飽和汽與飽和汽壓物態(tài)變化中的能量交換

會(huì)計(jì)學(xué)1飽和汽與飽和汽壓物態(tài)變化中的能量交換第1頁(yè)/共45頁(yè)第2頁(yè)/共45頁(yè)一、飽和汽與飽和汽壓1．汽化(1)汽化：物質(zhì)從

變成

的過(guò)程．(2)汽化的兩種方式比較液態(tài)氣態(tài)第3頁(yè)/共45頁(yè)種類異同蒸發(fā)沸騰區(qū)別特點(diǎn)只在液體表面進(jìn)行，在

溫度下都能發(fā)生；是一種緩慢的汽化過(guò)程在液面和內(nèi)部同時(shí)發(fā)生；只在

的溫度下發(fā)生；沸騰時(shí)液體溫度

；是一種劇烈的汽化過(guò)程影響因素液體溫度的高低；液體表面積的大小；液體表面處氣流的快慢液體表面處氣壓的大小相同點(diǎn)都是

現(xiàn)象，都要

.任何一定不變汽化吸熱第4頁(yè)/共45頁(yè)2.飽和汽與飽和汽壓(1)動(dòng)態(tài)平衡：在相同時(shí)間內(nèi)，回到水中的分子數(shù)等于從水面飛出去的分子數(shù)，這時(shí)水蒸氣的密度不再增大，液體水也不再減少，液體與氣體之間達(dá)到了

，蒸發(fā)停止．(2)飽和汽：與液體處于

的蒸汽．(3)飽和汽壓：飽和汽的．(4)飽和汽壓的變化：隨溫度的升高而．飽和汽壓與蒸汽所占的體積無(wú)關(guān)，和蒸汽體積中有無(wú)其他氣體

．平衡狀態(tài)動(dòng)態(tài)平衡壓強(qiáng)增大無(wú)關(guān)第5頁(yè)/共45頁(yè)3．空氣的濕度和濕度計(jì)(1)絕對(duì)濕度概念：空氣中所含水蒸氣的．(2)相對(duì)濕度概念：空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度時(shí)水的飽和汽壓之比．(3)常用濕度計(jì)

濕度計(jì)、毛發(fā)濕度計(jì)、傳感器濕度計(jì)．壓強(qiáng)干濕泡第6頁(yè)/共45頁(yè)二、物態(tài)變化中的能量交換1．熔化熱熔化(1)熔化指的是物質(zhì)從

變成

的過(guò)程，而凝固則是熔化的

過(guò)程，熔化過(guò)程吸熱．(2)晶體熔化過(guò)程中所需的能量與其質(zhì)量之比，稱作這種晶體的．固體液態(tài)逆熔化熱第7頁(yè)/共45頁(yè)2．汽化熱汽化(1)汽化是指物質(zhì)從

變成

的過(guò)程，而液化則是汽化的逆過(guò)程，汽化過(guò)程吸熱．(2)液體汽化成同等溫度的氣體時(shí)所需的能量與其質(zhì)量之比，稱作這種物質(zhì)在這個(gè)溫度下的

.

液態(tài)氣態(tài)汽化熱第8頁(yè)/共45頁(yè)第9頁(yè)/共45頁(yè)一、飽和汽和飽和汽壓1．飽和汽的理解(1)概念：與液體處于動(dòng)態(tài)平衡的蒸汽．(2)動(dòng)態(tài)平衡的實(shí)質(zhì)密閉容器中的液體，單位時(shí)間逸出液面的分子數(shù)和返回液面的分子數(shù)相等，即處于動(dòng)態(tài)平衡，并非分子運(yùn)動(dòng)停止．(3)動(dòng)態(tài)平衡是有條件的，外界條件變化時(shí)，原來(lái)的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)被破壞，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間才能達(dá)到新的平衡．第10頁(yè)/共45頁(yè)2．影響飽和汽壓的因素(1)飽和汽壓跟液體的種類有關(guān)實(shí)驗(yàn)表明，在相同的溫度下，不同液體的飽和汽壓一般是不同的．揮發(fā)性大的液體，飽和汽壓大．(2)飽和汽壓跟溫度有關(guān)微觀解釋：飽和汽壓隨溫度的升高而增大．第11頁(yè)/共45頁(yè)

(3)飽和汽壓跟體積無(wú)關(guān)在溫度不變的情況下，飽和汽的壓強(qiáng)不隨體積而變化．比如，當(dāng)體積增大時(shí)，容器中蒸汽的密度減小，原來(lái)的飽和蒸汽變成了未飽和蒸汽，于是液體繼續(xù)蒸發(fā)．直到未飽和汽成為飽和汽為止，由于溫度沒(méi)有改變，飽和汽的密度跟原來(lái)的一樣，蒸汽分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能也跟原來(lái)的一樣，所以壓強(qiáng)不改變．第12頁(yè)/共45頁(yè)

