《2019-2020學(xué)年高中物理 第九章 固體、液體和物態(tài)變化 第3節(jié) 飽和汽與飽和汽壓 第4節(jié) 物態(tài)變化中的能量交換學(xué)案 新人教版選修3-3》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2019-2020學(xué)年高中物理 第九章 固體、液體和物態(tài)變化 第3節(jié) 飽和汽與飽和汽壓 第4節(jié) 物態(tài)變化中的能量交換學(xué)案 新人教版選修3-3(6頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第3節(jié) 飽和汽與飽和汽壓 第4節(jié) 物態(tài)變化中的能量交換
1.知道飽和汽、未飽和汽與飽和汽壓等概念,知道影響飽和汽壓的因素,知道飽和汽是一種動(dòng)態(tài)平衡. 2.理解空氣的絕對濕度和相對濕度,并能進(jìn)行簡單計(jì)算,了解濕度對日常生活的影響. 3.了解固體的熔化熱,知道不同固體有不同的熔化熱.了解汽化的兩種方式,知道沸點(diǎn)與氣壓的關(guān)系. 4.了解熔化、凝固、汽化和液化的概念及其過程中的能量轉(zhuǎn)化.
一、汽化現(xiàn)象
1.概念:物質(zhì)從液態(tài)變成氣態(tài)的過程叫做汽化.
2.汽化的兩種方式比較
種類
異同
蒸發(fā)
沸騰
區(qū)別
特點(diǎn)
只在液體表面進(jìn)行;在任何溫度下都能發(fā)生;是一種緩慢的汽化過程
在液
2、面和內(nèi)部同時(shí)發(fā)生;只在一定的溫度下發(fā)生;沸騰時(shí)液體溫度不變;是一種劇烈的汽化過程
影響因素
液體溫度的高低;液體表面積的大??;液體表面處空氣流動(dòng)的快慢
液體表面處大氣壓的大小,大氣壓較高時(shí),沸點(diǎn)也比較高;反之,沸點(diǎn)較低
相同點(diǎn)
都是汽化現(xiàn)象,都要吸熱
1.(1)在任何溫度下蒸發(fā)和沸騰都能進(jìn)行.( )
(2)液體吸收熱量時(shí)一定會汽化.( )
(3)在高山上用普通鍋煮飯不容易將飯煮熟.( )
(4)蒸發(fā)可以使液體降溫.( )
(5)蒸發(fā)和沸騰都是吸熱的過程.( )
提示:(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√
二、飽和汽與飽和汽壓
1.動(dòng)態(tài)平衡:在
3、相同時(shí)間內(nèi),由液面飛出去的分子數(shù)等于回到液體中的分子數(shù),液體與氣體之間達(dá)到了平衡狀態(tài).這種平衡是一種動(dòng)態(tài)的平衡.
2.飽和汽:與液體處于動(dòng)態(tài)平衡的蒸汽.
3.未飽和汽:沒有達(dá)到飽和狀態(tài)的蒸汽.
4.飽和汽壓:一定溫度下飽和汽的壓強(qiáng).
5.飽和汽壓的變化:隨溫度的升高而增大.飽和汽壓與蒸汽的體積無關(guān),和蒸汽體積中有無其他氣體無關(guān).
密閉容器里的液體和氣體達(dá)到平衡時(shí)蒸發(fā)就停止了嗎?
提示:蒸發(fā)和液化達(dá)到平衡時(shí)單位時(shí)間內(nèi)從液體表面飛出的分子數(shù)與回到液體中的分子數(shù)相等,是一種動(dòng)態(tài)平衡,蒸發(fā)仍在進(jìn)行,并沒有停止.
三、空氣的濕度和濕度計(jì)
1.絕對濕度:空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng).
2.
4、相對濕度: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.即
相對濕度=
3.常用濕度計(jì):干濕泡濕度計(jì)、毛發(fā)濕度計(jì)、傳感器濕度計(jì).
2.(1)絕對濕度越小則相對濕度也一定越?。? )
(2)空氣的相對濕度越大,則人越感覺潮濕.( )
(3)干濕泡濕度計(jì)正常使用時(shí),兩溫度計(jì)示數(shù)相同,則表示相對濕度為100%.( )
提示:(1)× (2)√ (3)√
四、熔化熱和汽化熱
1.熔化熱
(1)概念:某種晶體熔化過程中所需的能量與其質(zhì)量之比,稱做這種晶體的熔化熱.
(2)特點(diǎn):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.汽化熱
(1)某種液體汽化成同
5、溫度的氣體時(shí)所需的能量與其質(zhì)量之比,叫做這種物質(zhì)在這個(gè)溫度下的汽化熱.
(2)特點(diǎn):一定質(zhì)量的物質(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.
3.(1)熔化和汽化都放熱.( )
(2)熔化和汽化都吸熱.( )
(3)不同晶體的熔化熱不相同.( )
提示:(1)× (2)√ (3)√
飽和汽和飽和汽壓
1.動(dòng)態(tài)平衡的理解
(1)處于動(dòng)態(tài)平衡時(shí),液體的蒸發(fā)仍在不斷進(jìn)行.
