物理第12章 熱學 第2講 固體、液體與氣體 新人教版

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1、熱學熱學第 十二 章第第2講固體、液體與氣體講固體、液體與氣體1 1知 識 梳 理 自 測知 識 梳 理 自 測2 2核 心 考 點 突 破核 心 考 點 突 破3 32 2 年 高 考 模 擬年 高 考 模 擬知識梳理自測知識梳理自測 1晶體和非晶體固體、液晶的微觀結構 分類比較項目晶體非晶體單晶體多晶體外形規(guī)則不規(guī)則_熔點確定_不確定物理性質(zhì)各向異性_各向同性原子排列有規(guī)則每個晶粒的排列_無規(guī)則轉(zhuǎn)化晶體和非晶體_可以相互轉(zhuǎn)化典型物質(zhì)石英、云母、明礬、_玻璃、橡膠不規(guī)則不規(guī)則 確定確定 各向同性各向同性 無規(guī)則無規(guī)則 在一定條件下在一定條件下 食鹽食鹽 2晶體的微觀結構 (1)結構特點：組成

2、晶體的物質(zhì)微粒有規(guī)則地、周期性地在空間排列。 (2)用晶體的微觀結構特點解釋晶體的特點現(xiàn)象原因晶體有規(guī)則的外形由于內(nèi)部微粒_的排列晶體各向異性由于內(nèi)部從任一結點出發(fā)在不同方向的相同距離上的微粒數(shù)_晶體的多形性由于組成晶體的微粒可以形成不同的_有規(guī)則有規(guī)則 不同不同 空間點陣空間點陣 3液晶 (1)液晶分子既保持排列有序而顯示各向_，又可以自由移動位置，保持了液體的_。 (2)液晶分子的位置無序使它像_，排列有序使它像_。 (3)液晶分子的排列從某個方向看比較整齊，而從另外一個方向看則是_的。 (4)液晶的物理性質(zhì)很容易在外界的影響下_。異性異性 流動性流動性 液體液體 晶體晶體 雜亂無章雜亂無

3、章 發(fā)生改變發(fā)生改變 1概念 液體表面各部分間_的力。 2作用 液體的表面張力使液面具有收縮到表面積_的趨勢。 3方向 表面張力跟液面_，且跟這部分液面的分界線_。 4大小 液體的溫度越高，表面張力_；液體中溶有雜質(zhì)時，表面張力_；液體的密度越小，表面張力_。液體的表面張力 互相吸引互相吸引 最小最小 相切相切 垂直垂直 越小越小 變小變小 越大越大 1飽和汽與未飽和汽： (1)飽和汽：與液體處于_的蒸汽。 (2)未飽和汽：沒有達到_的蒸汽。 2飽和汽壓： (1)定義：飽和汽所具有的_。 (2)特點：飽和汽壓隨溫度而變。溫度越高，飽和汽壓_，且飽和汽壓與飽和汽的體積無關。 飽和汽、未飽和汽和飽

4、和汽壓、相對濕度動態(tài)平衡動態(tài)平衡 飽和狀態(tài)飽和狀態(tài) 壓強壓強 越大越大 潮濕潮濕 水蒸氣水蒸氣 1氣體分子運動特點： (1)氣體分子間距較大，分子力為零，分子間除碰撞外_作用，向各個方向運動的氣體分子_。 (2)分子做無規(guī)則運動，分子速率按“_”的統(tǒng)計規(guī)律分布。 (3)溫度一定時某種氣體分子速率分布是確定的，溫度升高時，_，速率大的分子數(shù)增多，分子的_增大，但不是每個分子的速率都增大。氣體分子運動速率的統(tǒng)計分布、氣體實驗定律、理想氣體 不受其他力不受其他力 數(shù)目相等數(shù)目相等 中間多，兩頭少中間多，兩頭少 速率小的分子數(shù)減少速率小的分子數(shù)減少 平均速率平均速率 2氣體的狀態(tài)參量： (1)氣體的壓

