物理选修33同步课件第9章 固体液体和物态变化 第34节 饱和汽与饱和汽压物态变化中的能量交换Word格式文档下载.docx
- 文档编号:4056107
- 上传时间:2023-05-02
- 格式:DOCX
- 页数:14
- 大小:82.03KB
物理选修33同步课件第9章 固体液体和物态变化 第34节 饱和汽与饱和汽压物态变化中的能量交换Word格式文档下载.docx
《物理选修33同步课件第9章 固体液体和物态变化 第34节 饱和汽与饱和汽压物态变化中的能量交换Word格式文档下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《物理选修33同步课件第9章 固体液体和物态变化 第34节 饱和汽与饱和汽压物态变化中的能量交换Word格式文档下载.docx(14页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
液体表面处空气流动的快慢
液体表面处大气压的大小,大气压较高时,沸点也比较高
相同点
都是汽化现象,都要吸热
二、饱和汽与饱和汽压
1.动态平衡
在相同时间内,回到水中的分子数等于从水面飞出去的分子数,这时水蒸气的密度不再增大,液体水也不再减少,液体与气体之间达到了平衡状态。
2.饱和汽
与液体处于动态平衡的蒸汽。
3.未饱和汽
没有达到饱和状态的蒸汽。
4.饱和汽压
一定温度下饱和汽的压强。
5.饱和汽压的变化
随温度的升高而增大。
饱和汽压与蒸汽所占的体积无关,和蒸汽体积中有无其他气体无关。
三、空气的湿度和湿度计
1.绝对湿度概念
空气中所含水蒸气的压强。
2.相对湿度概念
空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比。
相对湿度=
。
3.常用湿度计
干湿泡湿度计、毛发湿度计、传感器湿度计。
四、熔化热与汽化热
1.物态变化中的能量交换
2.熔化热
(1)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。
(2)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。
(3)不同的晶体有不同的结构,要破坏不同物质的结构,所需的能量也就不同,因此不同晶体的熔化热也不相同。
(4)非晶体在不同温度下熔化时吸收的热量是不同的,因此非晶体没有确定的熔化热。
3.汽化热
(1)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。
(2)一定质量的物质,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。
1.自主思考——判一判
(1)蒸发只发生在液体表面,而且是在一定温度下才能发生。
(×
)
(2)物质从液态变成固态的过程是凝固。
(√)
(3)晶体熔化时向外界放出热量,其温度不断降低。
(4)密闭容器内水蒸气未达到饱和时,只有蒸发,没有凝结。
(5)密闭容器里的液体和气体达到平衡时蒸发仍在进行。
(6)密闭容器中有未饱和的水蒸气,向容器中注入足够量的空气,加大气压可使水汽饱和。
2.合作探究——议一议
(1)为什么盛在敞口容器中的水,经过一段时间后就没有了;
而盛在密闭容器中的水经过相当长的时间后仍然跑不掉?
提示:
这是因为盛在敞口容器中的水蒸发掉了,而盛在密闭容器中的水蒸发后能形成一种动态平衡,水蒸气的密度不再变化,液体水也不再减少。
(2)为什么高海拔地区煮东西煮不熟?
液体沸腾时需要达到的温度叫沸点。
沸点与大气压有关,大气压越大,沸点越高。
而在高海拔地区大气压强小,沸点低,故煮东西煮不熟。
(3)夏日无风的傍晚,人们往往感到闷热潮湿,身上的汗液也蒸发不出去,这是为什么?
人体感觉到的“干爽”和“潮湿”取决于什么?
