第4节物态变化中的能量交换课件.ppt

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1、4、物态变化中的能量交换,4、物态变化中的能量交换,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。,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,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?,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,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

2、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缚,从而可以在其他分子间移动,固体开始熔解。,我们先看看固体和液体的结构 由于固体分子间的强大,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,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,,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,单位:J

3、/kg或卡/g熔化热:以冰为例,一克的,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重=100 12.66=87.34(g),2、100 克零摄氏度的冰,吸收 1000 卡,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。,对于同种物体,分子结构是一定的。因为熔化过程中,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

4、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,对于不同种晶体,由于不同晶体的空间点阵不同,单,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,一定质量的晶体,熔化时吸收的热量与凝固时放出的热量相等。,一定质量的物质熔化时吸收的热量,与这种物质凝固,几种物质在压强为1.01105Pa时的熔化热,几种物质在压强为1.01105Pa时的熔化热,为什么晶体有确定的

5、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。,为什么晶体有确定的熔点和熔化热,非晶体却没有?,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,液体汽化时,为何要吸热?,汽化热汽化与液化汽化:物质从液态变成

6、气态的过程液化:物质从气,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。,我们先看看液体和气体的结构 液体汽化时,液体分子离,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。,观看实验:汽化热:某种液体汽化成同温度的气体时,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。,单位:J/kg或卡/g汽化热:举例来说,水的汽,例题:20g零下2

7、0 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),例题:20g零下20 冰须吸收多少热能才能完全,汽化热跟温度有关,汽化热跟温度有关t/0C100Q/(J.g-1)50010,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,

8、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,液体汽化时体积会增大很多,分子吸收的能量不只用,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。,热管 热管技术是1963年美国LosAlamos国,谢谢!,谢谢!,

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