5、強。 產(chǎn)生原因：由于氣體分子無規(guī)則的熱運動，大量的分子頻繁地碰撞器壁產(chǎn)生_的壓力。 決定氣體壓強大小的因素。 宏觀上：決定于氣體的溫度和體積。 微觀上：決定于氣體分子的_和分子密集程度。 (2)氣體的溫度： 物理意義：宏觀上表示物體的_，微觀上是_的標志。 熱力學溫度與攝氏溫度的關系：T_。持續(xù)而穩(wěn)定持續(xù)而穩(wěn)定 平均動能平均動能 冷熱程度冷熱程度 分子平均動能分子平均動能 t273.15K 3氣體實驗定律：溫度溫度 體積體積 壓強壓強 氣體實驗定律氣體實驗定律 理想化模型理想化模型 分子間勢能分子間勢能 溫度溫度 C(常量常量) 思維診斷： (1)氣體的壓強是由氣體的自身重力產(chǎn)生的。() (2

6、)當人們感到潮濕時，空氣的絕對濕度一定較大。() (3)有無確定的熔點是區(qū)分晶體和非晶體比較準確的方法。() (4)液晶具有液體的流動性，又具有晶體的光學各向異性。() (5)船浮于水面上不是由于液體的表面張力。() (6)水蒸氣達到飽和時，水蒸氣的壓強不再變化，這時，水不再蒸發(fā)和凝結。() (7)壓強極大的氣體不再遵從氣體實驗定律。()BC 解析將一塊晶體敲碎后，得到的小顆粒還是晶體，A錯誤；由同種元素構成的固體，可能會由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體，例如石墨和金剛石，B正確；在合適的條件下，某些晶體可以轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷w，某些非晶體也可以轉(zhuǎn)變?yōu)榫w，例如天然石英是晶體，熔融過的石英卻是非

7、晶體，把晶體硫加熱熔化(溫度超過300)再倒進冷水中，會變成柔軟的非晶硫，再過一段時間又會轉(zhuǎn)化為晶體硫，C正確；在熔化過程中，晶體要吸收熱量，雖然溫度保持不變，但是內(nèi)能會增加，D錯誤。BC 解析布朗運動是懸浮在水中的固體顆粒的無規(guī)則運動，反映了水分子的熱運動，A錯誤；空氣中的小雨滴呈球形是水的表面張力使雨滴表面有收縮的趨勢的結果，B正確；液晶像液體一樣具有流動性，而其光學性質(zhì)與某些晶體相似具有各向異性，彩色液晶顯示器利用了液晶的光學性質(zhì)具有各向異性的特點，C正確；高原地區(qū)水的沸點較低，這是高原地區(qū)氣壓較低造成的，D錯誤。BD 解析從微觀角度看，氣體壓強的大小跟兩個因素有關：一是分子的平均動能，

8、二是單位體積的分子數(shù)目，A錯誤；各個分子的運動都是無規(guī)則的、帶有偶然性的，但大量分子的運動存在統(tǒng)計規(guī)律，B正確；當分子間相互作用表現(xiàn)為斥力時，分子間距離越大，由于分子力做正功，則分子勢能越小，C錯誤；氫氣和氮氣的溫度相同時，它們分子的平均動能相同，由于分子質(zhì)量不同，所以分子的平均速率不同，D正確。AB 核心考點突破核心考點突破 1晶體和非晶體 (1)單晶體具有各向異性，但不是在各種物理性質(zhì)上都表現(xiàn)出各向異性。 (2)只要是具有各向異性的物體必定是晶體，且是單晶體。 (3)只要是具有確定熔點的物體必定是晶體，反之，必是非晶體。 (4)晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。固體和液體的性質(zhì) 2液體

