物态变化中的能量交换
高中物理-物态变化中的能量交换教案
活动12
（课后作业）
1、上交作业：教材P48页T1题、T2题，或T2题、T3题
2、非上交作业：《自学丛书》“基础训练”部分.
3、预习作业：预习第十章第一节.
【组织讨论】
（1）如何理解“熔化过程”，补充熔化热定义式，并与“比热容”的概念进行对比.
（2）列举生活中熔化吸热的例子.
（3)组织学生就教材46页“说一说”小栏目的内容进行讨论，让学生理解熔化热与凝固时单位质量的物质放出的热量相等，是能量守恒定律的必然结果
1、培养自学能力、归纳能力、表达能力
2、通过组织讨论，小组竟学突破重点
用对比的方法研究新问题
活动8
（诊断练习）
做诊断练习
【当堂巩固】见导学案
要求学生先独立完成，教师巡视、指导
诊断学生掌握情况，训练规范答题
活动9
（展示成果）
展示当堂诊断成果
对问题较多的题目进行点评
发现问题、解决问题、查缺补漏
活动10
（知识归纳）
个人独立思考总结
小组合作讨论整理
小组代表回答
【知识小结】
1、学生总结
D．都不变，冰水共存
3．质量相同，温度都是0oC的水和冰的内能相比较正确的是 （）
A．水的内能多，因为水凝结成冰时要放出热量，内能减少
D．无法比较，因为它们的体积不一样
4．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
物态变化中的能量交换课件
物态变化研究的发展趋势
实验与理论结合
以实验验证理论预测，以理论指导实验设计。
多尺度研究
从微观到宏观，从简单到复杂，多尺度研究将更深入揭示物态变化 的本质。
交叉学科合作
物理学、化学、材料科学等多学科交叉，促进物态变化研究的发展 。
物态变化研究对未来科技的影响
新材料研发
通过物态变化研究，有望发现新型功能材料和结构材料，满足未来 科技发展的需求。
熔化是指固体变为液体的过程，这个过程需要吸收热量；凝固是液体变为固体 的过程，这个过程会放出热量。
汽化与液化过程中的能量交换
总结词
汽化吸热，液化放热。
详细描述
汽化是指液体变为气体的过程，这个过程需要吸收热量；液化是气体变为液体的 过程，这个过程会放出热量。
升华与凝华过程中的能量交换
总结词
升华吸热，凝华放热。
物态变化是能量转换的过程， 如熔化需要吸收热量，凝固会
放出热量。
自然现象的解释
物态变化是解释自然界中许多 现象的基础，如云、雨、雪等
。
工业生产的应用
物态变化在工业生产中有着广 泛的应用，如制冷、加热、干
燥等。
02
物态变化的种类与能量交 换
熔化与凝固过程中的能量交换
总结词
熔化吸热，凝固放热。
详细描述
气态
具有无限流动性和扩散性，分子间 距离很大，分子间相互作用力很弱 。
物态变化的定义
• 物态变化是指物质在固态、液态、气态之间转化 的现象。物态变化通常伴随着能量的吸收或释放 。
物态变化的重要性
01
02
03
04
物质性质的改变
物态变化会改变物质的物理性 质和化学性质，如熔化、凝固
高中物理选修3-3-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）。
物态变化中的能量交换PPT课件
第4讲 物态变化中的能量交换
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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.汽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.
10
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)，也可能是固液共存，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. 答案 CDE
第4讲 物态变化中的能量交换
12
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.
第4讲 物态变化中的能量交换
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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.
第4讲 物态变化中的能量交换
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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.
第4讲 物态变化中的能量交换
15
例4 一定质量的0 ℃的冰熔化成0 ℃的水时，其分子动
第4讲 物态变化中的能量交换
物态变化中的能量交换 课件
● 二、汽化热
● 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
液的态过 程 ．
● 汽化热
● 某种液体汽化成同温度的气体时所需的 与能其量 之质比量，
称做这种物质在这个温度下的汽化热．
●
(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，因此要吸收能量．
●
(2)液体汽化时的汽化热与温度和外界气压都有关系．
●
(3)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．ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
熔化热的理解与计算
●
【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
●(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．
汽化热的理解与计算
● 【例2】 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．
●
D．对固体加热，当温度升高到一定程度时才开始熔化
●
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
人教版高中物理课件第九章物态变化9.4物态变化中的能量交换
