高中物理竞赛讲义-物态变化

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高中物理中的物态变化教案

高中物理中的物态变化教案
目标：学生将能够了解物质的物态变化过程，认识不同物态之间的转化关系，并能够应用
相关知识解决实际问题。

教学内容：
1. 物态变化的概念及特点；
2. 固态、液态、气态之间的转化关系；
3. 物质的熔化、固化、蒸发、凝结过程。

教学重点：理解物态变化的定义及特点，掌握不同物态之间的转化关系。

教学难点：理解物质的熔化、固化、蒸发、凝结过程，能够深入理解液态和气态之间的转
化关系。

教学方法：
1. 案例分析法：通过实际案例引导学生探索物态变化的规律；
2. 示范法：展示物态变化的实验过程，让学生亲自操作体验。

教学过程：
一、导入（5分钟）
教师介绍本节课的教学目标，引出物态变化的概念，激发学生对物态变化的兴趣和好奇心。

二、概念理解（10分钟）
教师通过图示和实例，讲解物态变化的定义及特点，引导学生理解不同物态之间的转化关系。

三、实验操作（15分钟）
教师进行物态变化的实验操作，让学生亲自操作观察物质的熔化、固化、蒸发、凝结过程，帮助学生深入理解物态变化的过程。

四、案例探讨（15分钟）
教师通过讨论实际案例，引导学生探索物态变化的规律，让学生思考不同物态之间的转化
关系，并能够应用相关知识解决实际问题。

五、总结归纳（5分钟）
教师总结本节课的重点内容，引导学生进行总结归纳，提高学生对物态变化的理解和应用能力。

教学反思：
通过本节课的教学，学生能够全面了解物态变化的概念和特点，掌握不同物态之间的转化关系，并能够应用相关知识解决实际问题。

在今后的学习中，学生将能够更好地理解和应用物态变化相关知识，提高物理学习的兴趣和能力。

高一全国物理竞赛内部讲义第1讲

1. 固体，液体的热胀冷缩2. 液体的表面张力，浸润非浸润3. 分子运动论，理想气体的压强，温度4.理想气体状态方程知识精讲一．固体的热膨胀几乎所有的固体受热温度升高时，都要膨胀。

在铺设铁路轨时，两节钢轨之间要留有少许空隙，给钢轨留出体胀的余地。

一个物体受热膨胀时，它会沿三个方向各自独立地膨胀，固体的温度升高时，它的各个线度(如长、宽、高、半径、周长等)都要增大，这种现象叫固体的线膨胀。

我们把温度升高1℃所引起的线度增长跟它在0℃时线度之比，称为该物体的线胀系数。

线膨胀系数α的意义是温度每改变1K 时，其线度的相对变化。

即：t l l l a t 00-=式中a 的单位是1/℃，0l 为0℃时固体的长度，t l 为t ℃时固体的长度，一般金属的线胀系数大约在510-/℃的数量级。

上述线胀系数公式，也可以写成下面形式:)1(0at l l t +=对于各向同性的固体，当温度升高时，其体积的膨胀可由其线膨胀很容易推导出。

为简单起见，我们研究一个边长为l 的正方体，在每一个线度上均有：T al l ∆=∆)331()1()1(33223333T a T a T a l t a l l V t ++∆+=∆+=∆+=因固体的α值很小，则T a T a T a ∆∆∆3,33322与相比非常小，可忽略不计，则)31(3T a l V t ∆+= 即:T aV V ∆=∆3式中的3α称为固体的体膨胀系数。

随着每一个线度的膨胀，固体的表面积和体积也发生膨胀，其面膨胀和体膨胀规律近似是)1(0t S S t γ+= )1(0t V V t β+=第一讲物质的热性质知识体系介绍A B C D外F考虑各向同性的固体，其面胀系数γ、体胀系数β跟线胀系数α的关系为γ=2α，β=3α。

例题精讲【例1】有一摆钟在0℃时走时准确，它的周期是1s ，摆杆为钢质的，其质量与摆锤相比可以忽略不计，仍可认为是单摆。

当气温是25℃时，摆钟周期如何变化？一个昼夜24小时误差多少？已知钢的线胀系数 5102.1-⨯=a ℃-1。

高中物理竞赛讲义：热、功和物态变化

专题九热、功和物态变化【扩展知识】物态变化固体、液体和气体是通常存在的三种物质状态。

在一定条件下,这三种物质状态可以相互转化,即发生物态变化。

如：熔化、凝固、汽化、液化、升华和凝华。

饱和汽和饱和汽压液化和汽化处于动态平衡的汽叫做饱和汽,没有达到饱和状况的汽叫做未饱和汽。

某种液体的饱和汽具有的压强叫这种液体的饱和汽压。

饱和汽压具有下列重要性质：（1）同一温度下,不同液体的饱和汽压一般下同,挥发性大的液体其饱和汽压大。

（2）温度一定时,液体的饱和汽压与饱和汽的体积无关,与液体上方有无其它气体无关。

（3）同一种液体的饱和汽压随温度的升高而迅速增大。

空气的湿度、露点表示空气干湿程度的物理量叫湿度。

湿度分为绝对湿度和相对湿度。

空气中含水蒸气的压强叫做空气的绝对湿度。

在某一温度时,空气的绝对湿度跟该温度下饱和汽压的百分比,叫做空气的相对湿度。

用公式表示为%100⨯=sp p B . 空气中的未饱和水蒸气,在温度降低时逐渐接近饱和。

当气温降低到某一温度时水蒸气达到饱和,这时有水蒸气凝结成水,即露水。

使水蒸气刚好达到饱和的温度称为露点。

气体的功、热量与内能的增量1．理想气体的压强 k nE nmv p 32312== 2.理想气体的温度 )/1038.1.(23230K J N R k kT E k -⨯===3．理想气体的内能 RT i m kT i N m E 220⋅=⋅⋅=μμ. 其中i =3(单原子气体,如：He,Ne)；5（双原子气体,如：N 2,H 2）；6（多原子气体,如：H 2O,CO 2）4．理想气体的摩尔热容1mol 理想气体气体温度升高1K 时所吸收的热量,叫做这种气体的摩尔热容。

即： TQ C ∆= . 由于气体吸收的热量Q 与其内能的变化E 以及它做的功w 都有关系,所以气体的摩尔热容不是一个确定的值。

（1）1mol 理想气体的等容摩尔热容R i T T R i T E TQC V 22=∆∆=∆∆=∆=. （2）1mol 理想气体的等压摩尔热容R i R C T Q C V V )12(+=+=∆=. 等值过程中气体的功、热量和内能增量的计算1．功一般形式 W =Σp ΔV .（1）等温过程 2112ln ln p p RT m V V RT mW μμ-=-=. （2）等容过程 0,0==∆W V（3）等压过程 )()(1212T T R mV V p W --=--=μ.（4）绝热过程 )()(112212V p V p R C T T C m W V V -=-=μ. 2．热量（1）等温过程 2112ln ln p p RT m V V RT mQ μμ==. （2）等容过程 )(12T T C m Q V -=μ.（3）等压过程 )(12T T C mQ p -=μ.（4）绝热过程 0=Q .3. 内能的增量理想气体的内能只跟温度有关,所以不管经何种变化过程,都可用公式：)(12T T C mE V -=∆μ.【典型例题】1．如图所示,气体由状态a沿acb到达状态b,有336J热量传入系统,而系统做功126J,求：（1）若气体在adb过程中系统做功42J,问有多少热量传入系统？（2）当系统由状态b沿曲线ba返回状态a时,外界对系统做功84J,问此时系统是吸热还是放热？传递的热量是多少？。

高中物理竞赛讲义(完整版)

高中物理竞赛讲义目录高中物理竞赛讲义 (1)第0部分绪言 (5)一、高中物理奥赛概况.....................................错误!未定义书签。

