[导学探究] (1)发射火箭时,火箭点燃后尾部的火焰如果直接喷到发射台上,发射架要熔化.为了保护发射架,往往在发射台底建一个大水池,让火焰喷到水池中,这样做有什么道理?
(2)液体汽化时为什么会吸热?汽化热与哪些因素有关?
答案 (1)利用水汽化时要吸热,使周围环境温度不致太高.
(2)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,因此要吸热.汽化热与物质汽化时的温度及外界气体压强有关.
[知识深化]
1.液体汽化过程中的能量特点
液体汽化时,液体分子离开液体表面,要克服其他液体分子的吸引而做功,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.
2.液体汽化时的汽化热与温度和外界气压都有关系.
3.汽化热的计算公式
设某物质在一个标准大气压时,沸点下的汽化热为L,物质的质量为m,Q表示所需要吸收的热量,则Q=Lm.汽化热的单位为:焦耳/千克,即J/kg.
例3 在一个大气压下,1 g 100 ℃的水吸收2.26×103 J热量变为1 g 100 ℃的水蒸气.在这个过程中,以下四个关系式正确的是( )
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
答案 D
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.
解答此类问题要抓住两点:一是温度是分子平均动能的标志,温度不变,分子平均动能不变;二是抓住物态变化中的宏观特征是吸热还是放热,再依据能量守恒的观点,分析能量的变化情况.
三、从能量和微观角度理解熔化过程与汽化过程
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气压做功.
3.互逆过程的能量特点
(1)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.