绿色通道一轮总复习11-2固体、液体和气体.ppt

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1、第二单元 固体、液体和气体,1温度(T或t) (1)两种意义：宏观上表示物体的 ；微观上标志物体内分子热运动的 它是物体分子 的标志,冷热程度,激烈程度,平均动能,(2)两种温标 摄氏温标t：单位，在1个标准大气压下，水的冰点作为 ，沸点作为 . 热力学温标T：单位K.把 作为0 K绝对零度(0 K)是 的极限，只能接近不能达到 两种温标的关系：就每1度表示的冷热差别来说，两种温度是相同的，只是 的起点不同，所以二者关系为Tt273(K)，Tt.,0,100,273,低温,零值,2体积(V) 气体分子所占据的空间，也就是气体所充满的 分子间相互作用力很弱，气体很容易被压缩 单位：m3 1 m3

2、103 L(或dm3)106 mL(或mm3),容器的容积,3压强(p) 气体作用在器壁单位面积上的压力 单位换算：1 atm760 mmHg1.013105 Pa,1气体分子之间的距离比较 ，分子之间的作用力非常 ，由分子之间的相互作用而产生的势能通常认为是 气体分子除了相互碰撞或者跟器壁的碰撞之外不受力的作用，可以在空间内自由地移动,大,微弱,零,2分子做无规则的运动，速率有大有小，由于分子之间的频繁撞击，速率又将发生变化，但是大量分子的速率却按照一定的规律分布这种大量分子整体所体现出来的规律叫做 3当温度升高时，速率小的分子数目将 ，速率大的分子数目将 ，其所表现的统计规律不变，分子的平

3、均速率将 ，平均动能将 ，因此 是分子平均动能的标志,统计规律,减少,增加,增大,增大,温度,1气体的等温变化 玻意耳定律 温度不变时，一定质量气体的压强随着体积的变化而变化，叫做气体的 变化；其变化规律是一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体积成 其数学表达式为： 或.,等温,反比,p1V1p2V2,2气体的等容变化 查理定律 气体在体积不变的情况下所发生的状态变化叫做 变化 一定质量的气体，在体积不变的情况下，它的压强跟热力学温度成 其数学表达式为: 或者 (其中C是比例常数),正比,等容,3气体的等压变化 盖吕萨克定律 气体在压强不变的情况下所发生的状态变化叫做等压变化 一定质

4、量的气体，在压强不变的情况下，它的体积跟热力学温度成正比，其数学表达式为 或者 (其中C是比例常数),由以上表格内容可知 (1)同一种物质在不同的条件下可能是晶体也可能是非晶体 (2)晶体中的单晶体具有各向异性，但不是在各种物理性质上都表现出各向异性,2液体的表面张力 (1)作用：液体的表面张力使液面具有收缩的趋势 (2)方向：表面张力跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直 (3)大小：液体的温度越高，表面张力越小，液体中溶有杂质时，表面张力变小，液体的密度越大，表面张力越大,3液晶 (1)物理性质 具有液体的流动性； 具有晶体的光学各向异性； 在某个方向上看其分子排列比较整齐，但从另一方向看，

5、分子的排列是杂乱无章的,(2)应用 利用液晶上加电压时，旋光特性消失，实现显示功能，如电子手表、计算器、微电脑等 利用温度改变时，液晶颜色会发生改变的性质来测温度,1饱和汽与未饱和汽 (1)饱和汽：与液体处于动态平衡的蒸汽 (2)未饱和汽：没有达到饱和状态的蒸汽 2饱和汽压 (1)定义：饱和汽所具有的压强 (2)特点：液体的饱和汽压与温度有关，温度越高，饱和汽压越大，且饱和汽压与饱和汽的体积无关,3湿度 (1)定义：空气的干湿程度 (2)描述湿度的物理量 绝对湿度：空气中所含水蒸气的压强 相对湿度：空气的绝对湿度与同一温度下水的饱和汽压的百分比,1在气体流通的区域，各处压强相等，如容器与外界相