9、表面張力 (1)形成原因： 表面層中分子間的距離比液體內(nèi)部分子間的距離大，分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力。 (2)表面特性： 表面層分子間的引力使液面產(chǎn)生了表面張力，使液體表面好像一層繃緊的彈性薄膜。 (3)表面張力的方向： 和液面相切，垂直于液面上的各條分界線。 (4)表面張力的效果： 表面張力使液體表面具有收縮趨勢，使液體表面積趨于最小，而在體積相同的條件下，球形的表面積最小。 (5)表面張力的大小： 跟邊界線的長度、液體的種類、溫度都有關系。CDE 解析玻璃無論成什么形狀都是非晶體，A錯誤；多晶體在各個平面上的微粒數(shù)目也不相等，不能以此判定某一種物質(zhì)是否是晶體，B錯誤；液晶的光學性質(zhì)具有各

10、向異性，但液晶不是所有物理性質(zhì)都具有各向異性，C正確；由于表面張力的作用，當液體與大氣相接觸時，液體表面層內(nèi)的分子所受其他分子作用力的合力方向總是沿液體的表面，D正確；飽和汽壓與溫度有關，溫度越高，飽和汽壓越大，溫度越低，飽和汽壓越小，E正確。類題演練類題演練 1 ACD D在毛細現(xiàn)象中，毛細管中的液面有的升高，有的降低，這與液體的種類和毛細管的材質(zhì)有關 E當兩薄玻璃板間夾有一層水膜時，在垂直于玻璃板的方向很難將玻璃板拉開，這是由于水膜具有表面張力的緣故 解析把一枚針輕放在水面上，浮力很小，可以忽略不計，它會浮在水面，是由于水表面存在表面張力的緣故，A正確；水對油脂表面是不浸潤的，所以呈水珠狀

11、，水對玻璃表面是浸潤的，無法形成水珠，B錯誤；宇宙飛船中的水滴呈球形是表面張力作用的結果，C正確；毛細現(xiàn)象中有的液面升高，有的液面降低，這與液體與毛細管是否浸潤有關，即與液體種類和毛細管的材料有關，D正確；當兩薄玻璃板間夾有一層水膜時，在垂直于玻璃板的方向很難將玻璃板拉開，這是由于大氣壓力的緣故，E錯誤。 1產(chǎn)生的原因 由于大量氣體分子無規(guī)則運動而碰撞器壁，形成對器壁各處均勻、持續(xù)的壓力，作用在器壁單位面積上的壓力叫做氣體的壓強。 2決定因素 (1)宏觀上：決定于氣體的溫度和體積。 (2)微觀上：決定于分子的平均動能和分子的密集程度。氣體壓強的產(chǎn)生與計算 3平衡狀態(tài)下氣體壓強的求法液片法選取假

12、想的液體薄片(自身重力不計)為研究對象，分析液片兩側受力情況，建立平衡方程，消去面積，得到液片兩側壓強相等方程，求得氣體的壓強力平衡法選取與氣體接觸的液柱(或活塞)為研究對象進行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡方程，求得氣體的壓強等壓面法在連通器中，同一種液體(中間不間斷)同一深度處壓強相等。液體內(nèi)深h處的總壓強pp0gh，p0為液面上方的壓強 4加速運動系統(tǒng)中封閉氣體壓強的求法 選取與氣體接觸的液柱(或活塞)為研究對象，進行受力分析，利用牛頓第二定律列方程求解。類題演練類題演練 2 在圖丁中，以液面A為研究對象，由二力平衡得 p氣S(p0gh1)S 所以p氣p0gh1 在圖戊中，從開口

13、端開始計算，右端大氣壓為p0，同種液體同一水平面上的壓強相同，所以b氣柱的壓強為pbp0g(h2h1)，而a氣柱的壓強為papbgh3p0g(h2h1h3)。氣體實驗定律的應用 2利用氣體實驗定律解決問題的基本思路 選對象：根據(jù)題意，選出所研究的某一部分一定質(zhì)量氣體 找參量：分別找出這部分氣體狀態(tài)發(fā)生變化前后的p、V、T數(shù)值或表達式，壓強的確定是關鍵 認過程：認清變化過程，正確選用物理規(guī)律 列方程：選擇實驗定律列式求解，有時要討論結果的合理性(1)打氣的次數(shù)n；(2)通過計算說明，能否使噴霧器內(nèi)的藥液全部噴完。 解析(1)由一定質(zhì)量的理想氣體的等溫變化，有 p0(V0V)np0Vp(V0V)，

