第4节物态变化中的能量交换ppt课件.ppt

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1、人教高中物理多媒体课件,选修3-3,4、物态变化中的能量交换,第九章 物态和物态变化,固态,液态,气态,熔化吸热,汽化吸热,凝固放热,液化放热,我们以前学过，自然界有三态：,可见，自然界的三态在转变的过程中会发生能量的交换。,物质从固态变成液态的过程。,物质从液态变成固态的过程。,熔化是凝固的逆过程。,1.熔化与凝固,熔化：,凝固：,熔化热,为什么熔化会吸热？凝固会放热？,我们先看看固体和液体的结构,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

2、缚，从而可以在其他分子间移动，固体开始熔解。,观看实验：,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,单位：J/kg或卡/g,熔化热：,以冰为例，一克的冰，在 0时熔化，必须吸收 79 卡的热能才能完全熔化成水。那依此类推，如果是m克冰熔化，则须 79m卡的热量了。,1、试计算20g0 冰须吸收多少热能才能完全熔化？,解：W=mQ=20 79 卡=158卡,2、100 克零摄氏度的冰，吸收 1000 卡的热量，剩下多少克冰未熔化？,解：每克冰熔化需吸热 79 卡，假设吸热 1000 卡可使 x 克冰熔化79x=1000 x=12.66（g）此为熔化的冰故未熔化的冰

3、重=100 12.66=87.34（g）,对于同种物体，分子结构是一定的。因为熔化过程中吸收热量是用于克服分子力做功，破坏晶体的空间点阵，增加物体的分子势能的，所以晶体的熔化热是一定的。,对于不同种晶体，由于不同晶体的空间点阵不同，单位质量不同的物质熔解时吸收的热量也不同，而熔化热就是为了表征这一性质才提出的，所以不同晶体的熔化热不同。,金刚石,石墨,一定质量的物质熔化时吸收的热量，与这种物质凝固时放出的热量相等吗？如果不相等，可能出现什么现象？,吸收Q1,放出Q2,如果Q1Q2，则会导致同一个物体在相同温度下内能不同，而这显然是不可能的。并且不符合能量守恒定律。,20,20,所以，一定质量的

4、晶体，熔化时吸收的热量与凝固时放出的热量相等。,几种物质在压强为1.01105Pa时的熔化热,为什么晶体有确定的熔点和熔化热，非晶体却没有？,晶体熔化过程中，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。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。由于在不同温度下物质由固态变成液态时吸收的热量不同，而晶体有固定的熔点，因此有固定的熔化热，非晶体没有固定的熔点，也就没有固定的熔化热。,汽化热,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

5、,液体汽化时，为何要吸热？,我们先看看液体和气体的结构,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，因此要吸收能量。,观看实验：,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。,单位：J/kg或卡/g,汽化热：,举例来说，水的汽化热是 539 卡/克，这句话的意思是说，一克的水加热到 100 变为沸水时，要再变成水蒸气，必须再吸收 539 卡的热量。,例题：20g零下20 冰须吸收多少热能才能完全变成水蒸汽？(冰的比热为 0.55 卡/g，冰的熔化热为 79 卡/g，水的汽化热为 539 卡/g),解：这要分好几

6、个阶段来计算：20冰0冰0水100水100水蒸气20 0.55 20 79 20 20 1 100 539 20=14580（卡）,汽化热跟温度有关,液体汽化时体积会增大很多，分子吸收的能量不只用于挣脱其他分子的束缚，还用于体积膨胀时克服外界气压做功，所以汽化热还与外界气体的压强有关。,几种物质在压强为1.01105Pa，温度为沸点时的汽化热,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,热管,热管技术是1963年美国LosAlamos国家实验室的G.M.Grover发明的一种称为“热管”的传热元件，它充分利用了热传导原理与致冷介质的快速热传递性质，透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外，其导热能力超过任何已知金属的导热能力。,热管技术以前被广泛应用在宇航、军工等行业，采用热管技术使得散热器即便采用低转速、低风量电机，同样可以得到满意效果，使得困扰风冷散热的噪音问题得到良好解决，开辟了散热行业新天地。,谢谢！,