二、知识体系....................................................错误!未定义书签。

第一部分力＆物体的平衡 (5)第一讲力的处理 (13)第二讲物体的平衡 (15)第三讲习题课 (16)第四讲摩擦角及其它 (21)第二部分牛顿运动定律 (24)第一讲牛顿三定律 (24)第二讲牛顿定律的应用 (25)第二讲配套例题选讲 (35)第三部分运动学 (35)第一讲基本知识介绍 (35)第二讲运动的合成与分解、相对运动 (37)第四部分曲线运动万有引力 (40)第一讲基本知识介绍 (40)第二讲重要模型与专题 (42)第五部分动量和能量 (52)第一讲基本知识介绍 (52)第二讲重要模型与专题 (55)第三讲典型例题解析 (70)第六部分振动和波 (70)第一讲基本知识介绍 (70)第二讲重要模型与专题 (75)第三讲典型例题解析 (86)第七部分热学 (86)一、分子动理论 (87)二、热现象和基本热力学定律 (89)三、理想气体 (91)四、相变 (98)五、固体和液体 (102)第八部分静电场 (103)第一讲基本知识介绍 (104)第二讲重要模型与专题 (107)第九部分稳恒电流 (120)第一讲基本知识介绍 (120)第十部分磁场 (134)第一讲基本知识介绍 (134)第二讲典型例题解析 (138)第十一部分电磁感应 (146)第一讲、基本定律 (146)第二讲感生电动势 (150)第三讲自感、互感及其它 (154)第十二部分量子论 (157)第一节黑体辐射 (158)第二节光电效应 (161)第三节波粒二象性 (168)第四节测不准关系 (172)第0部分绪言全国中学生物理竞赛内容提要--理论基础(2013年开始实行)说明：．本次拟修改的部分用楷黑体字表示，新补充的内容将用“※”符号标出，作为复赛题和决赛题增补的内容；※※则表示原属预赛考查内容，在本次修改中建议改成复赛、决赛考查的内容。

高中物理竞赛热学讲义-2

饱和汽和未饱和汽固体、液体和气体是通常存在的三种物质状态。

在一定条件下，这三种物质状态可以相互转化，即发生物态变化，在初中我们学过一些物态变化的知识，这一章复习这方面的知识，同时学习一些新知识。

一、物态变化熔化和凝固物质从固态变成液态叫做熔化，从液态变成固态叫做凝固。

晶体物质和非晶体物质在熔化和凝固时情况是不同的。

晶体有一定的熔化温度——熔点，非晶体没有一定的熔点。

物质在熔化时要吸收热量，在凝固时要放出热量。

在晶体中，微粒排列成有规则的空间点阵，维持这种规则排列的是微粒之间的相互作用；微粒的热运动不足以克服这种相互作用，微粒一般只能在平衡位置附近做无规则的振动。

给晶体加热时，晶体从外界得到能量，微粒的热运动加剧。

达到一定的温度时，一部分微粒具有了足够的动能，能够克服微粒间的作用力，离开平衡位置。

这时晶体的点阵结构被破坏，晶体开始熔化。

在熔化过程中，外界供给晶体的能量，全部用来破坏晶体的点阵结构，增加分子间的势能，所以温度不发生变化。

凝固时，情况正好相反。

微粒排列成点阵结构时，微粒间的势能减小，因此虽然放出能量，温度却保持不变，直到全部凝固成晶体。

非晶体的微观结构本来就跟液体类似，非晶体在熔化过程中不必为破坏点阵结构而消耗能量，所以温度不停地上升。

汽化和液化物质从液态变成气态叫做汽化，从气态变成液态叫做液化。

汽化有两种方式：蒸发和沸腾。

蒸发是在液体表面进行的汽化现象，沸腾是在液体表面和液体内部同时发生的汽化现象。

增大气体的压强和降低气体的温度，可以使气体液化。

物质在汽化时要吸收热量，液化时要放出热量。

液体中分子热运动的平均动能跟温度有关，但在任何温度下，总有一部分分子的动能比平均动能大。

那些处在液体表面层附近的动能足够大的分子，能够挣脱周围分子的引力，飞出液面，形成蒸气（也常叫做汽），这就是蒸发。

液体温度越高，分子的平均动能就越大，具有足够大的动能因而能够飞出液面的分子也就越多。

所以，温度越高，蒸发得越快。

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最新高中物理竞赛讲义（完整版）目录最新高中物理竞赛讲义（完整版） (1)第0部分绪言 (5)一、高中物理奥赛概况 (5)二、知识体系 (5)第一部分力＆物体的平衡 (6)第一讲力的处理 (6)第二讲物体的平衡 (8)第三讲习题课 (9)第四讲摩擦角及其它 (13)第二部分牛顿运动定律 (15)第一讲牛顿三定律 (16)第二讲牛顿定律的应用 (16)第二讲配套例题选讲 (24)第三部分运动学 (24)第一讲基本知识介绍 (24)第二讲运动的合成与分解、相对运动 (26)第四部分曲线运动万有引力 (28)第一讲基本知识介绍 (28)第二讲重要模型与专题 (30)第三讲典型例题解析 (38)第五部分动量和能量 (38)第一讲基本知识介绍 (38)第二讲重要模型与专题 (40)第三讲典型例题解析 (53)第六部分振动和波 (53)第一讲基本知识介绍 (53)第二讲重要模型与专题 (57)第三讲典型例题解析 (66)第七部分热学 (66)一、分子动理论 (66)二、热现象和基本热力学定律 (68)三、理想气体 (70)四、相变 (77)五、固体和液体 (80)第八部分静电场 (81)第一讲基本知识介绍 (81)第二讲重要模型与专题 (84)第九部分稳恒电流 (95)第一讲基本知识介绍 (95)第二讲重要模型和专题 (98)第十部分磁场 (107)第一讲基本知识介绍 (107)第二讲典型例题解析 (111)第十一部分电磁感应 (117)第一讲、基本定律 (117)第二讲感生电动势 (120)第三讲自感、互感及其它 (124)第十二部分量子论 (127)第一节黑体辐射 (127)第二节光电效应 (130)第三节波粒二象性 (136)第四节测不准关系 (139)第0部分绪言一、高中物理奥赛概况1、国际（International Physics Olympiad 简称Ipoh）① 1967年第一届，（波兰）华沙，只有五国参加。

