2019高中物理第九章3飽和汽與飽和汽壓4物態(tài)變化中的能量交換教學(xué)案含解析新人教版.docx

3飽和汽與飽和汽壓4物態(tài)變化中的能量交換學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道飽和汽、未飽和汽和飽和汽壓等概念(重點) 2.了解相對濕度概念的含義以及它對人們生活和植物生長方面的影響. (重點)3.了解固體熔化熱，知道不同固體有不同的熔化熱(重點)4.了解液體的汽化熱，了解液體變成氣體吸收熱量是為了克服分子引力做功與克服大氣壓力做功(難點)知識點一汽化1汽化的定義物質(zhì)從液態(tài)變成氣態(tài)的過程2汽化的兩種方式蒸發(fā)沸騰區(qū)別特點只在液體表面進(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面和內(nèi)部同時發(fā)生；只在一定的溫度下發(fā)生；沸騰時液體溫度不變；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??；液體表面處氣流的快慢液體表面處氣壓的大小相同點都是汽化現(xiàn)象，都要吸熱思考在高山上，用普通鍋煮雞蛋，即使水沸騰了，雞蛋也沒有熟，這是什么原因？【提示】高山上大氣壓低，水的沸點低，所以水沸騰而雞蛋卻沒有熟判斷1蒸發(fā)在任何溫度下都能發(fā)生()2在溫度升高時，蒸發(fā)會變得更快些()3大氣壓較高時液體的沸點也較高()知識點二飽和汽與飽和汽壓1動態(tài)平衡在相同時間內(nèi)回到水中的分子數(shù)等于從水面飛出去的分子數(shù)這時，水蒸氣的密度不再增大，液體水也不再減少，液體與氣體之間達(dá)到了平衡狀態(tài)，蒸發(fā)停止這種平衡是一種動態(tài)平衡2飽和汽和飽和汽壓與液體處于動態(tài)平衡的蒸汽叫做飽和汽，而沒有達(dá)到飽和狀態(tài)的蒸汽叫做未飽和汽在一定溫度下，飽和汽的分子數(shù)密度是一定的，因而飽和汽的壓強(qiáng)也是一定的，這個壓強(qiáng)叫做這種液體的飽和汽壓未飽和汽的壓強(qiáng)小于飽和汽壓3飽和汽壓的變化飽和汽壓隨溫度而變溫度升高時，液體分子的平均動能增大，單位時間里從液面飛出的分子數(shù)增多，原來的動態(tài)平衡被破壞，液體繼續(xù)蒸發(fā)，蒸汽的壓強(qiáng)繼續(xù)增大，直至達(dá)到新的動態(tài)平衡思考有人說在密閉容器里的液體和氣體達(dá)到平衡時蒸發(fā)就停止了，分子運動也停止了，這種說法對嗎？【提示】這種說法不對達(dá)到平衡時單位時間內(nèi)逸出液面的分子數(shù)與回到液面的分子數(shù)相等，是一種動態(tài)平衡，并非分子運動停止判斷1未飽和汽是液體與氣體處于動態(tài)平衡()2未飽和汽的壓強(qiáng)小于飽和汽壓()3飽和汽壓只與溫度有關(guān)，與體積無關(guān)()知識點三絕對濕度和相對濕度的概念1絕對濕度概念空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)2相對濕度概念空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度時水的飽和汽壓之比，即相對濕度.3常用濕度計干濕泡濕度計、毛發(fā)濕度計、傳感器濕度計思考霧、露、霜是生活中常見的現(xiàn)象你知道它們產(chǎn)生的原因嗎？【提示】白天氣溫高，空氣中所含的水蒸氣未達(dá)到飽和；到了夜間，氣溫降低，水蒸氣就可能達(dá)到飽和于是，地面附近空氣中的水蒸氣就以塵埃等小顆粒為凝結(jié)中心，形成許多小水滴懸浮在空中，使空氣變得不透明，這就是霧如果水蒸氣凝結(jié)成水珠，附著在物體表面，就形成了露，當(dāng)外界溫度低于0 ，水蒸氣直接凝華成為霜. 判斷1人們對潮濕的感受決定于空氣的絕對濕度()2人們對干爽與潮濕的感受與氣溫有關(guān)()3相對濕度可以描述空氣的潮濕程度()知識點四熔化熱與汽化熱1物態(tài)變化中的能量交換2熔化熱和汽化熱熔化熱：晶體熔化過程中所需的能量與其質(zhì)量之比汽化熱：液體汽化成同溫度的氣體時所需的能量與其質(zhì)量之比思考發(fā)射火箭時，火箭點燃后尾部的火焰如果直接噴到發(fā)射臺上，發(fā)射架要熔化為了保護(hù)發(fā)射架，往往在發(fā)射臺底建一個大水池，讓火焰噴到水池中，這樣做有什么道理？