì)算一下通入的水蒸氣有多少？(水的汽化熱取 ,冰的熔化熱取)解析：水的比熱,設(shè)通入的水蒸氣的質(zhì)量為m ,由能量守恒得：代入數(shù)據(jù)得： 。突破反思考慮到高中學(xué)生的現(xiàn)狀 ,本次課主要采取設(shè)置情景教學(xué)法 ,讓學(xué)生積極主動(dòng)的參與到教學(xué)活動(dòng)中來(lái) ,使他們?cè)诨顒?dòng)中得到認(rèn)識(shí)和體驗(yàn) ,產(chǎn)生踐行的愿望。培養(yǎng)學(xué)生將課堂教學(xué)和自