(1)这是因为在闷热潮湿的天气里,空气的湿度比较大,汗液的蒸发和周围的空气达到了一种动态平衡状态。
(2)“干爽”和“潮湿”取决于相对湿度。
空气中水蒸气的压强与饱和汽压相差越大,越有利于蒸发,人体感觉到“干爽”;
空气中水蒸气的压强与饱和汽压相差越小,越难以蒸发,人体感觉到“潮湿”。
对动态平衡和饱和汽压的理解
1.动态平衡的理解
(1)动态平衡的实质:
①处于动态平衡时,液体的蒸发仍在不断进行;
②处于动态平衡时的蒸汽密度与温度有关,温度越高,达到动态平衡时的蒸汽密度越大;
③在密闭容器中的液体,最后必定与上方的蒸汽处于动态平衡状态中。
(2)动态平衡的条件
外界条件变化时,原来的动态平衡状态被破坏,经过一段时间会达到新的平衡。
2.影响饱和汽压的因素
(1)饱和汽压跟液体的种类有关。
实验表明:
在相同的温度下,不同液体的饱和汽压一般是不同的。
挥发性大的液体,饱和汽压大。
(2)饱和汽压跟温度有关。
微观解释:
饱和汽压随温度的升高而增大。
这是因为温度升高时,液体里能量较大的分子增多,单位时间内从液面飞出的分子也增多,致使饱和汽的密度增大,同时蒸汽分子热运动的平均动能也增大,导致饱和汽压增大。
(3)饱和汽压跟体积无关。
①在温度不变的情况下,饱和汽的压强不随体积而变化。
其原因是,当体积增大时,容器中蒸汽的密度减小,原来的饱和蒸汽变成了未饱和蒸汽,于是液体继续蒸发。
直到未饱和汽成为饱和汽为止,由于温度没有改变,饱和汽的密度跟原来的一样,蒸汽分子热运动的平均动能也跟原来一样,所以压强不改变。
②体积减小时,容器中蒸汽的密度增大,回到液体中的分子数多于从液面飞出的分子数,于是,一部分蒸汽变成液体,直到蒸汽的密度减小到等于该温度下饱和汽的密度为止。
由于温度跟原来相同,饱和汽密度不变,蒸汽分子热运动的平均速率也跟原来相同,所以压强也不改变。
1.(多选)关于饱和汽压,下列说法正确的是( )
A.温度相同的不同饱和汽,饱和汽压都相同
B.温度升高时,饱和汽压增大
C.温度升高时,饱和汽压减小
D.饱和汽压与饱和汽的体积无关
解析:
选BD 不同的饱和汽在相同温度下的饱和汽压不同,同种饱和汽其饱和汽压随温度升高而增大,故A、C错误,B正确;
饱和汽压与饱和汽的体积无关,故D正确。
2.(多选)下列关于饱和汽与饱和汽压的说法中,正确的是( )
A.饱和汽与液体之间的动态平衡,是指汽化和液化同时进行的过程,且进行的速率相等
B.一定温度下的饱和汽的密度为一定值,温度升高,饱和汽的密度增大
C.一定温度下的饱和汽压随饱和汽的体积增大而增大
D.饱和汽压跟绝对温度成正比
选AB 由动态平衡概念可知A正确;
在一定温度下,饱和汽的密度是一定的,它随着温度的升高而增大,所以B正确;
一定温度下的饱和汽压与饱和汽的体积无关,所以C错误;
理想气体状态方程不适用于饱和汽,饱和汽压和绝对温度的关系不成正比,饱和汽压随温度的升高增大得比线性关系更快,所以D错误。
3.(多选)一个玻璃瓶中装有半瓶液体,拧紧瓶盖经过足够长一段时间后,则( )
A.不再有液体分子飞出液面
B.停止蒸发
C.蒸发仍在进行
D.在相同时间内从液体里飞出去的分子数等于返回液体的分子数,液体的饱和汽压达到了动态平衡
选CD 拧紧瓶盖后,随着液体不断蒸发,经一段时间后,液面上方的蒸汽达到饱和,气体达到饱和后,仍有气体分子从液体中飞出,同时也有气体分子回到液体中,在一定温度下,液体与上方蒸汽最终处于动态平衡,此时从液体里飞出去的分子数等于返回液体的分子数,故C、D对。
对绝对湿度和相对湿度的理解
相对湿度与绝对湿度和温度都有关系,在绝对湿度不变的情况下:
温度越高,相对湿度越小,人感觉越干燥;
温度越低,相对湿度越大,人感觉越潮湿。
空气的湿度对人的生活有很大影响,医学研究表明,夏季引发中暑有三个临界点:
气温在30℃~31℃,相对湿度大于85%。