【提示】利用水汽化時要吸熱，使周圍環(huán)境溫度不致太高判斷1晶體在熔化過程中吸收熱量來增大分子勢能，破壞晶體結(jié)構(gòu)，變?yōu)橐簯B(tài)()2晶體的熔化熱隨晶體質(zhì)量的增加而增大()3液體的汽化熱與液體的溫度和外界壓強(qiáng)都有關(guān)()考點一動態(tài)平衡和飽和汽壓1動態(tài)平衡的理解：(1)動態(tài)平衡的實質(zhì)：處于動態(tài)平衡時，液體的蒸發(fā)仍在不斷進(jìn)行；處于動態(tài)平衡時的蒸汽密度與溫度有關(guān)，溫度越高，達(dá)到動態(tài)平衡時的蒸汽密度越大；在密閉容器中的液體，最后必定與上方的蒸汽處于動態(tài)平衡狀態(tài)中(2)動態(tài)平衡的條件：外界條件變化時，原來的動態(tài)平衡狀態(tài)被破壞，經(jīng)過一段時間會達(dá)到新的平衡2飽和汽與液體處于動態(tài)平衡的蒸汽叫做飽和汽沒有達(dá)到飽和狀態(tài)的蒸汽叫做未飽和汽在一定溫度下，飽和汽密度一定，且大于未飽和汽的密度3飽和汽壓某種液體的飽和汽所具有的壓強(qiáng)叫做這種液體的飽和汽壓在一定溫度下，一種液體的飽和汽壓是一定的，且大于未飽和汽的壓強(qiáng)4影響飽和汽壓的因素(1)飽和汽壓跟液體的種類有關(guān)實驗表明：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)微觀解釋：飽和汽壓隨溫度的升高而增大這是因為溫度升高時，液體里能量較大的分子增多，單位時間內(nèi)從液面飛出的分子也增多，致使飽和汽的密度增大，同時蒸汽分子熱運動的平均動能也增大，這也導(dǎo)致飽和汽壓增大(3)飽和汽壓跟體積無關(guān)微觀解釋：在溫度不變的情況下，飽和汽的壓強(qiáng)不隨體積而變化其原因是：當(dāng)體積增大時，容器中蒸汽的密度減小，原來的飽和汽變成了未飽和汽，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，蒸汽分子熱運動的平均動能也跟原來一樣，所以壓強(qiáng)不改變體積減小時，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跟原來相同，飽和汽密度不變，蒸汽分子熱運動的平均動能也跟原來相同，所以壓強(qiáng)也不改變【例題1】(2015佛山一中檢測)如圖932，一個有活塞的密閉容器內(nèi)僅有飽和水蒸氣與少量的水，則可能發(fā)生的現(xiàn)象是()A溫度保持不變，慢慢地推進(jìn)活塞，容器內(nèi)壓強(qiáng)會增大B溫度保持不變，慢慢地推進(jìn)活塞，容器內(nèi)壓強(qiáng)不變C溫度保持不變，慢慢地拉出活塞，容器內(nèi)壓強(qiáng)會減小D不移動活塞而將容器放在沸水中，容器內(nèi)壓強(qiáng)不變【答案】B【規(guī)律總結(jié)】液面上部飽和汽特點1液面上部的蒸汽達(dá)到飽和，是一種動態(tài)平衡2在相同時間內(nèi)從水面飛出去的分子數(shù)等于回到水中的分子數(shù)，故這時仍有液體分子從液面飛出3從整體看來，蒸汽的密度不再增大，液體也不再減少，從宏觀上看，蒸發(fā)停止了【及時訓(xùn)練】1(多選)下列關(guān)于飽和汽與飽和汽壓的說法中，正確的是()A飽和汽與液體之間的動態(tài)平衡，是指汽化和液化同時進(jìn)行的過程且進(jìn)行的速率相等B一定溫度下的飽和汽的密度為一定值，溫度升高，飽和汽的密度增大C一定溫度下的飽和汽壓隨飽和汽的體積增大而增大D飽和汽壓跟絕對溫度成正比【答案】AB2(多選)(2015西安檢測)如圖933所示的容器，用活塞封閉著剛好飽和的一些水汽，測得水汽的壓強(qiáng)為p，體積為V，當(dāng)保持溫度不變時，以下說法正確的是()A上提活塞使汽體的體積增為2V時，汽體的壓強(qiáng)變?yōu)閜/2B下壓活塞使汽體的體積變?yōu)閂/2時，汽體的壓強(qiáng)變?yōu)?pC下壓活塞時，汽體的質(zhì)量減少，汽體的密度不變