全国高中物理竞赛专题九物态变化

专题九物态变化【基本内容】一、汽化物质从液态变成气体的过程叫做汽化，汽化有两种方式：蒸发和沸腾． 1、蒸发：仅在液体表面进行的缓慢的汽化过程，他能在任何温度下进行．影响蒸发的因素较多，主要有：液体的表面积；液体的温度；通风条件．2、饱和汽：蒸发和液化达动态平衡时，这时液体上方的蒸汽称为饱和蒸汽，简称饱和汽．它的压强称为饱和汽压．液体汽化时，未达到动态平衡的气叫做未饱和汽．未饱和汽同一般气体一样近似遵循理想气体状态方程．3、沸腾：在液体表面和内部同时进行的汽化过程． 1）沸腾的条件：液体的饱和汽压等于外界压强．2）沸点：液体沸腾时的温度．不同液体在相同压强下的沸点不同，同种液体的沸点随外界压强的增大而升高．4、汽化热：单位质量的某种液体变成同温度的饱和汽时所吸收的热量称为汽化热，用L 表示，国际单位是J kg ．二、液化当饱和汽的体积减小或温度降低时，气体将转化成液体，这一过程叫做液化或凝结． 1、临界温度：各种气体都有一个特殊的温度，在这个温度以上，无论怎样增大压强都不能使气体液化，这个温度称为临界温度．2、气体凝结为液体时要放出热量，实验表明，单位质量的气体凝结为液体所放出的热量等于在同一温度下该种液体的汽化热．三、空气的湿度空气的湿度可通俗的理解为空气的潮湿程度．它有绝对湿度和相对湿度之分． 1、绝对湿度：空气中水蒸气的压强p 叫做空气的绝对湿度．2、相对湿度：指某一温度时空气的绝热湿度跟该温度下饱和水汽压的百分比值，用公式表示为100%p B p =⨯温饱四、露点：使空气中的水蒸气刚好达到饱和时的温度叫做露点．1、在露点温度时，水的饱和汽压就是空气的绝对湿度．2、根据露点和气温的差值，可大致判断出相对湿度的大小，差值越大，相对湿度越小．3、根据测定的露点，查出露点时的饱和汽压，即为空气在原来时的绝对湿度，再查出原温度下的饱和汽压，就可确定空气的相对湿度．4、湿度计常见的测定湿度的仪器有干湿泡湿度计和毛发湿度计．五、熔解和凝固物体从固体变成液态叫做熔解，从液态变成固态叫做凝固．1、晶体有一定的熔解温度——熔点（严格地说，只有晶体才称得上是固体），非晶体则没有．大多数物质熔解时体积会膨胀，熔点会随压强的增大而升高，但也有少数物质例外（如水、灰铸铁、锑、铋等，规律正好相反）．2、熔解热：单位质量的某种物质在熔解成同温度的液体时所吸收的热量．用表示，国际单位是J kg ．单位质量的某种物质凝固时放出的热量等于它的熔解热．六、升华与凝华物质从固态直接转变为气态的过程称为升华，其逆过程称为凝结． 1、在常温常压下，碘化钾、樟脑、硫磷、干冰等都有显著的升华现象．2、升华热：单位质量的物质在升华时所吸收的热量称为升华热．单位质量的物质凝华时的放热量与同温度下升华时的吸热量相等，即等于升华热．升华热等于同种物质的汽化热和熔解热之和．七、三相图将同一物质的汽化曲线OK 、溶解曲线OL 、升华曲线OS 同时画在图上，它反映出固、液、气三相存在的条件及相互转变的情况，这称为三相图．三条曲线的交点，它表征物质的固、液、气三相平衡共存的状态，称为三相点．右图为水的三相图，水的三相点O 是水、冰、水蒸气平衡共存时的状态，水的三相点的压强和温度是固定不变的，它们分别是4.58mmHg 和273.16K ，所以国际上把水的三相点作为国际温标中的固定点．p0Ct【例题】例1 在一个横截面积S 的密闭容器中，有一质量为M 的活塞把容器隔成Ⅰ、Ⅱ两室，Ⅰ室中为饱和水汽，Ⅱ室中有质量m 的氮气，活塞可在容器中无摩擦的滑动，原本容器被水平地放置在桌面上，活塞处于平衡，两边气体均为00373K P T =、．如图（a ）所示．今将整个容器缓慢地转到图（b ）示的直立位置，两室温度仍是0T ，并有少量的水蒸气液化成水．已知水的汽化热L ，水蒸气和氮气的摩尔质量分别为1μ和2μ，求在整个过程中，Ⅰ室内系统与外界交换的热量．解：当容器处于初始位置，设水蒸气体积为1V ，氮气体积为2V ,当容器处于直立位置，水蒸气体积为1V V -∆，压强仍为0P ，氮气体积为2V V +∆，压强为0P P Mg s =- （1）因 ()0220PV mRT μ= （2）()()220P V V m RT μ+∆= （3）由以上三式解得20MgV V P S Mg∆=- （4）设转变为水的质量为m ∆，因为只有少量的水蒸气变为水，水的体积可忽略不计，于是 ()010********P P P m V V V V RT RT RT μμμ∆=--∆=∆ （5）将（4）式代入（5）式得 120Mgm m P S Mgμμ∆=- （6） Ⅰ室内系统向外界放出的热量为 120Mg Q L m mL P S Mgμμ=∆=- 例2 一汽缸的初始体积为0V ，其中盛有2mol 的空气和少量的水（水的体积可以忽Ⅱ Ⅰ图（a ）Ⅱ Ⅰ 图（b ）略）．平衡时气体的总体积是3.0大气压，经做等温膨胀使其体积加倍，在膨胀结束时，其中的水刚好全部消失，此时的总压强为2.0大气压，若将其继续做等温膨胀，使体积再次加倍，试计算此时：1）汽缸中气体的温度． 2）汽缸中水蒸气的摩尔数． 3）汽缸中气体的压强．假定空气和水蒸气均可当做理想气体处理．题中初始状态的所谓平衡是指水和蒸汽的汽化和液化的动态平衡．此时水蒸气的压强为饱和汽压，在第一个等温膨胀的过程中饱和汽压是不变的．我们可以针对第一个过程利用玻意耳定律求出空气在前后状态的压强及水蒸气的饱和汽压，进而确定汽缸中气体的温度和水蒸气摩尔数．而后一过程的处理则较为简单．1）只要有液态水存在，平衡时汽缸中气体的总压强就等于空气压强和饱和水蒸气的饱和汽压之和00 3.0atm p p p =+=总空饱（1）第一次膨胀后102V V =2.0atm p p p =+=总1空1饱（2）由于第一次膨胀是等温过程，所以01002p V p V p V ==总空1空1 （3）解（1）、（2）、（3）式得1.0atm p =饱（4） 02.0atm p =空（5） 1.0atm p =空1 （6）由于 1.0atm p =饱，可知汽缸中气体的温度0373K T = （7）根据题意，经两次膨胀，气体温度未改变．2）设水蒸气为mol n ．经第一次膨胀，水全部变成水蒸气，水蒸气的压强仍为p 饱，这时对于水蒸气和空气分别有10p V nRT =饱（8） 102p V RT =空1 （9）由此两式及（4）、（6）式可得2mol n = （10） 3）在第二次膨胀过程中，水蒸气成为未饱和汽，混合气体可按理想气体处理，有 21p V p V =总2总1 （11）由题意知，204V V =，102V V =再将（2）式代入，得1.0atm p =总2 （12）例3 质量为2.0kg 、温度为013C -、体积为30.19m 的氟利昂（分子质量为121），在保持温度不变的条件下被压缩，其体积变为30.10m ．试求在此过程中有多少千克的氟利昂被液化？已知在013C -时，液态氟利昂的密度331.4410kg m f ρ=⨯，饱和蒸汽压52.0810Pa s p =⨯，氟利昂的饱和蒸汽可近似地看做理想气体．解：假设压缩前全部氟利昂都以气态存在，则其压强i p 可由状态方程求得，即 i i MpV RT μ=式中i V 为压缩前氟利昂的体积，则()5328.3127313Pa=1.8510Pa 121100.19i i MRT p V μ-⨯⨯-==⨯⨯⨯ 因i s p p <，所以压缩前氟利昂全部处于气态的假设成立．设氟利昂被压缩后，液态部分的质量为1M ，体积为1V ，气态部分的质量为2M ，体积为2V ，压强即为饱和蒸汽压s p ．由于饱和蒸汽近似看做理想气体，则22s M p V RT μ=121211,,.f V V V M M M M V ρ+=+==式中V 为被压缩后的氟利昂体积，M 为氟利昂总质量，由以上四式得10.84kg s sfRTMp V M p RTμμρ-==-由于压缩前氟利昂全部处于气态，故压缩过程中有0.84kg 氟利昂液化．例4 如图所示，有一个一端开口、一端封闭的长圆柱形导热容器，将其开口向上竖直放置．在气温为027C 、气压为760mmHg 、相对湿度为75%时，用一质量可不计的光滑薄活塞将开口端封闭．已知水蒸气的饱和蒸汽压为26.7m m H g ，在00C 时为4.5mmHg ． 1）若保持温度不变，想通过在活塞上方注入水银加压强的方法使管内开始有水珠出现，那么容器至少为多长？2）若在水蒸气开始凝结时固定活塞，降低容器温度，当温度降至00C 时，容器内气体压强为多大？解：1）灌水银前空气柱中水蒸气的压强为 34p p =气饱设容器长为0l ，空气柱长度减小到l 时，水蒸气达饱和状态，根据玻意耳定律有 0p l p l = 气饱即 034l l = 此时活塞上下方压强分别为001760mmHg443p l p p ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭=上下因p p =下上，有01476076043l +=⨯即 01013mm l = 2）水珠体积可以忽略，开始时，容器内干燥空气压强应为1476026.7mmHg 986.3mmHg 3p ⎛⎫=⨯-= ⎪⎝⎭因活塞固定，气体降温过程等容，故有 '11273897.5mmHg 27327p p ==+容器内气体总压强为'''12897.5 4.58902.1mmHg p p p =+=+=例5 如图（a ）所示，正确使用高压锅的方法是：将已加上密封锅盖的高压锅加热，当锅水沸腾时，加上一定质量的高压阀，此时可认为锅内空气已全部排除，只有水的饱和蒸汽，继续加热，水温将继续升高，到高压阀被蒸汽顶起时，锅内温度即达到预期温度．某一高压锅的预期温度为0120C ，如果某人在使用此锅时，未按上述程序而在水温被加热到090C 时就加上高压阀（可以认为此时锅内水汽为饱和汽），问当继续加热到高压阀被顶起而冒气时，锅内温度为多少？已知：大气压强50 1.01310Pa p =⨯，90C 时水的饱和汽压407.01010Pa s p =⨯，0120C时水的饱和汽压50 1.98510Pa s p =⨯．在090C和0120C 之间的饱和汽压s p 和温度()0C t 的函数关系()s p t 如图（b ）所示．