(2)處于動(dòng)態(tài)平衡時(shí)的蒸汽密度與溫度有關(guān),溫度越高,達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)的蒸汽密度越大.
(3)在密閉容器中的液體,最后必定與上方的蒸汽處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)中.
2.影響飽和汽壓
6、的因素
(1)飽和汽壓跟液體的種類有關(guān):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):飽和汽壓隨溫度的升高而增大.這是因?yàn)闇囟壬邥r(shí),液體里能量較大的分子增多,單位時(shí)間內(nèi)從液面飛出的分子也增多,致使飽和汽的密度增大,同時(shí)蒸汽分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能也增大,導(dǎo)致飽和汽壓增大.
(3)飽和汽壓跟體積無關(guān):在溫度不變的情況下,飽和汽的壓強(qiáng)不隨體積而變化.
①當(dāng)體積增大時(shí),容器中蒸汽的密度減小,原來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,由于溫度沒有改變,飽和汽的密度跟原來的一樣,蒸汽分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能也
7、跟原來一樣,所以壓強(qiáng)不改變.
②體積減小時(shí),容器中蒸汽的密度增大,回到液體中的分子數(shù)多于從液面飛出的分子數(shù),于是,一部分蒸汽變成液體,直到蒸汽的密度減小到等于該溫度下飽和汽的密度為止.由于溫度沒有改變,飽和汽密度不變,蒸汽分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率也跟原來相同,所以壓強(qiáng)也不改變.
3.把未飽和汽變成飽和汽的方法
(1)在體積不變的條件下,降低未飽和汽的溫度,可以使在較高的溫度時(shí)的未飽和汽變成較低溫度時(shí)的飽和汽.如果繼續(xù)降低溫度,飽和汽會液化成液體.
(2)在溫度不變的條件下,增大壓強(qiáng)可以使未飽和汽變成飽和汽.
(多選)關(guān)于飽和汽的下列說法正確的是( )
A.一定溫度下,飽和汽的密度是
8、一定的
B.相同溫度下,不同液體的飽和汽壓是相同的
C.飽和汽壓隨溫度升高而增大,與體積無關(guān)
D.理想氣體定律對飽和汽不適用,而未飽和汽近似遵守理想氣體定律
[解題探究] (1)液體的飽和汽壓由什么因素決定?
(2)理想氣體定律的適用前提是什么?
[解析] 飽和汽的密度、飽和汽壓都是由溫度決定的,且隨著溫度的升高而增大,與體積無關(guān),選項(xiàng)A、C正確;相同溫度下,飽和汽壓與液體的種類有關(guān),不同液體的飽和汽壓一般不同,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;未飽和汽近似遵守理想氣體定律,一旦達(dá)到飽和,再繼續(xù)加壓飽和汽將會部分液化,故理想氣體定律不再適用,選項(xiàng)D正確.
[答案] ACD
飽和汽壓是由液體的種類
9、和外界溫度共同決定,與飽和汽的體積無關(guān).
(1)在同一溫度下,不同液體的飽和汽壓一般不同,揮發(fā)性大的液體其飽和汽壓大.
(2)溫度一定時(shí),同種液體的飽和汽壓與飽和汽的體積無關(guān),也與液體上方有無其他氣體無關(guān).
(3)同一種液體的飽和汽壓,當(dāng)溫度升高時(shí)增大,蒸發(fā)比液化快;當(dāng)溫度降低時(shí)而減小,液化比蒸發(fā)快.最后達(dá)到新的動(dòng)態(tài)平衡.
1.(多選)將未飽和汽轉(zhuǎn)化成飽和汽,下列方法可行的是( )
A.保持溫度不變,減小體積
B.保持溫度不變,減小壓強(qiáng)
C.保持體積不變,降低溫度
D.保持體積不變,減小壓強(qiáng)
解析:選ACD.未飽和汽的密度小于飽和汽的密度,壓強(qiáng)小于飽和汽壓,對未飽和汽氣體
10、實(shí)驗(yàn)定律是近似適用的,保持溫度不變,減小體積,可以增大壓強(qiáng),增大飽和汽的密度,則選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.降低溫度,飽和汽壓減小,若體積不變,當(dāng)降低溫度時(shí),可使壓強(qiáng)減小到降低溫度后的飽和汽壓,則選項(xiàng)C、D正確.
絕對濕度和相對濕度
相對濕度和絕對濕度都與溫度有關(guān)系,在絕對濕度不變的情況下:溫度越高,相對濕度越小,人感覺越干燥;溫度越低,相對濕度越大,人感覺越潮濕.
空氣的濕度對人的生活有很大影響,醫(yī)學(xué)研究表明,夏季引發(fā)中暑有三個(gè)臨界點(diǎn):
氣溫在30 ℃~31 ℃,相對濕度大于85%.
氣溫超過38 ℃,相對濕度大于50%.
氣溫超過40 ℃,相對濕度大于30%.
可以看出,在相
11、對濕度較大時(shí),較低的溫度就能引起中暑.