14、解得n30。 (2)設噴霧器內(nèi)的藥液全部噴完后氣體壓強為p，有 p(V0V)pV0， p1.33atmp0，說明能使噴霧器內(nèi)的藥液全部噴完。 答案：(1)30(2)見解析 (3)灌氣問題：將一個大容器里的氣體分裝到多個小容器中的問題也是一個典型的變質(zhì)量問題。分析這類問題時，把大容器中的剩余氣體和多個小容器中的氣體視為整體作為研究對象，可將變質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問題。 (4)漏氣問題：容器漏氣過程中氣體的質(zhì)量不斷發(fā)生變化，屬于變質(zhì)量問題。如果選容器內(nèi)剩余氣體和漏出氣體整體作為研究對象，便可使問題變成一定質(zhì)量氣體的狀態(tài)變化問題，可用理想氣體的狀態(tài)方程求解。 (1)管內(nèi)水銀柱與玻璃管的頂端間的壓強；

15、 (2)將玻璃管緩慢上提多少距離后，管內(nèi)水銀柱與玻璃管的頂端間彈力恰好為零？ 答案：(1)25cmHg(2)49cm類題演練類題演練 3 解析(1)對管內(nèi)水銀柱受力分析知 pSghSp0S 故管內(nèi)水銀柱與玻璃管的頂端間的壓強p25cmHg (2)玻璃管緩慢上提的過程，管內(nèi)氣體體積增大，壓強減小，管內(nèi)水銀柱與玻璃管的頂端間彈力減小，當彈力減小為零時，氣體壓強 p250cmHg，又p1p075cmHg 由玻意爾定律得p1V1p2V2 解得管內(nèi)水銀柱與玻璃管的頂端間彈力剛好為零時氣柱長度 L272cm 又因為p250cmHg 故管內(nèi)下端水銀面上升h75cm50cm25cm 而空氣柱長度增加L72cm

16、48cm24cm 故玻璃管上提距離xhL49cm理想氣體狀態(tài)方程的應用 (1)A汽缸內(nèi)氣體的壓強；(2)B汽缸內(nèi)氣體的溫度。 1利用垂直于坐標軸的線作輔助線去分析同質(zhì)量、不同溫度的兩條等溫線，不同體積的兩條等容線，不同壓強的兩條等壓線的關系。 例如：在圖甲中，V1對應虛線為等容線，A、B分別是虛線與T2、T1兩線的交點，可以認為從B狀態(tài)通過等容升壓到A狀態(tài)，溫度必然升高，所以T2T1。 又如圖乙所示，A、B兩點的溫度相等，從B狀態(tài)到A狀態(tài)壓強增大，體積一定減小，所以V2V1。氣體狀態(tài)變化的圖象問題 2一定質(zhì)量的氣體不同圖象的比較D 解析由圖示圖象A可知，12過程，V與T成正比，是等壓變化，不符

17、合題意，A錯誤；由圖象B可知，12過程是等容變化，溫度降低，不符合題意，B錯誤；由圖示圖象C可知，23過程是等壓變化，體積變大，由蓋呂薩克定律可知，溫度T升高，不符合題意，C錯誤；由圖示圖象D可知，12過程，是等容過程，p與T成正比，p與T均增大，23過程，是等壓變化，壓強p不變，體積V減小，由蓋呂薩克定律可知，溫度T降低；由題圖中pT圖象可知，31過程，是等溫變化，溫度T不變，壓強p減小，由玻意耳定律可知，體積V變大，符合題意，D正確。 AA部分氣體的體積比B部分小 BA、B直線的延長線將相交于T軸上的同一點 CA、B氣體溫度改變相同時，壓強改變量相同 DA、B氣體溫度改變量相同時，A部分氣體壓強改變量較大類題演練類題演練 4 ABD