D下壓活塞時，汽體的質(zhì)量和密度都變小【答案】AC考點二物態(tài)變化中的能量和溫度(深化理解)1晶體熔化過程中的能量特點：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，固體開始熔化2液體汽化過程中的能量特點：液體汽化時，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：(1)一定質(zhì)量的晶體，熔化時吸收的熱量與凝固時放出的熱量相等(2)一定質(zhì)量的某種物質(zhì)，在一定的溫度和壓強(qiáng)下，汽化時吸收的熱量與液化時放出的熱量相等. 4固體熔化過程中的溫度特點：(1)晶體熔化過程中，當(dāng)溫度達(dá)到熔點時，吸收的熱量全部用來破壞空間點陣，增加分子勢能，而分子平均動能卻保持不變，所以晶體有固定的熔點非晶體沒有空間點陣，吸收的熱量主要轉(zhuǎn)化為分子的動能，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)時吸收的熱量不同，而晶體有固定的熔點，因此有固定的熔化熱，非晶體沒有固定的熔點，也就沒有固定的熔化熱【例題2】如果已知銅制量熱器小筒的質(zhì)量是150 g，里面裝著100 g、16 的水，放入9 g、0 的冰，冰完全熔化后水的溫度是9 ，試?yán)眠@些數(shù)據(jù)求出冰的熔化熱銅的比熱容c銅3.9102 J/(kg)，冰的比熱容c冰2.1103 J/(kg)，水的比熱容c水4.2103 J/(kg)【思路點撥】(1)冰在熔化和熔化成水后溫度升高的過程中都需要吸收熱量(2)水和量熱器小筒都要放出熱量【解析】9 g、0 的冰熔化為0 的水，再升高到9 ，總共吸收的熱量Q吸m冰m冰c水(9 0 )，量熱器中的水和量熱器小筒從16 降到9 放出的熱量Q放m水c水(16 9 )m筒c銅(16 9 )因為Q吸Q放所以m冰m冰c水(9 0 )(m水c水m筒c銅)(16 9 )統(tǒng)一單位后，把數(shù)值代入上式可得3.5105 J/kg.【答案】冰的熔化熱為3.5105 J/kg【規(guī)律總結(jié)】高溫物體與低溫物體組成的系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行能量交換時，根據(jù)能量守恒定律有，低溫物體增加的能量等于高溫物體減少的能量【及時訓(xùn)練】1下列說法中正確的是()A冰在0時一定會熔化，因為0是冰的熔點B液體蒸發(fā)的快慢與液體溫度的高低有關(guān)C0的水，其內(nèi)能為零D冬天看到嘴里吐出“白氣”，這是汽化現(xiàn)象【答案】B2(2015銀川高二檢測)在一個大氣壓下，1 g 100的水吸收2.26103 J熱量變?yōu)? g 100的水蒸氣在這個過程中，以下四個關(guān)系式正確的是()A2.26103 J汽的內(nèi)能水的內(nèi)能B2.26103 J汽的內(nèi)能水的內(nèi)能C2.26103 J汽的內(nèi)能水的內(nèi)能水變成汽體積膨脹對外界做的功D2.26103 J汽的內(nèi)能水的內(nèi)能水變成汽體積膨脹對外界做的功【答案】D學(xué)法指導(dǎo)判斷周圍環(huán)境潮濕程度的方法1空氣的潮濕情況，不是由空氣的絕對濕度決定，而是由空氣的相對濕度決定的，在判斷過程中應(yīng)通過相對濕度的定義公式并查表求出一定溫度下空氣的相對濕度來解答2根據(jù)相對濕度越大，蒸汽越接近飽和，水分蒸發(fā)越慢，會使人感到潮濕來判定【例題3】某食堂的廚房內(nèi)，溫度是30 ，絕對濕度p12.1103 Pa，而這時室外溫度是19 ，絕對濕度p21.3103Pa.那么，廚房內(nèi)外空氣的相對濕度相差多少？在廚房內(nèi)感覺潮濕還是在廚房外感覺潮濕？(30 時水的飽和汽壓為p34.2103Pa,19 時水的飽和汽壓為p42.2103Pa)【解析】廚房內(nèi)的相對濕度B150%.廚房外的相對濕度B259%.廚房內(nèi)外空氣的相對濕度相差BB2B159%50%9%.