2018-2019学年高中物理山东省专用选修3-3讲义:第九章 固体、液体和物态变化 第3节 物态变化中的能量交换 Word版含答案
2018-2019学年高中物理山东省专用选修3-3讲义:第九章 固体、液体和物态变化 第3节 物态变化中的能量交换 Word版含答案第3页

  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,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。

  (3)熔化热的计算

  如果用λ表示物质的熔化热,m表示物质的质量,Q表示熔化时所需要吸收的热量,则:Q=λm。

  熔化热的单位:焦耳/千克,即J/kg。

  2.液体的汽化过程

  (1)能量特点

  液体汽化时,由于体积明显增大,吸收热量,一部分用来克服分子间引力做功,另一部分用来克服外界压强做功。

  (2)汽化热的计算(通常计算在1个标准大气压时,在沸点下的汽化热)

  设某物质在1个标准大气压下,在沸点时的汽化热为L,物质的质量为m,则Q=Lm。

  汽化热的单位:焦耳/千克,即J/kg。

  

  [典例] 如果已知铜制量热器小筒的质量是150 g,里面装着100 g 16 ℃的水,放入9 g 0 ℃的冰,冰完全熔化后水的温度是9 ℃,利用这些数据求冰的熔化热是多少?[铜的比热容c铜=3.9×102 J/(kg·℃),水的比热容c水=4.2×103 J/(kg· ℃)]

  [思路点拨]

  (1)该过程中量热器小筒和水放热,热量利用Q=cm(t1-t2)计算。

  (2)冰融化吸热,热量为Q=mλ。

  [解析] 9 g 0 ℃的冰融化为0 ℃的水,再升高到9 ℃,总共吸收的热量

  Q吸=m冰λ+m冰c水(9 ℃-0 ℃)

  量热器中的水和量热器小筒从16 ℃降到9 ℃放出的热量

  Q放=m水c水(16 ℃-9 ℃)+m筒c铜(16 ℃-9 ℃)

  因为Q吸=Q放,所以

  m冰λ+m冰c水(9 ℃-0 ℃)=(m水c水+m筒c铜)(16 ℃-9 ℃)

  把数值代入上式,可得λ≈3.3×105 J/kg。

  [答案] 3.3×105 J/kg

  

  物态变化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。

(2)一定质量的某种物质,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。