图（a ）出气孔高压锅高压阀90 100 110 120)0C t 图（b ）解：090C 时锅内干空气压强()90p 为()()409090 3.1210Pa s p p p =-=⨯ 温度为0C t 时，根据查理定律，有 ()()()490273 2.351086.0Pa 27390tp t p t +==⨯++设温度为1t 时，高压阀被顶起，则有()()1151.98510Pa s t t p p +=⨯即 ()()1151.98510s t t p p =⨯- 令()()()()'55451.985101.98510 2.351086.01.7501086.0Pas t t p p t t =⨯-=⨯-⨯-=⨯-显然，在1t t =时，()1s t p 即为顶起高压阀时锅内的饱和汽压．从()'s t p 表达式可以看出，()'s t p t -的图像是一条直线，它应与()s t p t -曲线在1t t =处相交．故由此交点即可确定1t 的值．利用数据()()0'5900'512090C , 1.67310Pa,120C , 1.64710Pa.s s t p t p ==⨯==⨯时时在本题()s t p t -曲线图中画出()'s t p t -直线如图（c ）所示，由此直线与曲线的交点，得所求温度为01114.5C t =．例6 物理小组的同学在寒冷的冬天做了一个这样的实验：他们把一个实心的大铝球加热到某温度t ，然后把它放在结冰的湖面上（冰层足够厚），铝球便逐渐陷入冰内．当铝球不再下陷时，测出球的最低点陷入冰中的深度h ．将铝球加热到不同的温度，重复上述实验8次，最终得到如下数据：90 100 110 120)0C t 图（c ）1已知铝的密度约为水的密度的3倍，设实验时的环境温度及湖面冰的温度均为 0℃．已知此情况下，冰的熔解热53.3410J/kg λ=⨯．1）试采用以上某些数据估算铝的比热c ．2）对未被你采用的实验数据，试说明不采用的原因，并作出解释．解：铝球放热，使冰熔化．设当铝球的温度为0t 时，能熔化冰的最大体积恰与半个铝球的体积相等，即铝球的最低点下陷的深度h 与球的半径R 相等．当热铝球的温度0t t >时，铝球最低点下陷的深度h R >，熔化的冰的体积等于一个圆柱体的体积与半个铝球的体积之和，如图（a ）所示．设铝的密度为Al ρ，比热为c ，冰的密度为ρ，熔解热为λ，则铝球的温度从t ℃降到0℃的过程中，放出的热量31Al 43Q R ct πρ= （1）熔化的冰吸收的热量23214()23Q R h R R ρππλ⎡⎤=-+⨯⎢⎥⎣⎦（2）假设不计铝球使冰熔化过程中向外界散失的热量，则有12Q Q = （3）解得413Rch t R λ=+ （4）即h 与t 成线形关系．此式只对0t t >时成立．将表中数据画在h t 图中，得第1，2，…，8次实验对应的点A 、B 、…、H ．数据点B 、C 、D 、E 、F 五点可拟合成一直线，如图(a)图（b ）所示．此直线应与（4）式一致．这样，在此直线上任取两点的数据，代人（4）式，再解联立方程，即可求出比热c 的值．例如，在直线上取相距较远的横坐标为8和100的两点1X 和2X ，它们的坐标由图中读得为1(8.0,5.0)X 2(100,16.7)X 将此数据及λ的值代入（4）式，消去R ，得()28.610J/kg C c =⨯︒ （5） 2）在本题作的图（b ）中，第1，7，8次实验的数据对应的点偏离直线较远，未被采用．这三个实验数据在h t 图上的点即A 、G 、H ．A 点为什么偏离直线较远？因为当h R ≈时，从（4）式得对应的温度065t ≈℃，（4）式在0t t >的条件才成立．但第一次实验时铝球的温度155t =℃＜0t ，熔解的冰的体积小于半个球的体积，故（4）式不成立．G 、H 为什么偏离直线较远？因为铝球的温度过高，使得一部分冰升华成蒸气，且因铝球与环境的温度相差较大而损失的热量较多，（2）、（3）式不成立，因而（4）式不成立．例7 如图所示，潮湿空气绝热的持续流过山脉．气象站0M 和3M 测出的大气压强都是100kPa ，气象站2M 测出的大气压强为70kPa ，在0M 处空气温度是020C，随着空气图（b ）的上升，在压强84.5kPa 的高度处（图中1M ）开始有云形成．空气由此继续上升，经1500s 后到达山顶的2M 站．在上升过程中，空气里的水蒸气凝结成雨落下，设每平方米上方潮湿空气的质量为2000kg ，每千克潮湿空气中凝结出2.45g 的雨水．1）试求出在云层底部高度处（图中1M ）的温度1T ； 2）假设空气密度随高度线性地减少，试问云层底部到0M 的高度1h 是多少？3）试问在山顶2M 处测出的温度2T 是多少？4）试求出由于空气中水蒸气凝结，在3小时内形成的降雨量．设在1M 与2M 之间的降雨是均匀的．5）试问在山脉背部的气象站3M 测出的温度3T 是多少？讨论3M 处空气的状态，并与0M 处相比较．提示与数据：空气可看着理想气体．水蒸气对空气热容量和密度的影响均忽略．同样汽化热随温度的变化也可忽略．温度的计算要精确到1K ，云层底部高度的计算应精确到10m ，降雨量应精确到1mm ．在有关温度范围内，空气的定压比热()=1005J kg K p c ，在0M 处相应于00P T 、的空气密度为30 1.189kg m ρ=．在云层中，水的汽化热2500kJ kg V L =．21.4,9.81m P V c c g γ===．解：1）云层底部的温度1T ：利用绝热方程 ()111010T T P P γ-=代入0010100kPa,84.5kPa, 1.4,20C P P T γ====得 1279.4K T =2）云层底部的高度h ：由大气压强之差可求出高度h ，即01P P gh ρ-= （1）式中ρ表示平均空气密度，因假设空气密度线性地减少，故3M()01ρρρ=+ （2）1ρ可由气态方程算出，即000111P T P T ρρ= （3）得到3131.054kg m 1.122kg mρρ==代入（1）式： ()01408m P P g ρ-=3）山顶的温度2T ：空气从云层底部上升到山顶，空气温度变化是由于两个过程的影响，即绝热上升冷却到温度x T ，以及由于其中水蒸气凝结，空气吸热升温T ∆．于是2x T T T =+∆ 计算x T ：由 ()11121x T T P P γ-=已知112279.4K,84.5kPa,70kPa, 1.4T P P γ====，得 264.8K x T =计算T ∆：每千克空气释放的凝结热V mL ，等于用来加热该空气的热量p c T ∆，其中m 就是每千克空气所产生的水的质量．于是6.1K V p T mL c ∆== 2270.9K x T T T =+∆= 4）降雨量：每秒钟在每平方米上空因空气上升，水蒸气凝结而成的雨量为 322000 2.4510kg 1500s m -⨯⨯ 3小时的雨量为235.3kg m ，而21k g m产生1mm 的降雨量，因此降雨量为35.3mm ．5）气象站3M 处的温度3T ：因空气绝热地下降到山脉的背面，故 ()113232300K T T P P γ-==讨论：在给定条件下，在3M 测出的温度比0M 的高，当空气流过山脉后，它变得更热更干燥．温度升高是由于水蒸气的凝结．如果是完全干燥的空气在相同条件下越过山脉，则在3M 和0M 站测出的温度应相等．例8 图中表示的是在01030C 范围内水的饱和蒸汽压曲线，现将温度027C 、压强760mmHg 、相对湿度80%的空气密封在容器中，将它逐渐冷却，试问：1）冷却到012C 时，容器内空气压强为多少？2）温度降到多少摄氏度开始有水凝结？这时纯空气和水蒸气的压强各为多少？解：1）由图可知，027C 时饱和水汽压()027C 27mmHg s p =，容器中水蒸气分压强W p 为()()027C 21.6mmHg W s p Bp ==纯空气的分压强a p 为()76021.6738.4mmHg a p =-=容器冷却到012C ，水蒸气可能发生凝结，为此假设未有凝结，由查理定律求出012C 时水汽分压强'W p 为'21.6285W p =()'20.5mmHg W p =由图可查得012C ，水的饱和汽压为10.3mmHg ，表明容器内已有水汽凝结．即012C 时容器内水蒸气是饱和的，水蒸气的分压强为()()012C 10.3mmHg s p =012C 时容器内纯空气的分压强'a p'738.4300a p = ()'701.5mmHg a p =由道尔顿分压定律可知012C 时容器内压强'p 为81216()0C t()'10.3701.5711.8mmHg p =+=2）可以利用图像法找出容器内水汽的凝结点．由于水汽未达到饱和前，其压强随温度线性变化，因此假设全部水汽从初态()27C 21.6mmHg P 、变化到末态()012C 20.5mmHg Q 、，都按查理定律变化，可在图中将PQ 连一直线，直线PQ 与饱和水汽压曲线的交点K ，就是水蒸气开始饱和时的状态，此后再降温水蒸气不再沿KQ 直线变化，而是沿KJ 曲线变化．K 点就是水汽开始凝结点，由图可知，温度降到023C 开始有水凝结，此时水蒸气的压强即饱和汽压为21.3mmHg由查理定律可得023C 时纯空气的压强''a p 为 ''738.4300a p =()''728.1mmHg a p =总压强 ()''728.121.3749.4mmHg p =+=例9 导热活塞将汽缸分成体积各为的两相同部分，左边装有干燥空气，右边装有水蒸气和4g m =水水，如图（a ）所示，现对汽缸缓慢加热，活塞向左移动．当活塞移动四分之一汽缸长度后，活塞静止下来（即使汽缸温度继续升高也不能使它再向左移动）．试问：1）加热前活塞右边的水蒸气质量m 汽是多少？ 2）汽缸的初始温度1t 是多少？ 3）活塞左边的空气质量m 空是多少？4）活塞缸到达四分之一汽缸长度时的末态温度2t 是多少？水的饱和蒸汽压与温度关系曲线如下表：空气水蒸气图（a ）V 0V解：设汽缸中气体的初始压强为1p ，末态压强为2p ．显然，12p p 、分别是温度12t t 、时的饱和蒸汽压，且在2t 温度活塞右边的水恰好全部变为水汽，对空气应用理想气体状态方程()2010122273273p V pV t t =++ （1）对1t 温度的水蒸气应用克拉伯龙方程 ()101273m p V R t M =+汽水（2）式中M 水是水的摩尔质量．对末态水蒸气应用克拉伯龙方程 ()20232732m m p V R t M +=+ 水汽水（3）将（1）式代入（2）后与（3）式相除，可得 ()12g 2m m ==水汽利用题中所给数据作出水的饱和蒸汽压曲线，如图（b ）所示，由于活塞两边压强、温度始终相等，若没有水的蒸发和凝结，活塞不会因温度变化而移动，这时水蒸气始终按等容过程变化，它在p t -状态图上是一条直线．