气温超过38℃,相对湿度大于50%。
气温超过40℃,相对湿度大于30%。
可以看出,在相对湿度较大时,较低的温度就能引起中暑。
(1)根据相对湿度=
,也即B=
×
100%,知道了水蒸气的实际压强和同温度水的饱和汽压,代入公式即求得相对湿度。
(2)注意单位的统一,水蒸气的实际压强和同温度水的饱和汽压的单位是毫米汞柱(mmHg)。
(3)在某一温度下,水的饱和汽压是一定值,知道了绝对湿度可以算出相对湿度;
反之,知道了相对湿度也能算出绝对湿度。
1.(多选)下列说法中正确的是( )
A.在一定温度下,同种液体的饱和汽的密度是一定的
B.饱和汽近似地遵守理想气体定律
C.在潮湿的天气里,空气的相对湿度大,水蒸发得慢,所以洗了衣服不容易晾干
D.在绝对湿度相同的情况下,夏天比冬天的相对湿度大
选AC 饱和汽的密度仅由温度决定,温度越高,饱和汽的密度越大,饱和汽压越大。
由相对湿度=
100%可知,在p1相同的情况下,ps越大,相对湿度越小。
人感觉“潮湿”和“干燥”及蒸发快慢取决于相对湿度。
2.某食堂的厨房内,温度是30℃,绝对湿度p1=2.1×
103Pa,而这时室外温度是19℃,绝对湿度p2=1.3×
103Pa。
那么,厨房内外空气的相对湿度相差多少?
在厨房内感觉潮湿还是在厨房外感觉潮湿?
(30℃时水的饱和汽压为p3=4.2×
103Pa,19℃时水的饱和汽压为p4=2.2×
103Pa)
厨房内的相对湿度B1=
=
=50%。
厨房外的相对湿度B2=
=59%。
厨房内外空气的相对湿度相差ΔB=B2-B1=59%-50%=9%。
所以,厨房外的相对湿度较大,即厨房外感觉潮湿。
答案:
见解析
物态变化中的能量
1.晶体的熔化过程
(1)能量特点
固体分子间的强大作用使固体分子只能在各自的平衡位置附近振动。
对固体加热,在其开始熔化之前,获得的能量主要转化为分子的动能,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,固体开始熔化。
(2)温度特点
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,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
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:
[典例] 如果已知铜制量热器小筒的质量是150g,里面装着100g16℃的水,放入9g0℃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×
102J/(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] 9g0℃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×
105J/kg。
[答案] 3.3×
105J/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。
1.火箭在大气中飞行时,它的头部跟空气摩擦发热,温度可达几千摄氏度,在火箭上涂一层特殊材料,这种材料在高温下熔化并且汽化,能起到防止烧坏火箭头部的作用,这是因为( )
A.熔化和汽化都放热 B.熔化和汽化都吸热
C.熔化吸热,汽化放热D.熔化放热,汽化吸热
选B 物质在熔化和汽化过程中都是吸收热量的,故B选项正确。
2.今有1kg温度为90℃的水,在标准状况下把它变成100℃的水蒸气,共吸收了44.05kJ的热量,求水的汽化热L。
[假设在整个过程中无热量损失,水的比热容为4.2kJ/(kg·
根据能量守恒得c水mΔt+mL=Q,
所以L=
代入数值得L=2.05kJ/kg=2.05×