下列關(guān)于飽和汽和飽和汽壓的說(shuō)法中，正確的是(

)A．飽和汽和液體之間的動(dòng)態(tài)平衡，是指汽化和液化同時(shí)進(jìn)行的過(guò)程，且進(jìn)行的速率相等B．一定溫度下的飽和汽的密度為一定值，溫度升高，飽和汽的密度增大C．一定溫度下的飽和汽壓，隨飽和汽的體積增大而增大D．飽和汽壓跟絕對(duì)溫度成正比第13頁(yè)/共45頁(yè)解析：由動(dòng)態(tài)平衡概念可知A正確．在一定溫度下，飽和汽的密度是一定的，它隨著溫度升高而增大，B正確．一定溫度下的飽和汽壓與體積無(wú)關(guān)，C錯(cuò)．飽和汽壓隨溫度升高而增大，原因是：溫度升高時(shí)，飽和汽的密度增大，飽和汽分子平均速率增大．理想氣體狀態(tài)方程不適用于飽和汽，飽和汽壓和絕對(duì)溫度不成正比，飽和汽壓隨溫度的升高而增大，速率比線性關(guān)系更快，D錯(cuò)．答案：

AB第14頁(yè)/共45頁(yè)二、物態(tài)變化中能量特點(diǎn)、溫度特點(diǎn)的分析1．固體熔化中的能量特點(diǎn)由于固體分子間的強(qiáng)大作用，固體分子只能在各自的平衡位置附近振動(dòng)，對(duì)固體加熱，在其開(kāi)始熔化之前，獲得的能量主要轉(zhuǎn)化為分子的動(dòng)能，使物體溫度升高，當(dāng)溫度升高到一定程度，一部分分子的能量足以克服其他分子的束縛，從而可以在其他分子間移動(dòng)，固體開(kāi)始熔化．第15頁(yè)/共45頁(yè)2．液體汽化中的能量特點(diǎn)液體汽化時(shí)，由于體積明顯增大，吸收熱量，一部分用來(lái)克服分子間引力做功，另一部分用來(lái)克服外界壓強(qiáng)做功．3．互逆過(guò)程的能量特點(diǎn)(1)一定質(zhì)量的晶體，熔化時(shí)吸收的熱量與凝固時(shí)放出的熱量相等．(2)一定質(zhì)量的某種物質(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．第16頁(yè)/共45頁(yè)4．固體熔化中的溫度特點(diǎn)晶體熔化過(guò)程，當(dāng)溫度達(dá)到熔點(diǎn)時(shí)，吸收的熱量全部用來(lái)破壞空間點(diǎn)陣．增加分子勢(shì)能，而分子平均動(dòng)能卻保持不變，所以晶體有固定的熔點(diǎn)．非晶體沒(méi)有空間點(diǎn)陣，吸收的熱量主要轉(zhuǎn)化為分子的動(dòng)能，不斷吸熱，溫度就不斷上升．【特別提醒】用分子動(dòng)理論的知識(shí)能知道在物態(tài)變化中為什么會(huì)有能量的吸收或放出，用能量守恒定律能理解能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程和方向．第17頁(yè)/共45頁(yè)

關(guān)于固體的熔化，下列說(shuō)法正確的是(

)A．固體熔化過(guò)程，溫度不變，吸熱B．固體熔化過(guò)程，溫度升高，吸熱C．常見(jiàn)的金屬熔化過(guò)程，溫度不變，吸熱D．對(duì)固體加熱，當(dāng)溫度升高到一定程度時(shí)才開(kāi)始熔化解析：

只有晶體熔化時(shí)，溫度才不變；在溫度達(dá)到熔點(diǎn)之前，吸收的熱量主要用來(lái)增加分子的平均動(dòng)能，因而溫度一直升高；當(dāng)溫度達(dá)到熔點(diǎn)開(kāi)始熔化時(shí)就不再變化．答案：