设初态时活塞右边只有水蒸气，没有水，它的状态方程为()273m R t p M V +=汽水（4）以00100C,180C A B t t ==分别代入（4）式()()()()5235230.0028.31100273 3.410N m 0.018100.0028.31180273 4.210N m 0.01810A B p p --⨯⨯+==⨯⨯⨯⨯+==⨯⨯在图中分别找出坐标为()5203.410N m ,100C ⨯及()524.210N m,180C ⨯的A B 、两点，显然AB 直线就代表（4）式．而AB 直线与饱和蒸汽压曲线的交点就是水蒸100)0C 10图（b ）气的初态，因为它同时满足理想气体条件与饱和水蒸气条件．由此可求出()()05211143C , 3.710N m K t t p===⨯同样因为末态的水蒸气维持032V 不变，故 ()027332m m R t p M V ++=水汽水（5）设00100C,180C C D t t ==，由（5）式可求得()()()523528.311002730.0020.004 5.010N m 0.018 1.5108.410N m C D p p -⨯++=⨯=⨯⨯=⨯在图（b ）中分别按上列坐标标出C D 、两点，直线CD 与饱和蒸汽压曲线交点J 即表示水蒸气的末态，由此定出()02172C J t t ==运用克拉伯龙方程可求出空气质量()()533101 3.710 1.1100.029 3.0710kg 8.31143273pV M m RT --⨯⨯⨯⨯===⨯⨯+空空例10 已知冰、水和水蒸气在一封闭容器内（容器内没有其他的物质），如三态能平衡共存，则系统的温度和压强必定分别是000.01C t =，0 4.58mmHg p =．现有冰、水、水蒸气各1g 处于上述平衡态，若保持总体积不变，对系统缓慢加热，输入热量30.25510J Q =⨯，试估算系统再达到平衡后，冰、水和水蒸气质量．已知在此条件下冰的升华热32.8310J g L =⨯升，水的汽化热32.4910J g L =⨯汽．解：冰的熔解热近似为30.3410J L L L =-=⨯熔升汽显然，系统仅吸收了30.2510J Q =⨯的热量，1g 冰未能完全溶解，系统在物态变化时始终三态共存且接近平衡，因而系统的温度、压强均不变．依题设，可估算水蒸气的密度为3300510kg m p RT μρ-=≈⨯汽在同样条件下，水、冰的密度分别为3333110kg m ,0.910kg m ρρ≈⨯≈⨯水冰因水蒸气的密度远小于水和冰的密度，所以水蒸气体积远大于水、冰的体积之和，又因为冰溶解为水时体积变化不大，在总体积不变的条件下，物态变化过程中，可以认为水蒸气体积不变，即再次平衡时，水蒸气质量仍为1g ．本题的物态变化几乎完全是冰溶解为水的过程．设加热后，冰、水、水蒸气的质量分别为x y z 、、，有()1g,2g,1.z x y x L Q =+=-=熔由以上三式解得0.25g,0.75g,1g.x y z ===例11 在质量为1m 的铜量热器中含有质量为2m 的水，共同温度为12t ，一块质量为3m 、温度为3t 的冰投入量热器中（如图所示）．求各种可能情形下的最终温度．在计算中3t 应取负值．铜的比热()10.1kcal kg K c = ，水的比热()21k c a lk g Kc = ，冰的比热)30.5kcal kg K c = ，冰的熔解热80kcal kg L =．解：在建立热平衡以后量热器中可能存在三种不同的状态：1）只有冰；2）只有水；3）冰、水混合物．下面分别予以讨论：1）其终态温度0a t ≤，量热器中的水全部结冰．热平衡方程为 ()()()()()33311221222211000a aac m t t c m c m t m Lc m tc m t-=+-++-+- 解得()1122123332112233a c m c m t c m t m L t c m c m c m +++=++ （1）因为0a t ≤，则（1）式分子应为负值，故()1122123332c m c m t c m t m L +≤-- （2）2）这时的终态温度0b t ≥，冰全部溶解为水，它吸收的热量等于量热器、水放出的热量，热平衡方程为()()()()33333311221200b b c m t m L c m t c m c m t t -++-=+- 解得()1122123333112233b c m c m t c m t m L t c m c m c m ++-=++ （3）因为0b t ≥，故满足条件()3333112212c m t m L c m c m t -+≤+ （4）3）其终态温度00C c t =，可是所满足条件应处于（2）式和（4）式之间，即 ()33331122123332c m t m L c m c m t c m t m L -+>+>-- 设混合后有x m 冰融化，则()()()3311221200x m t m L c m c m t -+=+- 由此解得()112212333x c m c m t c m t m L++= （5）例12 一根毛细玻璃管，长0.6m ，内径2.0mm ，两端封闭，内有50mm 水银柱．水银柱将毛细管分为两截：真空以及真空与水蒸气的混合物，毛细管倾斜，气室长度d 将改变．做不同倾斜度的实验，结果如下表所示：图（a ）中表示的是毛细管倾斜放置的情况．每次测量前，都要等气体恢复平衡．试确定管中空气和水的量．解：因为每次测量前空气已达平衡态，其温度等于环境温度，为等温变化，水蒸气未达饱和时，有1p d∝ 水蒸气达饱和后，有()1B p p d-∝其中p 为总气压，B p 为饱和水汽压，水银柱应平衡，有 sin LSg pS ρθ= 而 sin h l θ= 故 Lgp h lρ=从而1h d的关系总是线性的，只是斜度和截距不同而已，故用作图法解决．为方便，作1p V-图，依据为：当W B p p <时，有()A W pV n n RT =+或()A W RTp n n V=+（A W n n 、分别为空气、水的物质的量）．当W B p p >时，有 AB RTp n p V=+图（a ）题中没有给出T ，较好的方法是由数据外推饱和蒸汽压，然后从标准饱和汽压表中查到温度，由图（b ）可以计算A n 和W A n n +，得到空气为72.910mol -⨯和水为74.410mol -⨯．【训练题】1、两个完全相同的圆柱形绝热量热器，一个装有水结成的高25cm h =的冰，另一个装有0110C t =，高25c m h =的水．现在把水倒在冰上并立即标记水面位置．在达到热平衡以后发现，水面升高了0.5cm h ∆=．问冰的初始温度x t 是多少？已知3900kg m ρ=冰，2100J kg K c = 冰，冰熔解热53.410J kg λ=⨯，4200J kg K c = 水．2、活动活塞将一汽缸分成容积均为33010m V -=的两个相等部分，一个装有干燥空气，另一个装有水和水蒸气，水的质量4g m =，加热汽缸，使活塞开始移动，当它移动到缸长的14时便停止了移动，试求1）加热前缸内水蒸气的质量1m 是多少？ 2）汽缸内空气的质量2m 等于多少？3、在密闭的容器中盛有温度0100C s t =的饱和蒸汽和剩余的水，如水蒸气的质量图（b ）12345671100g m =，水的质量21g m =，加热容器直到容器内所有的水全部蒸发，试问应把容器加热到温度T 为多少开？给容器的热量Q 为多少？需注意，温度每升高01C ，水的饱和汽压增大33.710P a ⨯，水的汽化热62.2510J kg L =⨯，水蒸气的定容比热()31.3810J kg K V c =⨯4、两个不导热细管连接的相同容器里有压强01atm p =，相对湿度50%B =，温度为0100C 的湿空气．现将一个容器浸没在温度为00C 的冰水中，问系统的压强变为多少？每一个容器中的相对湿度变为多少？已知00C 时水的饱和蒸汽压为4.6mmHg ．5、在竖直放置的封闭圆柱形容器中，有一质量为40kg M =的活塞，活塞上方是空气，下方有一质量的水和水蒸气，并有一加热器L ，如图所示．已知当加热器功率1=100W N 时，活塞以缓慢速度10.01m s v =匀速上升；当加热器功率212N N =时，活塞上升速度变为212.5v v =．容器内温度始终不变，求其温度值．该温度下水的汽化热62.210J kg L =⨯．6、把质量为1100g m =的氮气与未知质量的氧气混合，在温度77.4K T =的条件下让混合气体做等温压缩，单位体积的混合气体的压强和体积的关系如图所示．1）确定氧气的质量?k m =2）计算在77.4K T =时氧气的饱和汽压强HK p ．（说明：77.4K T =是标准大气压下液态氮的沸点，液态氧沸点更高．）7、向一个容积3310m V -=的预先抽空的容器中注入少量的水，并在三个温度下测量/LV 048压强得0160C t =时，41 1.9210Pa p =⨯；0290C t =时，42 4.210Pa p =⨯；03120C t =时，43 4.5510Pa p =⨯．请根据这些数据求注入水的质量，如果水的质量减少20%，在这些温度下的压强各是多少？8、当某一部分湿空气体积压缩到原来的14时，它的压强增加到原来的3倍；若把它的体积再压缩12时，其压强增大为初始压强的5倍．若压缩过程中保持温度不变，求湿空气在开始时的相对湿度是多少？9、 01kg 20C -、冰投进02kg 25C 、的水重，达到热平衡时温度是多少？（冰的熔解热51=3.3510J kg λ-⨯ ）．10、将0100C 的水蒸气、050C 的水和020C -的冰按质量比为1:2:10的比例混合，求混合后的最终温度．（111161512100J kg K ,4200J kg K , 2.2610J kg , 3.3610J kg c c L λ------===⨯=⨯ 冰水）11、汽缸中由轻质活塞封闭着01kg 0C 、的水，问当水中投入1kg 加热到01100C 的铁块时，活塞的位置将怎样改变．（已知01atm p =，铁的比热容3110.510J kg K c --=⨯ ，活塞面积321.010cm S =⨯，汽缸吸热不计）12、将质量是2g 、温度是0150C 的过热水蒸气通入010g 4C -、的碎冰，当系统与外界不发生热交换时，求热平衡时的温度．（已知水的比热容11cal g c -= 水，冰的比热容10.5cal g c -= 冰，水蒸气的比热容10.5cal g c -= 汽，冰的熔解热180cal g λ-=，水的汽化热1540cal g L -= ）。