所以，廚房外的相對濕度較大，即廚房外感覺潮濕【規(guī)律總結(jié)】許多和濕度有關(guān)的現(xiàn)象，如蒸發(fā)的快慢、動物的感覺等，不是直接跟大氣的絕對濕度有關(guān)，而是跟大氣的相對濕度有關(guān)絕對濕度相同時，溫度越高，離飽和狀態(tài)越遠(yuǎn)，越容易蒸發(fā)，感覺越干燥；相反，氣溫越低，越接近飽和狀態(tài)，感覺越潮濕【及時訓(xùn)練】(多選)關(guān)于空氣濕度，下列說法正確的是()A當(dāng)人們感到潮濕時，空氣的絕對濕度一定較大B當(dāng)人們感到干燥時，空氣的相對濕度一定較小C空氣的絕對濕度用空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)表示D空氣的相對濕度定義為水的飽和蒸汽壓與相同溫度時空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)之比【答案】BC【課后作業(yè)】基礎(chǔ)練1(2015大慶高二檢測)下列關(guān)于蒸發(fā)和沸騰的說法中，正確的有()A蒸發(fā)和沸騰都可在任何溫度下發(fā)生B蒸發(fā)和沸騰只能在一定溫度下進(jìn)行C蒸發(fā)和沸騰可發(fā)生在液體內(nèi)部和表面D蒸發(fā)只發(fā)生在液體表面，沸騰發(fā)生在液體內(nèi)部和表面【答案】D2對動態(tài)平衡說法不正確的是()A當(dāng)氣態(tài)分子數(shù)的密度增大到一定程度時就會達(dá)到這樣的狀態(tài)B在相同時間內(nèi)回到液體中的分子數(shù)等于從液體表面飛出去的分子數(shù)C此時，蒸發(fā)的速度不再增大，液體也不再減少D蒸發(fā)停止【答案】D3(多選)(2014沈陽高二檢測)下列說法正確的是()A不同晶體的熔化熱不相同B一定質(zhì)量的晶體，熔化時吸收的熱量與凝固時放出的熱量相等C不同非晶體的熔化熱不相同D汽化熱與溫度、壓強(qiáng)有關(guān)【答案】ABD4用吹風(fēng)機(jī)的熱風(fēng)吹一支蘸了酒精的溫度計時，溫度計的示數(shù)是()A先降低后升高B先升高后降低C一直降低D一直升高【答案】A5如圖934所示，在一個帶活塞的容器底部有一定量的水，現(xiàn)保持溫度不變，上提活塞，當(dāng)?shù)撞咳杂胁糠炙畷r，則()A液面上方的水蒸氣從飽和變成未飽和B液面上方水蒸氣的質(zhì)量增加，密度減小C液面上方水蒸氣的密度減小，壓強(qiáng)減小D液面上方水蒸氣的密度和壓強(qiáng)都不變【答案】D6印刷廠里為使紙張好用，主要應(yīng)控制廠房內(nèi)的()A絕對濕度B相對濕度C溫度D大氣壓強(qiáng)【答案】B7(2014青島高二檢測)住在非洲沙漠中的居民，由于沒有電，夏天無法用冰箱保鮮食物，一位物理教師發(fā)明了一種“沙漠冰箱”罐中罐，由內(nèi)罐和外罐組成，且兩罐之間填上潮濕的沙子，如圖935所示，使用時將食物和飲料放在內(nèi)罐，罐口蓋上濕布，然后放在干燥通風(fēng)的地方，并經(jīng)常在兩罐間的沙子上灑些水，這樣就能起到保鮮的作用問題：(1)經(jīng)常在兩罐間灑些水的原因是_(2)放在干燥通風(fēng)的地方是為了_【解析】(1)經(jīng)常在兩罐間灑些水，就能起到保鮮作用，先聯(lián)系實際，非洲地區(qū)比較熱，食物和飲料在高溫環(huán)境中易變質(zhì)，再考慮水蒸發(fā)能吸熱，所以灑水的原因應(yīng)為利用水蒸發(fā)吸熱降低食物和飲料的溫度，便于長期保存；(2)放在干燥通風(fēng)的地方很自然想到是為了加快水分蒸發(fā)從而吸收更多的熱，使食物和飲料溫度不致過高，起到保鮮作用【答案】(1)利用水蒸發(fā)時吸熱來降低溫度(2)加快水的蒸發(fā)8白天的氣溫是30 ，空氣的相對濕度是60%，天氣預(yù)報夜里的氣溫要降到20 ，那么夜里會不會有露珠形成？為什么？(30 時，空氣的飽和汽壓為4.24103 Pa；20 時，飽和汽壓為2.3103 Pa)【答案】有露珠形成B，pBps60%4.24103 Pa2.544103 Pa2.3103 Pa，大于20 時的飽和汽壓，故夜里會出現(xiàn)飽和汽，即有露珠形成超越自我提升練9(多選)(2015深圳一中高二檢測)干濕泡濕度計的濕泡溫度計與干泡溫度計的示數(shù)差距越大，表示()A空氣的絕對濕度越大B空氣的相對濕度越小