CD第18頁(yè)/共45頁(yè)三、從微觀角度理解晶體有確定的熔點(diǎn)和熔化熱晶體分子是按一定的規(guī)律在空間排列成空間點(diǎn)陣，分子只能在平衡位置附近不停地振動(dòng)．因此，它具有動(dòng)能，在空間點(diǎn)陣中，由于分子間的相互作用，它又同時(shí)具有勢(shì)能．1．晶體在開(kāi)始熔化之前，從熱源獲得的能量主要轉(zhuǎn)變?yōu)榉肿拥膭?dòng)能，因而使晶體溫度升高．第19頁(yè)/共45頁(yè)2．在熔化開(kāi)始后，熱源傳遞給它的能量，使分子有規(guī)則的排列發(fā)生了變化，分子間距離增大使分子離開(kāi)原來(lái)的位置移動(dòng)．這樣加熱的能量是用來(lái)克服分子力做功，使分子結(jié)構(gòu)渙散而呈現(xiàn)液態(tài)．也就是說(shuō)，在破壞晶體空間點(diǎn)陣的過(guò)程中，熱源傳入的能量主要轉(zhuǎn)變?yōu)榉肿拥膭?shì)能．3．分子的動(dòng)能變化很小，因此物質(zhì)的溫度沒(méi)有顯著變化，所以熔化在一定溫度下進(jìn)行．【特別提醒】由于不同物質(zhì)其晶體的空間點(diǎn)陣不同，要破壞不同物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，所需的能量就不同．因此，不同晶體的熔化熱也不同．第20頁(yè)/共45頁(yè)

下列說(shuō)法正確的是(

)A．不同晶體的熔化熱不相同B．一定質(zhì)量的晶體，熔化時(shí)吸收的熱量與凝固時(shí)放出的熱量相等C．不同非晶體的熔化熱不相同D．汽化熱與溫度、壓強(qiáng)有關(guān)第21頁(yè)/共45頁(yè)解析：不同的晶體有不同的結(jié)構(gòu)，要破壞不同物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，所需的能量也不同．因此，不同晶體的熔化熱也不相同，故A正確．一定質(zhì)量的晶體，熔化時(shí)吸收的熱量與凝固時(shí)放出的熱量相等，故B正確．非晶體液化過(guò)程中溫度會(huì)不斷變化，而不同溫度下物質(zhì)由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)時(shí)吸收的熱量是不同的，所以非晶體沒(méi)有確定的熔化熱，故C不正確．汽化熱與溫度、壓強(qiáng)都有關(guān)，故D正確．答案：

ABD第22頁(yè)/共45頁(yè)◎教材資料分析〔思考與討論〕——教材P43裝在敞口容器里的液體，由于蒸發(fā)，過(guò)一段時(shí)間后會(huì)全部消失，而盛在密閉容器里的液體，即使過(guò)很長(zhǎng)時(shí)間，也不會(huì)減少．難道密閉容器里液體的分子不再飛離液面嗎？【點(diǎn)撥】在密閉容器里，液體的分子并沒(méi)有停止運(yùn)動(dòng)，而是單位時(shí)間內(nèi)逸出液面的分子數(shù)與回到液面內(nèi)的分子數(shù)相等．第23頁(yè)/共45頁(yè)〔說(shuō)一說(shuō)〕——教材P43對(duì)比教材圖9.3－1和圖9.3－3，關(guān)于水的沸點(diǎn)，你有什么新的發(fā)現(xiàn)？【點(diǎn)撥】液體沸騰的條件就是飽和汽壓和外部壓強(qiáng)相等．沸點(diǎn)就是飽和汽壓等于外部壓強(qiáng)時(shí)的溫度．因飽和汽壓必須增大到和外部壓強(qiáng)相等時(shí)才能沸騰，所以沸點(diǎn)隨外部壓強(qiáng)的增大而升高．第24頁(yè)/共45頁(yè)〔說(shuō)一說(shuō)〕——教材P46一定質(zhì)量的物質(zhì)熔化時(shí)吸收的熱量，與這種物質(zhì)凝固時(shí)放出的能量相等．如果不相等，可能出現(xiàn)什么現(xiàn)象？【點(diǎn)撥】一定質(zhì)量的物質(zhì)在熔化時(shí)如果吸收的熱量少，而凝固時(shí)放出的熱量多，則出現(xiàn)多余的熱量會(huì)破壞物質(zhì)結(jié)構(gòu)，這樣物質(zhì)就發(fā)生變化了．第25頁(yè)/共45頁(yè)〔說(shuō)一說(shuō)〕——教材P47在一定的壓強(qiáng)下，不同物質(zhì)的沸點(diǎn)是不同的．利用這個(gè)性質(zhì)可以分離不同的液態(tài)物質(zhì)．如圖所示是我國(guó)湖北一個(gè)小酒廠從酒與水的混合物中把酒提純的裝置，你能說(shuō)出它的工作流程嗎？上面的過(guò)程在工業(yè)上叫做分餾．按照同樣的道理，可以從空氣中制氧，還可以從石油中分離汽油、煤油、柴油等．第26頁(yè)/共45頁(yè)【點(diǎn)撥】首先對(duì)酒與水的混合物進(jìn)行加熱，由于酒的沸點(diǎn)低，酒先蒸發(fā)，再進(jìn)行冷凝液化，提取酒精.第27頁(yè)/共45頁(yè)第28頁(yè)/共45頁(yè)第29頁(yè)/共45頁(yè)解析：飽和汽壓與液體的種類、溫度有關(guān)，與體積無(wú)關(guān).答案：

