3 饱和汽与饱和汽压 4 物态变化中的能量交换,1.了解汽化的两种方式及特点;知道饱和汽、未饱和汽和饱和汽压这些概念的含义,知道饱和汽是一种动态平衡的蒸汽;了解绝对湿度、相对湿度概念的含义以及它对人的生活和植物的生长等方面的影响;了解湿度的测量工具湿度计。 2.了解晶体的熔化热,知道不同晶体有不同的熔化热;了解液体的汽化热,了解液体变为气体吸收热量是为了克服分子引力做功与克服外界气压做功;会用熔化热与汽化热处理有关问题。,一,二,三,四,一,二,在高山上,用普通锅煮饭,即使水沸腾了,食物也没有熟,这是为什么呢? 提示:由于高山上的大气压强低,水的沸点低于100 的缘故。,三,四,一,二,三,四,二、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,蒸发停止。这种平衡叫作动态平衡。 2.饱和汽与饱和汽压 (1)概念:与液体处于动态平衡的蒸汽叫作饱和汽(而没有达到饱和状态的蒸汽叫作未饱和汽),它的压强叫作这种液体的饱和汽压。 (2)特点:在一定温度下,饱和汽的分子数密度是一定的,饱和汽压也是一定的。,一,二,三,四,一,二,三,四,我们都有这样的生活体验:在潮湿的天气里,洗了的衣服不容易晾干。这是为什么呢? 提示:这是由于潮湿的天气里,空气的相对湿度较大,即空气里水蒸气的压强更接近饱和汽压,所以蒸发较难进行,故不容易晾干。,一,二,三,四,一,二,三,四,(2)汽化热 概念: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,叫作这种物质在这个温度下的汽化热。 特点: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。,发射火箭时,火箭点燃后尾部的火焰如果直接喷到发射台上,发射架要熔化。为了保护发射架,往往在发射台底建一个大水池,让火焰喷到水池中,这样做有什么道理? 提示:利用水汽化时要吸热,使周围环境温度不致太高。,一、对动态平衡和饱和汽压的理解 1.对动态平衡的理解 要理解这个问题,关键是抓住“动态”这个核心,也就是达到平衡时,各量还是变化的,只不过变化的速度相同,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;宏观上看,蒸发停止。 (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,最后必定与其上方的蒸汽处于动态平衡。,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。例如20 时,乙醚的饱和汽压为5.87104 Pa,水为2.34104 Pa。水银的饱和汽压很小,20 时仅为1.6010-1 Pa,所以水银气压计水银柱上方的空间可以认为是真空。 (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,这也导致饱和汽压增大。,(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,容器中的蒸汽的密度减小,原来的饱和汽变成了未饱和汽,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,一部分饱和汽变成液体,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。,温馨提示饱和汽压随温度的升高而增大,饱和汽压与蒸汽所占的体积无关,液体沸腾的条件就是饱和汽压和外部压强相等。,(2)说明 在某一温度下,水的饱和汽压是一个定值,知道了绝对湿度可以算出相对湿度;反之,知道了相对湿度也可以算出绝对湿度。,温馨提示许多和湿度有关的现象,如蒸发的快慢、植物的枯萎、动物的感觉等,不是直接跟大气的绝对湿度有关,而是跟相对湿度有关。绝对湿度相同时,温度越高,离饱和状态越远,越容易蒸发,感觉越干燥;相反,气温越低,越接近饱和状态,感觉越潮湿。,四、对物态变化中能量特点、温度特点的分析 1.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。 2.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。,4.固体熔化过程中的温度特点 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。,类型一,类型二,类型三,类型一,类型二,类型三,题后反思“饱和汽压仅与温度有关而与体积无关”,但本题中当体积增大时水蒸气变成了未饱和汽,已不满足这一结论成立的前提,所以气压发生了变化。,类型一,类型二,类型三,类型一,类型二,类型三,题后反思由计算可知,绝对湿度不变时,温度越高,它离饱和的程度越远,人们感觉越干燥。 触类旁通人们感觉到空气的干湿程度取决于绝对湿度还是相对湿度? 答案:相对湿度。,类型一,类型二,类型三,类型一,类型二,类型三,题后反思物态变化过程中,温度仍然是分子平均动能的标志。晶体熔化时吸收的热量主要是破坏晶体的分子结构,增大分子势能,所以物体的内能因吸热而增大。 触类旁通本题中如果是一定质量的100 的水汽化成100 的水蒸气,情况又会怎样? 答案:动能不变,势能变大。,