高三物态变化知识点

高三物态变化知识点物态变化是物质由一种状态向另一种状态转变的过程。

常见的物态变化包括固态到液态的熔化、液态到气态的汽化、气态到液态的凝华以及液态到固态的冷凝等。

对于高三学生而言，理解和掌握物态变化的相关知识点是非常重要的。

本文将重点介绍高三物态变化的几个核心知识点。

1. 熔化和凝固熔化是指物质从固态变为液态的过程，凝固则是指物质从液态变为固态的过程。

在熔化过程中，物质的分子或原子之间的间距增大，熔点是物质由固态转为液态时的温度。

凝固与熔化过程相反，物质的分子或原子之间的间距减小，凝固点是物质由液态转为固态时的温度。

2. 汽化和凝华汽化是指物质由液态变为气态的过程，凝华则是指物质由气态变为液态的过程。

在汽化过程中，物质的分子或原子间距增大，产生气体分子的自由运动，汽化点是物质由液态转为气态时的温度。

凝华与汽化相反，物质的分子或原子间距减小，凝华点是物质由气态转为液态时的温度。

3. 升华和冷凝升华是指物质直接由固态变为气态的过程，而冷凝则是指物质由气态直接变为固态的过程。

在升华过程中，物质的分子或原子间距增大，产生气体分子的自由运动，升华点是物质由固态转为气态时的温度。

冷凝与升华相反，物质的分子或原子间距减小，冷凝点是物质由气态转为固态时的温度。

4. 相变图相变图是描述物质在不同温度和压强下物态变化的图表。

一般的相变图以温度为横坐标，压强为纵坐标，给出了物质在不同温度和压强下的固态、液态和气态的区域，并标明了相变点。

相变图可以帮助我们理解和预测物质在不同条件下可能发生的物态变化。

5. 热量与物态变化物态变化过程中需要吸收或释放热量。

熔化、汽化和升华过程需要吸热，而凝固、凝华和冷凝过程则会释放热量。

熔化热、汽化热和升华热是物质在不同物态之间转变时吸收或释放的热量。

了解热量与物态变化之间的关系可以帮助我们理解这些过程中的能量变化。

总结：高三物态变化知识点主要包括熔化和凝固、汽化和凝华、升华和冷凝等几个核心概念。

中学物理竞赛中学物理竞赛(10)物态变化

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中学物理奥赛解题研究
第十专题物态变化
解题知识与方法研究
一、对汽化热“L”的完整准确认识 1、气化热“L”的用途构成 2、利用“L”计算气化吸热时气体的状态
气化热也与温度有关，同一液体物质温度越高其气化热（L）越小. 很多物质的液体在不同温度下的气化热（L）已通过量热学实验测得（可查知）. 比如，水在100℃时的气化热L=2.26×106J/kg. 1、气化热（L）的用途构成（1）一部分用于增大了物质(液体变成气体的部分）的分子势能. 从而增大了物质的总内能. （2）另部分用于气化时体积增大而克服外部压强对外做功.
例2 在密闭的容器中盛有100℃的饱和水气和少量水，水气质量为100g, 水的质量为
1g. 试问：（1）要将容器加热到多少度，才能使容器中的水全部气化？（2）这个过程要供给容器多少热量？（设温度每升高1度，水的饱和气压增加3.7×103Pa, 水在100 ℃ 的气化热L=2.26×106 J/kg，水气的等容比热容cV=1.38J/kg.K）原解如图，对加热前的饱和水蒸气，由状态方程有 M ① pV RT . 水刚好蒸发完时，设容器内的饱和水蒸气温度升高 T，则压强的增大量
百分比的变小意味着，按照新的解答较少的水凝固成冰放出的热量可供较多的水蒸发时吸收.
真空
m2
m2 m1 题后思考
m1
是否蒸发和凝固同时进行的过程刚结束时水蒸气必定能达到０℃的饱和状态？在什么情况下蒸发和凝固同时进行的过程刚结束水蒸气将不能达到饱和状态？若蒸发和凝固同时进行的过程刚结束水蒸气达不到饱和状态，本题还可解吗？若蒸发和凝固同时进行的过程刚结束水蒸气达不到饱和状态，以后将发生什么现象？若蒸发和凝固同时进行的过程刚结束水蒸气达不到饱和状态，需要补充什么条件本题才能解？参考文献：姜乐，李卫平. 对一道经典热学题目解答的商讨. 中学物理，2009年第12期.