B選項(xiàng)個(gè)性分析A錯(cuò)誤慢慢推進(jìn)和拉出活塞，密閉容器內(nèi)體積發(fā)生變化，而溫度保持不變．飽和汽的壓強(qiáng)只和溫度有關(guān)，與體積無(wú)關(guān)B正確C錯(cuò)誤雖然飽和汽壓不變，飽和汽壓密度不變，但由于體積減小，飽和汽分子數(shù)減少D錯(cuò)誤不移動(dòng)活塞而將容器放入沸水中，容器內(nèi)飽和汽溫度升高，故壓強(qiáng)應(yīng)發(fā)生變化第30頁(yè)/共45頁(yè)第31頁(yè)/共45頁(yè)【跟蹤發(fā)散】

1－1：關(guān)于飽和汽壓，下列說(shuō)法正確的是(

)A．溫度相同的不同飽和汽，飽和汽壓都相同B．溫度升高時(shí)，飽和汽壓增大C．溫度升高時(shí)，飽和汽壓減小D．飽和汽壓與體積無(wú)關(guān)解析：

不同的飽和汽在同溫下的飽和汽壓不同，相同的飽和汽其飽和汽壓隨溫度升高而增大，故B正確．飽和汽壓與體積無(wú)關(guān)，故D正確．答案：

BD第32頁(yè)/共45頁(yè)

測(cè)得室溫20℃時(shí)，空氣的絕對(duì)濕度p＝0.799kPa，求此時(shí)空氣的相對(duì)濕度．(已知20℃時(shí)水的飽和汽壓ps＝2.3kPa)答案：

35%第33頁(yè)/共45頁(yè)【反思總結(jié)】

(1)在某一溫度下，水的飽和汽壓為一定值，知道了絕對(duì)濕度可以算出相對(duì)濕度．反之，知道了相對(duì)濕度也可以算出絕對(duì)濕度．(2)本例題中的結(jié)果說(shuō)明，絕對(duì)濕度不變即為空氣中水蒸汽密度不變時(shí)，溫度越高，水蒸汽離開(kāi)飽和的程度越遠(yuǎn)，人們感覺(jué)越干燥．第34頁(yè)/共45頁(yè)【跟蹤發(fā)散】

2－1：在某溫度時(shí)，水蒸氣的絕對(duì)壓強(qiáng)為200mmHg，飽和汽壓為400mmHg，則絕對(duì)濕度為_(kāi)_______，該溫度時(shí)的相對(duì)濕度為_(kāi)_______．答案：

200mmHg

50%第35頁(yè)/共45頁(yè)

一電爐的功率P＝200W，將質(zhì)量m＝240g的固體樣品放在電爐內(nèi)，通電后電爐內(nèi)的溫度變化如圖所示，設(shè)電能全部轉(zhuǎn)化為熱能并全部被樣品吸收，試問(wèn)：該固體樣品的熔點(diǎn)和熔化熱為多大？思路點(diǎn)撥：

由熔化曲線上溫度不變部分可找出熔點(diǎn)，根據(jù)熔化時(shí)間和電爐功率可知電流做功的多少，這些功全部轉(zhuǎn)化為熱并全部用于樣品熔化．第36頁(yè)/共45頁(yè)答案：

(1)60℃

1×105J/kg第37頁(yè)/共45頁(yè)【跟蹤發(fā)散】

3－1：1g100℃的水與1g100℃的水蒸氣相比較，下列說(shuō)法中正確的是(

)A．分子的平均動(dòng)能與分子的總動(dòng)能都相同B．分子的平均動(dòng)能相同，分子的總動(dòng)能不同C．內(nèi)能相同D．1g100℃的水的內(nèi)能小于1g100℃的水蒸氣的內(nèi)能第38頁(yè)/共45頁(yè)解析：溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，在相同的溫度下，分子的平均動(dòng)能相同．又1g水與1g水蒸氣的分子數(shù)相同，因而分子總動(dòng)能相同，A正確．當(dāng)從100℃的水變成100℃的水蒸氣時(shí)，分子間距離變大，因而要克服分子引力做功，使分子勢(shì)能增加，即100℃的水的內(nèi)能小于100℃的水蒸氣的內(nèi)能，故D正確．答案：

AD第39頁(yè)/共45頁(yè)第40頁(yè)/共45頁(yè)1．水蒸汽達(dá)到飽和時(shí)，水蒸汽的壓強(qiáng)不再變