2022-2023年高考物理一轮复习 饱和汽与饱和汽压 物态变化中的能量交换

饱和汽与饱和汽压物态变化中的能量交换\n1．在密闭容器中的液体不断地蒸发,液面上的蒸汽也不断地凝结,当这两个同时存在的过程达到动态平衡时,宏观的蒸发也停止了,这种与液体处于动态平衡的蒸汽叫做饱和汽.2．在一定温度下,饱和汽的分子数密度是一定的,因而饱和汽的压强也是一定的,这个压强叫做这种液体的饱和汽压.\n3．在某一温度下,水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压之比称为空气的相对湿度.4．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.5．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.\n1.汽化物质从变成的过程.2．汽化的两种方式比较液态气态种类异同蒸发沸腾区别特点只在液体表面进行,在温度下都能发生；是一种缓慢的汽化过程在液面和内部同时发生；只在的温度下发生；沸腾时液体温度；是一种剧烈的汽化过程任何一定不变\n种类异同蒸发沸腾区别影响因素液体温度的高低；液体表面积的大小；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现象,都要汽化吸热\n1．在制糖工业中,常用沸腾的办法除去糖汁中的水分,为了使糖在沸腾时不致变质,沸腾温度要低于100℃.为此,可采用的办法是()A．把糖汁放在敞开口的容器内进行加热,使糖汁液面上的气压保持1标准大气压B．把糖汁放在密闭容器中加热,往容器内打入气体,使糖汁液面上的气压大于1标准大气压\nC．把糖汁放在密闭容器中加热,从容器内抽出气体,使糖汁液面上的气压小于1标准大气压D．以上做法都可以解析：要使液体温度低于100℃沸腾,必须使糖汁液面上的气压低于1标准大气压.答案：C\n1．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.2．饱和汽与液体处于的蒸汽.平衡状态动态平衡\n3．未饱和汽没有达到的蒸汽.4．饱和汽压一定温度下饱和汽的.5．饱和汽压的变化随温度的升高而.饱和汽压与蒸汽所占的体积,和蒸汽体积中有无其他气体.压强饱和状态增大无关无关\n1．对动态平衡的理解理解这个问题,要抓住“动态”这个核心,也就是达到平衡时,各量之间还是变化的,只不过变化的速度相同而已,只是从外观上看达到了平衡状态.如果把两个过程分别称为正过程和逆过程的话,当达到动态平衡时正过程速率应等于逆过程速率.(1)处于动态平衡时,液体的蒸发仍在不断进行；\n(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．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.\n(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.\n(3)饱和汽压跟体积无关微观解释：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,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.\n2．将未饱和汽转化成饱和汽,下列方法可行的是()A．保持温度不变,减小体积B．保持温度不变,减小压强C．保持体积不变,降低温度D．保持体积不变,减小压强\n解析：未饱和汽的密度小于饱和汽的密度,压强小于饱和汽压,因为饱和汽近似遵循气体实验定律,保持温度不变,减小体积,可以增大压强,增大未饱和汽的密度,则A正确,B错误.降低温度,饱和汽压减小,若体积不变,当降低温度时,可使压强减小到降低温度后的饱和汽压,则C正确,D也正确.答案：ACD\n压强干湿泡\n3．在相对湿度相同的情况下,比较可得()A．冬天的绝对湿度大B．夏天的绝对湿度大C．冬天的绝对湿度小D．夏天的绝对湿度小解析：冬季温度低,蒸发慢,空气中含水分少,绝对湿度小；夏季温度高,蒸发快,空气中含水分多,绝对湿度大.故选项B、C正确.答案：BC\n1．熔化和凝固熔化：物质从变成的过程.凝固：物质从变成的过程.2．熔化热(1)某种晶体熔化过程中所需的与其之比,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.固态液态液态固态能量质量相等\n(3)不同的晶体有不同的结构,要破坏不同物质的结构,所需的也就不同,因此不同晶体的熔化热也.(4)非晶体在不同温度下熔化时吸收的热量是不同的,因此非晶体确定的熔化热.3．汽化与液化汽化：物质从变成的过程.液化：物质从变成的过程.能量不相同没有液态气态气态液态\n4．汽化热(1)某种液体汽化成同温度的气体时所需的与其之比,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.能量质量相等\n1．晶体熔化过程中的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.\n2．液体汽化过程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．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.\n4．固体熔化过程中的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.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.\n4．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,汽化吸热解析：物质在熔化和汽化过程中都是吸收热量的,故B选项正确.答案：B\n[例1]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\n[思路点拨]解答关于饱和汽与饱和汽压的问题要抓住饱和汽的压强只与液体的种类、温度有关这一关键点.[解析]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,B正确；一定温度下的饱和汽压与体积无关,C错误；饱和汽压随温度的升高而增大,原因是：温度升高时,饱和汽的密度增大；温度升高时,饱和汽的分子平均速率增大,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,D错误.正确选项为A、B.[答案]AB\n1．水蒸气达到饱和时,水蒸气的压强不再变化,这时()A．水不再蒸发B．水蒸气不再液化C．蒸发和液化达到动态平衡D．以上说法都不对解析：蒸发是分子从液体中跑到气体中,而液化是气体分子跑到液体中.水蒸气达到饱和时,蒸发和液化仍在继续进行,只不过蒸发和液化的水分子数量相等而已,C正确.答案：C\n[例2]室内空气的温度是25℃,空气的相对湿度是65%,问空气的绝对湿度等于多少？(已知25℃时水的饱和汽压为3.167×103Pa.)[思路点拨]由题中找出相对湿度及同温下水的饱和汽压,即可求出绝对湿度.\n[答案]2.06×103Pa\n2．关于空气湿度,下列说法正确的是()A．当人们感到潮湿时,空气的绝对湿度一定较大B．当人们感到干燥时,空气的相对湿度一定较小C．空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示D．空气的相对湿度定义为水的饱和蒸汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比\n解析：相对湿度越大,人感觉越潮湿,相对湿度大时,绝对湿度不一定大,故A错误；相对湿度较小时,使人感觉干燥,故B正确.用空气中水蒸气的压强表示的湿度叫做空气的绝对湿度,用空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和气压之比叫做相对湿度,故C正确,D错误.答案：BC\n[例3]一电炉的功率P＝200W,将质量m＝240g的固体样品放在电炉内,通电后电炉内的温度变化如图9－3－1所示,设电能全部转化为热能并全部被样品吸收,试问：该固体样品的熔点和熔化热为多大？[思路点拨]由熔化曲线上温度不变部分可找出熔点,根据熔化时间和电炉功率可知电流做功的多少,这些功全部转化为热并全部用于样品熔化.图9－3－1\n[答案]60℃1×105J/kg\n3．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·℃))答案：2.05×103J/kg