103J/kg。
2.05×
103J/kg
1.下列关于蒸发和沸腾的说法中,正确的是( )
A.蒸发和沸腾都可在任何温度下发生
B.蒸发和沸腾只能在一定温度下进行
C.蒸发和沸腾可发生在液体内部和表面
D.蒸发只发生在液体表面,沸腾发生在液体内部和表面
选D 蒸发和沸腾都是汽化现象。
蒸发在任何温度下都可以发生,只在液体表面进行;
沸腾是剧烈的汽化现象,沸腾只在一定温度(沸点)下进行,在液体表面和内部同时发生,故D对。
2.(多选)在高原地区烧水需要使用高压锅。
水烧开后,锅内水面上方充满饱和汽。
停止加热,高压锅在密封状态下缓慢冷却。
在冷却过程中,锅内水蒸气的变化情况为( )
A.压强变小 B.压强不变
C.一直是饱和汽D.变为未饱和汽
选AC 高压锅在密封状态下缓慢冷却过程中,锅内水蒸气体积不变,温度降低,则压强变小,但锅内水蒸气发生的是动态变化过程,一定是饱和汽。
故选项A、C正确。
3.我们感到空气很潮湿时,是因为( )
A.这时空气中所含水汽较多
B.这时的气温较低
C.这时的绝对湿度较大
D.这时空气中的水汽离饱和状态较近
选D 影响人们对干爽与潮湿感受的因素,不是空气中水蒸气的绝对数量,也不是气温的高低,而是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距,人对湿度的感觉由相对湿度决定,相对湿度越大,人感到越潮湿,故D对。
4.用吹风机的热风吹一支蘸了酒精的温度计时,温度计的示数( )
A.先降低后升高B.先升高后降低
C.一直降低D.一直升高
选A 开始时,温度计上的酒精汽化,带走热量,使温度降低,故示数降低;
酒精完全汽化后,温度计在热风作用下温度升高,A正确。
5.一定质量的0℃的冰融化成0℃的水时,其分子动能之和Ek和分子势能之和Ep的变化情况是( )
A.Ek变大,Ep变大B.Ek变小,Ep变小
C.Ek不变,Ep变大D.Ek不变,Ep变小
选C 0℃的冰融化成0℃的水,温度不变,故分子的平均动能不变,分子总数不变,所以Ek不变;
冰融化过程中吸热,吸收的热量用来增大分子的势能,所以Ep变大,故C正确。
6.干湿泡湿度计的湿泡温度计与干泡温度计的示数差距越大,表示( )
A.空气的绝对湿度越大
B.空气的相对湿度越大
C.空气中的水蒸气的实际压强离饱和程度越近
D.空气中的水蒸气的绝对湿度离饱和程度越远
选D 示数差距越大,说明湿泡的蒸发越快,空气的相对湿度越小,即水蒸气的实际压强(绝对湿度)与饱和汽压差距大,离饱和程度越远,故D对。
7.在某温度时,水蒸气的实际气压为p=200mmHg,此时的相对湿度为40%,则此时的绝对湿度为多少?
饱和汽压为多大?
根据绝对湿度的定义可知:
此时的绝对湿度为200mmHg。
由相对湿度的定义式B=
,解得ps=
mmHg=500mmHg。
200mmHg 500mmHg
8.从电冰箱中取出质量为50g、温度为-10℃的冰块,放进一杯0℃的水中,若与外界无热交换,则有多少水会冻结到冰块上?
[已知冰的比热容为2.1×
103J/(kg·
℃),熔化热为3.36×
105J/kg]
从冰箱中取出的冰块温度从-10℃升高到0℃时,吸收的热量Q1=cmΔt,水凝结成冰放出热量,设有m′的水冻结到冰上,放出热量Q2=m′λ,根据能量守恒有Q1=Q2,即cmΔt=m′λ,代入数据可得m′=3.125g。
3.125g
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 物理选修33同步课件第9章 固体液体和物态变化 第34节 饱和汽与饱和汽压 物态变化中的能量交换 物理 选修 33 同步 课件 固体 液体 物态 变化 34 饱和 中的 能量 交换
链接地址:https://www.bingdoc.com/p-4056107.html