物态变化知识点高考总结

物态变化知识点高考总结近年来，物理考试中关于物态变化的题目在高考中出现的频率越来越高。

因此，掌握物态变化的知识点成为了高中物理学习不可或缺的一部分。

下面将通过总结物态变化的基本原理、影响因素以及应用等方面，为大家提供一份高考物态变化知识点的总结。

一、物态变化的基本原理物态变化是物质在不同温度和压力下发生的状态变化。

根据物质的分子运动情况，物质分为三种状态：固态、液态和气态。

1. 固态：固态是物质分子间相互作用力较强，分子相对稳定，仅能发生微小振动，形成固定的排列和结构。

固体的形状和体积都具有一定的固定性。

2. 液态：液态是物质分子间相互作用力较弱，可以自由流动，但仍保持一定的结构和体积。

3. 气态：气态是物质分子间相互作用力非常弱，分子具有很大的自由度，能够自由运动并弥散在空间中。

物质从一种状态变为另一种状态的过程称为相变。

常见的相变包括融化、凝固、汽化和凝结等。

二、物态变化的影响因素物质的物态变化受到温度和压力的双重影响。

温度对物质的分子运动速度起着决定性作用，而压力则改变分子间的距离和相互作用力。

1. 温度对物态变化的影响：升高温度可以增加物质的分子运动速度，克服相互作用力，使固体变为液体，进一步升高温度则使液体变为气体。

2. 压力对物态变化的影响：增加压力可以增加分子间的相互作用力，使气体变为液体，进一步增加压力则使液体变为固体。

三、物态变化的应用物态变化的应用广泛存在于日常生活中，同时也在工业生产、天气预报等领域中发挥重要作用。

1. 冰制冷：利用水的升华和凝华过程，可以制冷和保鲜。

常见的冷冻食品就是通过冰的升华来达到长时间保存的效果。

2. 降水过程：水的汽化和凝结过程对降水起着决定性作用。

当水蒸气凝结成云、云块不断增大时，就会发生降水，如雨、雪等。

3. 工业应用：物态变化在各个工业领域中都有广泛的应用。

例如，原子能工业中利用核燃料的熔化和汽化来产生能量；冶金工业中利用金属的熔化来进行熔融处理等。

物理竞赛热学气体动理论固体液体物态变化

积分可以求出速率范围在v1－v2内分子数占总分子数的比率为
N v2 f v dv v1 N
归一化条件

f ( v ) dv 1
0
平均值
v vf ( v)dv
0

v v f ( v)dv
2 2 0

二、麦克斯韦速率分布早在1859年，英国物理学家麦克斯韦利用平衡态理想气体分子在三个方向上作独立运动的假设导出了麦克斯韦速率分布，其表达式如下：
因而分子的每一个平动自由度的平均动能都为
1 1 1 1 1 2 1 2 2 2 mv x mv y mv z ( mv ) kT 2 2 2 3 2 2
按照统计力学的基本原理，可将上述结论推广到分子的转动和振动，因为无论是平动、转动还是振动，都没有哪一个自由度是特别优越的，或者说跟任何一个自由度相对应的运动出现的机会都是均等的。可由此推出一个普遍的定理——能量按自由度均分定理:在温度为T的平衡态下，气体分子的每一个自由度都具有相同的平均动能，其大小都等于
W E S S
例：在一大水杯的水中，有一半径为R的大油滴，现将此大油滴打散成多个半径均为r的小油滴，问此过程要做多少功？已知油和水的表面张力系数为σ
解：设最后大油滴被打散成N个半径均为r的小油滴
3
4 4 3 3 R N r 3 3
油滴表面积增加
2 2
R N r
df (v) dv
v v p
0
可得
2kT 2 RT RT vp 1.41 m M M
2．平均速率
8kT 8RT v vf ( v)dv m M 0
3．方均根速率

专题三物态变化ppt课件

【答案】（1）80 （2）小于（3）此时液体已经到达沸腾
实验二探究液体的沸腾特点
考查要点： 1.实验装置的组装：自下而上. 2.温度计的使用和读数. 3.缩短实验时间的方法：用热水加热、减少水的质量、加精灯的火焰、加纸盖. 4.水沸腾时的现象：产生大量的气泡.在上升过程中逐渐 5.绘制沸腾时温度—时间图像. 6.根据数据或图像写出结论:沸腾时要继续吸热，但温度不变.
晶体和非晶体
晶体: 有些固体有确定的熔化温度,熔化过程中吸热
但温度保持不变
例如:萘,海波,食盐,冰,各种金属
非晶体: 有些固体没有确定的熔化温度,熔化过程中吸
热温度不断升高
例如:松香、蜂蜡、玻璃、沥青
固体相同点不同点
熔化条件
晶体非晶体
熔化过程都是由固态变为液态，都要吸热；凝固过程都是由液态变为固态都要放热。
物质从气态变为液态的过液化放出热量
使气体液化 a.降低温度 b.压缩体积
你见过早晨窗玻璃上因出现一层水雾而变得模糊的现象吗？（里边还是外边？）
使气体液化的第一种方法－－降低温度。
自然界中露水的形成、雾的形成是因为气温下降使水蒸气遇冷液形成的。
使气体液化的另一种方法：压缩体积。
日常生活中的应用：气体经压缩便于运输、贮存和使用
化
沸腾：在液体内部和表面同时
汽化和液化汽化的两种方式
蒸发：只在液体表面发生的汽
液化的两种方式
降低温度压缩体积
升华和凝华
定义：物质由固态变成气态叫升华，物质由气态直特征：升华吸热，凝华放热
考点一温度和温度计
1.温度
（1）概念：物体的冷热程度叫温度.
（2）生活中常用的温度

高中物理竞赛热学讲义——物态变化

物态变化一、物态变化1、物态变化的特征自然界中的许多物质都是以固、液、气三种状态存在着的，它们在一定的条件（温度、压强）下既可以互相转变，也可以平衡共存。

不同物态之间的相互变化又称为相变。

物质固、液、气三态之间的转化有以下两个特征：（1）物态变化时体积变化；（2）物态变化时总伴随吸放一定的热量。

2、熔解与凝固物质由固态转变为液态的过程叫熔解，由液态转变为固态的过程叫凝固。

对于晶体来说，熔解是在一定的温度下进行的，该温度叫做这种晶体的熔点。

晶体在熔解的过程中要吸收热量，但温度保持在其熔点不变，直至全部熔解为止。

非晶体无一定的熔点。

非晶体在熔解或凝固过程中，温度不停地上升或下降。

对于大多数晶体，熔解时体积增大，但也有少数的晶体，如冰、锑、铋、灰铸铁在熔解时体积反而缩小。

晶体的熔点与晶体的种类有关。

晶体中掺杂质(指和这种晶体不同的别种元素)后，熔点一般要降低。

对于同一种晶体，其熔点与压强有关。

熔解时体积增大的物质，其熔点随压强的增加而增大；熔解时体积减小的物质，其熔点随压强的增大而减小。

晶体在熔解时，要吸收热量。

单位质量的某种物质，由固态熔解为液态时，所吸收的热量叫做该物质的熔解热。

单位是J／kg，用λ表示。

3、汽化和液化物质由液态转变为气态的过程叫汽化；由气态转变为液态的过程叫液化。

液体的汽化有蒸发和沸腾两种。

蒸发是发生在液体表面的汽化过程，它在任何温度下都可以进行。

沸腾是在整个液体内部发生的汽化过程，它只有在沸点下才能进行。

从微观上看，蒸发就是液体分子从液面跑出来的过程。

分子从液面跑出时，需要克服液体表面层中分子的引力做功，所以只有那些热运动动能较大的分子可以跑出来。

如果不吸收热量，就会使液体中剩余分子的平均动能减小，温度降低。

即蒸发时液体温度降低，从周围物体吸收热量，因而蒸发有致冷作用。

另一方面蒸气分子还会不断地返回液体中去，凝结成液体。

因此液体分子蒸发的数量，是液体分子跑出液面的数量，减去蒸气分子进入液面的数量。

高中物理物态变化教案

高中物理物态变化教案教学目标：通过本节课的学习，学生能够掌握物态变化的定义、原理和分类，了解凝固、熔化、汽化和凝华的过程，并能够运用所学知识解决相关问题。

教学重点：物态变化的定义和原理、凝固、熔化和汽化的过程。

教学难点：凝华的过程和相关问题的解决。

教学资源：教科书、教学PPT、实验器材。

教学过程：一、导入（5分钟）1. 引入本节课的主题，让学生讨论一下日常生活中常见的物态变化现象。

2. 回顾物态变化的定义，引出今天要学习的内容。

二、讲解物态变化的原理和分类（10分钟）1. 讲解物态变化的原理，包括分子热运动、相变热等。

2. 分类介绍凝固、熔化、汽化和凝华四种物态变化的过程和特点。

三、实验演示（15分钟）1. 通过实验演示凝固和熔化的过程，让学生亲自观察和感受物态变化的现象。

2. 让学生写出实验观察记录，并进行讨论总结。

四、解析凝华的过程（10分钟）1. 介绍凝华的概念和过程，让学生理解凝华是气体直接转变为固体的过程。

2. 提出凝华的应用场景，让学生思考如何运用凝华的原理来解决相关问题。

五、课堂练习（10分钟）1. 布置课堂练习题，让学生运用所学知识解决物态变化相关问题。

2. 收集学生的答题情况，进行讲评。

六、作业布置（5分钟）1. 布置作业，让学生复习和巩固本节课所学内容。

2. 提醒学生及时复习和准备下节课的学习任务。

教学反思：本节课通过理论讲解、实验演示和课堂练习相结合的方式，让学生深入了解了物态变化的原理和过程，并能够灵活运用所学知识解决相关问题。

同时，通过凝华的讲解，引导学生拓展思维，培养学生的创新能力和解决问题的方法。

高考物理新力学知识点之物态和物态变化图文解析(5)