(1)根據(jù)相對濕度=,即B=×100%,知道了水蒸氣的實(shí)際壓強(qiáng)和同溫度水的飽和汽壓,代入公式即求得相對濕度.
(2)注意單位的統(tǒng)一,水蒸氣的實(shí)際壓強(qiáng)和同溫度水的飽和汽壓的單位是毫米汞柱(mmHg).
(3)在某一溫度下,水的飽和汽壓是一定值,知道了絕對濕度可以算出相對濕度;反之,知道了相對濕度也能算出絕對濕度.
氣溫為10 ℃時(shí),測得空氣的絕對濕度p=800 Pa,則此時(shí)的相對濕度為多少?如果絕對濕度不變,氣溫升至20 ℃,相對濕度又為多少?(已知10 ℃時(shí)水的飽和汽壓為p1=1.228×103 Pa,20 ℃時(shí)水的飽和汽壓為p2=2.338×
12、103Pa)
[解析] 10 ℃時(shí)水的飽和汽壓為p1=1.228×103 Pa,由相對濕度公式得此時(shí)的相對濕度
B1=×100%=×100%≈65.1%
20 ℃時(shí)水的飽和汽壓為p2=2.338×103 Pa,同理得相對濕度
B2=×100%=×100%≈34.2%.
[答案] 65.1% 34.2%
由計(jì)算可知,絕對濕度不變時(shí)即空氣中水汽密度不變,溫度越高,它離飽和的程度越遠(yuǎn),人們感覺越干燥;掌握相對濕度的公式,體會相對濕度與絕對濕度的區(qū)別與聯(lián)系是解題關(guān)鍵.
2.(多選)干濕泡濕度計(jì)的濕泡溫度計(jì)與干泡溫度計(jì)的示數(shù)差距越大,表示( )
A.空氣的絕對濕度越大
B.空
13、氣的相對濕度越小
C.空氣中的水蒸氣的實(shí)際壓強(qiáng)離飽和程度越近
D.空氣中的水蒸氣的絕對濕度離飽和程度越遠(yuǎn)
解析:選BD.示數(shù)差距越大,說明濕泡的蒸發(fā)越快,說明空氣的相對濕度越小,即水蒸氣的絕對濕度離飽和程度越遠(yuǎn),故選項(xiàng)B、D正確,選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤.
物態(tài)變化中的能量和溫度
1.晶體熔化過程中的能量特點(diǎn):固體分子間的強(qiáng)大作用使固體分子只能在各自的平衡位置附近振動(dòng).對固體加熱,在其開始熔化之前,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),固體開始熔化.
2.液體汽化過程中的能量特點(diǎn):液體汽化時(shí)
14、,由于體積明顯增大,吸收熱量,一部分用來克服分子間引力做功,另一部分用來克服外界壓強(qiáng)做功.
3.互逆過程的能量特點(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.
4.固體熔化過程中的溫度特點(diǎn)
(1)晶體熔化過程中,當(dāng)溫度達(dá)到熔點(diǎn)時(shí),吸收的熱量全部用來破壞空間點(diǎn)陣,增加分子勢能,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.
(2)由于在不同溫度下物質(zhì)由固態(tài)變成液態(tài)時(shí)吸收的熱量不同,而晶體有固定的熔
15、點(diǎn),因此有固定的熔化熱,非晶體沒有固定的熔點(diǎn),也就沒有固定的熔化熱.
(多選)關(guān)于固體的熔化,下列說法正確的是( )
A.固體熔化過程,溫度不變,吸熱
B.固體熔化過程,溫度升高,吸熱
C.常見的金屬熔化過程,溫度不變,吸熱
D.對固體加熱,當(dāng)溫度升高到一定程度時(shí)才開始熔化
[思路點(diǎn)撥] (1)固體熔化過程溫度如何變化?
(2)熔化過程指的哪段過程?
[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),晶體開始熔化,溫度就不再變化.
[答案] CD
解答此類問題要抓住兩點(diǎn):一是溫度是分子平
16、均動(dòng)能的標(biāo)志,溫度不變,分子平均動(dòng)能不變;二是抓住物態(tài)變化中的宏觀特征是吸熱還是放熱,再依據(jù)能量守恒的觀點(diǎn),分析能量的變化情況.
3.(多選)下列說法中正確的是( )
A.1 g 0 ℃的冰變?yōu)? g 0 ℃的水,分子動(dòng)能、分子勢能和內(nèi)能均不變
B.1 g 0 ℃的冰變?yōu)? g 0 ℃的水,分子動(dòng)能、分子勢能和內(nèi)能都變小
C.1 g 100 ℃的水變?yōu)? g 100 ℃的水蒸氣,分子平均動(dòng)能和分子總動(dòng)能都不變
D.1 g 100 ℃的水變?yōu)? g 100 ℃的水蒸氣,內(nèi)能變大
解析:選CD.0 ℃的冰熔化成0 ℃的水,溫度不變,分子的平均動(dòng)能不變,分子總數(shù)不變,總動(dòng)能不變,而冰在熔化過程中吸收的熱量用來增大分子勢能,內(nèi)能增大,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;對水的汽化過程,同理可知選項(xiàng)C、D正確.
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