热传导是通过物体内部微观粒子的相互作用传递能量的方式；热辐射是 通过电磁波传递能量的方式；热对流则是通过流体流动传递能量的方式
。
这些能量的传递和转换机制在物态变化中起着重要作用，决定了能量的 流动方向和变化规律。
05
物态变化中的能量交换实 例分析
热辐射与热传导的原理
相变潜热是物态变化过程中吸收或释放的 热量，掌握其计算方法对于理解物态变化 中的能量交换至关重要。
了解热辐射和热传导的基本原理，以及它 们在物态变化过程中的作用。
思考题与练习题
思考题
请举例说明日常生活中物态变化中的能量交换现象，并解释其原理。
练习题
计算一定质量的水在沸腾过程中吸收的热量，以及一定质量的冰融化成水时释放 的热量。
生活中的物态变化现象
01
02
03
冰箱和空调
通过制冷剂在液态和气态 之间转换，吸收和释放热 量，实现室内温度的降低 。
烧开水
水加热后沸腾，由液态变 为气态，需要吸收热量， 壶底变热。
露水与霜
空气中的水蒸气遇冷后， 液化形成露水或凝华形成 霜，释放能量。
工业生产中的物态变化应用
蒸馏
利用物质在不同温度下蒸 气压的差异，通过加热和 冷凝的方法分离液体混合 物。
02
物态变化的基本概念
物态的定义
物态
物质存在的状态，包括固态、液 态、气态、等离子态、玻色-爱因 斯坦凝聚态等。
物态的特性
不同的物态具有不同的物理性质 ，如体积、密度、流动性等。
物态变化的类型
熔化
物质从固态变为液态的过程，需 要吸收热量。
凝固
物质从液态变为固态的过程，需 要放出热量。
高二物理选修3-3物态变化中的能量交换
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）。
物态变化中的能量交换 课件
预习交流
你如何理解汽化热? 答案:(1)固体(晶体)只在温度达到熔点时熔化,而液体可以在任 何温度下汽化,所以提到汽化热时一定要注意是在什么温度下的汽 化热。液体汽化过程中体积增大很多,体积膨胀时要克服外界气压 做功,因此也要吸收热量。 (2)一定质量的物质,在一定的温度和压强下,汽化时吸收的热量 与液化时放出的热量相等。
× ×
50≈4.5。
50
答案:(1)8∶1 (2)4.5
物态变化过程中物体内能的变化
案例探究 下列说法中正确的是( ) A.1 g 0 ℃的冰和 1 g 0 ℃的水分子动能、分子势能和内能均 相同 B.1 g 0 ℃的冰比 1 g 0 ℃的水分子动能、分子势能和内能都 要小 C.1 g 100 ℃的水和 1 g 100 ℃的水蒸气分子平均动能和分子 总动能都相同 D.1 g 100 ℃的水的内能比 1 g 100 ℃水蒸气的内能小 解析:0 ℃的冰熔化成 0 ℃的水,温度不变,分子的平均动能不 变,分子总数不变,总动能不变,而冰在熔化过程中吸收的热量用来增 大分子势能,内能增大,选项 A、B 错误;由水的汽化过程可知选项 C、D 正确。
答案:B
2.100 ℃的水蒸气和等质量 0 ℃的冰混合后达到热平衡时为(已知 水的汽化热 L=2.26×106 J/kg,冰的熔化热 λ=3.34×105 J/kg)( ) A.0 ℃的冰、水混合物 B.0 ℃的水 C.高于 0 ℃的水 D.100 ℃的水、汽混合物 解析:设水蒸气和冰的质量均为 m kg,混合后若水蒸气完全液化成 100 ℃的水,放出的热量 Q1=Lm=2.26×106m。冰完全熔化成 0 ℃ 的水需吸收的热量 Q2=λm=3.34×105m,0 ℃的水温度上升至 100 ℃ 需要吸收的热量 Q3=cmΔt=4.2×103m×(100-0)=4.2×105m,因为 Q1>Q2+Q3,可见水蒸气并未完全液化,所以两者混合后达到热平衡 时为 100 ℃的水、汽混合物。 答案:D
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能量与其质量之比，称做这种物质在这
个温度下的汽化热。
例1
关于固体的熔化，下列说法正确的是(
CD
)
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
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.
一.熔化热：
熔化与凝固
二.汽化热： 汽化与液化
熔化热
汽化热
固体的结构
液体的结构
为什么熔化会吸热？
由于固体分子间的强大作用，固体分子只 能在各自的平衡位置附近振动，对固体加热， 在其熔解之前，获得的能量主要转化为分子的 动能，使物体温度升高，当温度升高到一定程 度，一部分分子的能量足以克服其他分子的束 缚，从而可以在其他分子间移动，固体开始熔 解。
2.熔化热： 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.
. 2.596107 J来自时，水在达到沸点时的汽化热 ， 则 需 吸 收 的 热 量 总 共
为 L 2260KJ Kg .要使 200 C的水全部汽化，应先使水的温 为 Q cmt m L 4.2 103 10 (100 20) 10 2260103 J
• 小结:
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(能量守恒定律)
二、汽化热
1.汽化与液化 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
液体汽化时，液体分子离开液体表面成为气体分
子，要克服其他液体分子的吸引而做功，故要吸
收能量。
2.汽化热：
某种液体汽化成同温度的气体时所需的
例2.在压强为 1.01105 Pa 时，使 10Kg 200C 的水全部汽化，需要
吸收的热量是多少？[已知水的比热容为 4.2 103 J ( Kg 0 C ) ，
水 1000C 时的汽化热为 L 2260KJ Kg ] 解析：压强为 1.01105 Pa 度 上 升 100 到 0C
高 三 物理
物态变化中的能量交换
芜湖市田中 王海霞
情景再现：
俗话说：“下雪 不冷化雪冷”
出汗时如果再吹 电风扇会感到更凉爽
知识再现：
固态
熔化吸 热
汽化吸热
液态
液化放热
气态
凝固放热
一、熔化热
1. 熔化与凝固 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。 熔化是凝固的逆过程。