高考物理新力学知识点之物态和物态变化图文解析(5)一、选择题1．下列说法中正确的是______。

A ．压缩气体需要做功，说明气体分子间存在斥力B ．草叶上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用C ．阳光下看到细小的尘埃飞扬，是固体颗粒在空气中做布朗运动D ．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大2．液晶属于A ．固态B ．液态C ．气态D ．固态和液态之间的中间态3．关于饱和汽及饱和汽压的正确说法是( ).A ．密闭容器中某种蒸汽,开始时若是饱和的,保持温度不变,增大容器的体积,待稳定时, 蒸汽的压强一定会减小B ．对于同一种液体,饱和汽压随温度的升高而增大C ．温度不变时,饱和汽压随饱和汽体积的增大而增大D ．相同温度下,各种液体的饱和汽压都相同4．关于分子动理论和热力学定律，下列说法中正确的是（）A ．空气相对湿度越大时，水蒸发越快B ．物体的温度越高，分子平均动能越小C ．第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第一定律D ．两个分子间的距离由大于10﹣9m 处逐渐减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先增大后减小到零，再增大5．下列关于热学问题的说法正确的是( )A ．一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展，熵值较大代表着较为有序B ．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大C ．.某气体的摩尔质量为M 、密度为ρ，用N A 表示阿伏加德罗常数，每个气体分子的质量m 0，每个气体分子的体积V 0，则m 0＝A M N ，V 0＝0mD ．密封在容积不变的容器内的气体，若温度升高，则气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大6．关于晶体和非晶体的下列说法中，正确的是( )A ．凡是晶体，都具有确定的几何外形B ．金属整体表现为各向同性，故金属是非晶体C ．化学成分相同的物质，只能生成同一晶体D ．晶体的各向异性是由于组成晶体的微粒呈现有序排列的结果7．关于晶体和非晶体的说法，正确的是( )A．所有的晶体都表现为各向异性B．晶体一定有规则的几何形状，形状不规则的金属一定是非晶体C．大粒盐磨成细盐，就变成了非晶体D．所有的晶体都有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点8．下列说法不正确的是 ( )A．固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同的方向上有不同的光学性质B．由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体C．在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变D．在合适的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，某些非晶体也可以转化为晶体9．下列说法正确的是（）A．温度相同的氢气和氧气，氢气分子和氧气分子的平均速率相同B．液体表面存在张力是因为液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离C．晶体和非晶体不可以相互转化D．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在斥力的缘故10．下列说法中正确的是（）A．蒸发发生在液体表面，蒸发的快慢与温度有关B．毛细现象中，玻璃管越粗，液体上升的高度越高C．处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会成球状，是因为液体的重力消失了D．熔化、汽化、液化过程都需要放热11．下列说法正确的是A．气体分子的体积等于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比B．空气中水蒸气的实际压强与饱和汽压相差越大，水越难蒸发C．叶面上的小露珠呈球形主要是水的表面张力作用D．单晶体的各种物理性质都具有各向异性的特征12．关于饱和汽和相对湿度，下列说法错误的是A．相同温度下，不同液体的饱和汽压一般是不同的B．空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近饱和汽压C．温度一定时，饱和汽的密度为一定值，温度升高，饱和汽的密度增大D．空气的相对湿度定义为水的饱和汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比13．下列说法正确的是（）A．气体的温度升高，分子动能都增大B．功可以全部转化为热，但吸收的热量一定不能全部转化为功C．液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点D．凡是符合能量守恒定律的宏观过程一定自发地发生而不引起其他变化14．关于饱和汽和相对湿度，下列说法正确的是（）A．饱和汽压跟热力学温度成正比B．温度一定时，饱和汽的密度为一定值，温度升高，饱和汽的密度增大C．空气的相对湿度定义为水的饱和汽压与相同温度下空气中所含水蒸气的压强之比D．空气的相对湿度越小，空气中水蒸气的压强越接近饱和汽压15．下列说法中正确的是（）A．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的增大而增大B．气体压强的大小跟气体分子的平均动能有关，与分子的密集程度无关C．食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的D．由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势16．关于饱和汽，说法不正确的是()A．在稳定情况下，密闭容器中如有某种液体存在，其中该液体的蒸汽一定是饱和的B．密闭容器中有未饱和的水蒸气，向容器内注入足够量的空气，加大气压可使水汽饱和C．随着液体的不断蒸发，当液化和汽化速率相等时，液体和蒸汽达到的一种平衡状态叫动态平衡D．对于某种液体来说，在温度升高时，由于单位时间内从液面汽化的分子数增多，所以其蒸汽饱和所需要的压强增大17．当水蒸汽达到饱和时，水蒸气的压强不再变化，此时（）A．水不再蒸发B．水不再凝结C．蒸发和凝结达到动态平衡D．以上都不正确18．下列说法中，错误的是（）A．水的饱和汽压的大小只与温度有关B．用冰袋给高热病人降温，原因是冰熔化要吸热C．笔记本电脑的彩色显示器，是因为在液晶中掺入了少量多色性染料，液晶中电场强度不同时，它对不同色光的吸收强度不一样，所以显示出各种颜色D．液体分子间的相互作用比固体分子间的相互作用强19．下列四幅图的有关说法中不正确的是（）A．分子间距离为r0时，分子间同时存在引力和斥力B．水面上的单分子油膜，在测量分子直径d大小时可把分子当做球形处理C．食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性D．猛推木质推杆，密闭的气体温度升高，压强变大，分子间表现为斥力，可看做是绝热变化20．根据分子动理论，可知下列说法中正确的是（）A．把缝衣针小心地放在水面上，针可以把水面压弯而不沉没，是因为针的重力小，又受到液体的浮力的缘故B．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动C．分子力随分子间的距离的变化而变化，当r>r0时，随着距离的增大，分子间的引力和斥力都增大，但引力比斥力增大的快，故分子力表现为引力D．密封在体积不变的容器中的气体，若温度升高，则气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大21．对热现象的认识和应用，下列说法正确的是（）A．晶体的导热性能一定是各向异性B．空气相对湿度越大时，暴露在空气中的水蒸发的越慢C．要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，可在高温条件下利用分子的布朗运动来完成D．“油膜法估测分子大小”的实验中，估算油酸分子直径用的是油酸酒精溶液的体积除以油膜的面积22．关于下列实验及现象的说法正确的是（）A．液晶光学性质与某些多晶体相似，具有各向同性B．气体失去容器的约束就会散开，是因为分子间存在斥力C．若空气中水蒸汽的气压大，人感觉到空气湿度一定大D．由于液体表面层内的分子间距大于r0，从而形成表面张力23．下列说法中正确的是()A．当分子间引力大于斥力时，随着分子间距增加，分子间作用力的合力一定减小B．单晶硅中原子排列成空间点阵结构，因此其它物质分子不能扩散到单晶硅中C．液晶具有液体的流动性，其光学性质与某些晶体相似，具有各向异性D．密闭容器中水的饱和气压随温度和体积的变化而变化24．关于液体的表面张力，下列说法中正确的是（）A．游禽用嘴把油脂涂到羽毛上，其目的都是改变水的表面张力B．透过布制的伞面可以看见纱线缝隙，而伞面不漏雨水，这是由于表面张力的作用C．液体表面张力产生的原因是液体表面层分子间距离比较大，分子力表现为引力，故液体表面存在张力，其方向指向液体内部D．当两薄玻璃板间夹有一层水膜时，在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开，这是由于水膜具有表面张力25．关于液体的表面张力，下列说法正确的是（）A．表面张力产生在液体表面层，它的方向跟液面垂直B．表面张力是液体内部各部分之间的相互作用力C．由于液体表面有收缩的趋势，故液体表面的分子间不存在斥力D．有些小昆虫能在水面自由行走，这是由于有表面张力的缘故【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除一、选择题1．B解析：B【解析】A．对于气体而言分子之间距离很大，分子力可以认为为零，压缩气体做功是因为要克服气体压强产生的压力做功，并非因为分子间有斥力存在，故A错误；B．液体的表面张力有使液体的表面积减小到最小的趋势，如露珠呈球状是由于液体表面张力的作用，故B正确；C．阳光下看到细小的尘埃飞扬是固体颗粒在空气的流动下的运动，不是布朗运动，故C 错误；D．当人们感到潮湿时，空气的相对湿度一定较大，绝对湿度不一定大，故D错误。