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4物态变化中的能量交换我们知道在物态变化中的液化和凝固过程要放出热量；汽化和熔化过程要吸收热量．这是指物态变化中的能量转移．怎样解释熔化和汽化的吸放热现象，什么是熔化热和汽化热？让我们一起探究吧！一、熔化热1．熔化和凝固熔化：物质从固态变成液态的过程．凝固：物质从液态变成固态的过程．2．熔化热某种晶体在熔化过程中所需的能量与其质量之比，称作这种晶体的熔化热．温馨提示：①熔化时吸热，凝固时放热．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空间点阵，要破坏不同物质的结构，所需的能量就不同．因此不同晶体的熔化热也不相同．④非晶体液化过程中温度会不断改变，而不同温度下物质由固态变为液态时吸收的热量是不同的，所以非晶体没有确定的熔化热．二、汽化热1．汽化和液化汽化：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．2．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，称作这种物质在这个温度下的汽化热．温馨提示：①液体汽化时，液体分子离开液体表面，要克服其他分子的吸引而做功，因此要吸收能量．②液体汽化时的汽化热与温度和外界气压都有关系．③一定质量的物质，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．1．固体熔化中的能量特点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．物态变化中的能量、温度有何特点2．液体汽化中的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．3．固体熔化中的温度特点晶体熔化过程，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．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．1．下列属于熔化的是()A．糖放在水中后逐渐化成了糖水B．夏天放棒冰的杯子外壁有小水珠C．露水的形成D．棒冰变成了水【答案】D【解析】糖化成了糖水叫溶解，A错；放棒冰的杯子外壁的小水珠是水蒸气遇冷液化形成的，B错；露水是因为晚上温度低，白天的不饱和汽变成了饱和汽，部分水蒸气液化形成的，C错．晶体具有确定的熔点和熔化热．而非晶体却没有．1．晶体分子是按一定的规律在空间排列成空间点阵，分子只能在平衡位置附近不停地振动，因此，它具有动能，在空间点阵中，由于分子间的相互作用，它又同时具有势能．(1)晶体在开始熔化之前，从热源获得的能量，主要转变为分子的动能，因而使物质温度升高．晶体、非晶体的熔点和熔化热(2)在熔化开始后，热源传递给它的能量，使分子有规则的排列发生了变化，分子间距离增大使分子离开原来的位置移动．这样加热的能量是用来克服分子力做功，使分子结构涣散而呈现液态．也就是说，在破坏晶体空间点阵的过程中，热源传入的能量主要转变为分子的势能．(3)分子的动能变化很小，因此物质的温度没有显著变化，所以熔化在一定温度下进行．2．非晶体在熔化过程中，随温度的升高而逐渐软化．最后全部变为液体，所以熔化过程不与某一温度对应，而是与某个温度范围对应．(1)非晶体物质的分子结构跟液体相似，它的分子排列是混乱而没有规则的，即使由于它的黏滞性很大，能够保持一定的形状，但是实际上它并不具有空间点阵的结构．(2)传递给非晶体的能量，主要转变为分子动能．在任何情况下，只要有能量输入，它的温度就要升高，因此它没有一定的熔化温度，并且在熔化过程中，温度不断上升．3．不同温度下，非晶体由固体变为液体时吸收的热量是不同的，所以非晶体没有确定的熔化热，晶体的熔化是在一定的温度下进行的，而每种晶体都有自己特定的结构，所以晶体的熔化热是一定的．而不同的晶体结构不同，所以对应不同的熔化热，这种结构特点又决定了液体凝固时放出的热量与熔化热相等．2．一定质量的0℃的冰熔化成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【答案】C解析：0℃的冰熔化成0℃的水，温度不变，故分子的平均动能不变，而分子总数不变，故Ek不变；冰熔化过程中吸收的热量用来增大分子的势能，故C正确．例1关于固体的熔化，下列说法正确的是()A．固体熔化过程，温度不变，吸热B．固体熔化过程，温度升高，吸热C．常见的金属熔化过程，温度不变，吸热D．对固体加热，当温度升高到一定程度时才开始熔化关于固体的熔化解析：只有晶体熔化时，温度才不变；在温度达到熔点之前，吸收的热量主要用来增加分子的平均动能，因而温度一直升高；当温度达到熔点开始熔化时就不再变化．答案：CD反思领悟：(1)晶体熔化过程，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．(2)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．1．如下图所示的四个图象中，属于晶体凝固图象的是()ABCD【答案】C【解析】首先分清晶体与非晶体的图象．晶体凝固时有确定的凝固温度，非晶体没有确定的凝固温度，故A、D图象是非晶体的图象；其次分清熔化时在达到熔点前是吸收热量，温度升高，而凝固过程则恰好相反，故C正确．例2有人说被100℃的水蒸气烫伤比被100℃的水烫伤更为严重，为什么？答案：100℃的水蒸气本身温度已经很高，当它遇到相对冷的皮肤还会液化放出热量，所以被100℃的水蒸气烫伤比被100℃的水烫伤更为严重．反思领悟：解题的关键是应明确汽化热即100℃的水蒸气液化并降温时放出的热量比100℃的水温度降低时放出的热量多得多．对汽化热的理解2．关于汽化热的概念，下列描述准确的是()A．某种液体经过一定温度的气体时所吸收的热量和其质量之比B．某种液体沸腾时，所吸收的能量和其质量之比C．某种液体在特定的温度下汽化时所吸收的能量与其质量的比值D．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【答案】D【解析】做此题时要着重掌握汽化热的概念，区分其与熔化热的不同之处，汽化在任何温度下都可以发生，故A、B、C错误．例3关于熔化热，下列说法正确的是()A．熔化热只与物质的种类有关B．熔化热只与物质的质量有关C．熔化热与物质的种类、质量都有关D．以上说法都正确解析：要理解熔化热就要从熔化热的概念入手，熔化热是指晶体熔化过程中所需能量和质量的比值，故C正确．A和B只提到了其中的一个影响因素．答案：C熔化热的理解反思领悟：解此类题目的关键是准确地理解和掌握概念，分析其影响因素，再从各影响因素入手分析题设所给出的条件，即可进行解答．3．质量相同的下列物质熔化热最大的是()A．铝在熔化过程中吸收了395.7kJ能量B．铜在熔化过程中吸收了205.2kJ能量C．碳酸钙在熔化过程中吸收了527.5kJ能量D．氯化钠在熔化过程中吸收了517.1kJ能量【答案】C【解析】熔化过程中单位质量的物体吸收的热叫做熔化热．