6、通，容器内外压强相等；用细管相连的容器，平衡时两边气体压强相等 2液体内深为h处的总压强pp0gh，式中的p0为液面上方的压强，在水银内，用cmHg做单位时可表示为pHh.,3连通器内静止的液体，同种液体在同一水平面上各处压强相等 4求用固体(如活塞)或液体(如液柱)封闭在静止的容器内的气体压强，应对固体或液体进行受力分析，然后根据平衡条件求解 5当封闭气体所在的系统处于力学非平衡状态中时，欲求封闭气体的压强，首先选择恰当的研究对象(如与气体关联的液柱、活塞等)，并对其进行正确地受力分析(特别注意内、外气体的压力)，然后根据牛顿第二定律列方程求解,1大气压强 (1)大气压强是由于空气受重力作用

7、紧紧包围地球而对浸在它里面的物体产生的压强 (2)地面大气压的值与地球表面积的乘积，近似等于地球大气层所受的重力值,2气体压强 (1)因密闭容器中的气体密度一般很小，由气体自身重力产生的压强极小，可忽略不计 (2)气体压强是由气体分子频繁碰撞器壁产生的 (3)气体压强由气体的密度和温度决定 (4)密闭容器中气体对器壁的压强处处相等,一定质量的气体，如果三个状态参量都不变，则该气体处于一定的状态中三个状态参量可以同时变化，也可以是其中一个参量保持不变，其他两个参量发生变化，只有一个状态参量发生变化是不可能的当一个参量不变时，另外两个参量的关系如下：,1温度不变：分子的平均动能不变，若体积减小，单

8、位体积内分子数目增多，气体的压强增加 2体积不变：单位体积内的分子数目不变，温度升高，分子的平均动能增加，气体的压强增加 3压强不变：温度升高，气体分子的平均动能增加，只有气体的体积增大，单位体积内的分子数减少，才可保持气体的压强不变,(1)单个分子运动快慢无实际意义，也不能谈温度 (2)物体的温度升高，平均动能增加，某一个分子的动能可能变大也可能变小 (3)对于理想气体，不考虑分子间的作用力，分子势能为零，内能只由温度和物质的量决定，与气体体积无关,1理想气体 (1)宏观上讲，理想气体是指在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体，实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体 (2)

9、微观上讲，理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间,(1)若固体分子与液体分子间引力比较弱，附着层里的分子比内部稀疏(rr0)，附着层里分子间的引力占优势，使液体和固体的接触面有收缩的趋势，形成不浸润现象 (2)固体与液体分子间的引力比较强，附着层里的分子分布比内部密(rr0)，附着层里的分子间斥力占优势，使液体与固体的接触面有扩展的趋势，形成浸润现象 (3)同一种液体对一些固体是浸润的，对另一些固体可能不浸润,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

10、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1.60104 Pa，所以水银气压计内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 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 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

11、，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,【例1】 如图1所示，一个横截面积为S的圆管形容器竖直放置，金属圆板A的上表面是水平的，下表面是倾斜的，下表面与水平面的夹角为，圆板的质量为M，不计圆板与容器内壁之间的摩擦，若大气压强为p0，求被圆板封闭在容器中的气体的压强p.,解析：对圆板进行受力分析：重力Mg，大气压的作用力p0S，封闭气体对它的作

12、用力pS/cos，容器侧壁的作用力F1和F2，如右图2所示由于不需要求出侧壁的作用力，所以只考虑竖直方向合外力为零，就可以求被封闭的气体压强圆板在竖直方向上合外力为零，有 p0SMg(pS/cos)cos，pp0Mg/S. 答案：p0Mg/S,高分通道 (1)封闭气体有两种情况：一是平衡状态系统中的封闭气体，二是变速运动系统中的封闭气体 (2)封闭气体压强的计算方法：选与气体接触的液柱(或活塞、汽缸)为研究对象，进行受力分析；再根据运动状态列出相应的平衡方程或牛顿第二定律方程，从而求出压强,变式1：若已知大气压强为p，在图3中各装置均处于静止状态，求被封闭气体的压强,解析：在甲图中，以高为h的

13、液柱为研究对象，由二力平衡知： P气SghSp0S 所以p气p0gh 由图乙中，以B液面为研究对象，由平衡方程F上F下有： pASphSp0S p气pAp0gh 在图丙中，仍以B液面为研究对象，有： pAghsin60pBp0,【例2】 （2009年上海卷）如图4所示，粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端开口，管内有一段水银柱，右管内气柱长为39 cm，中管内水银面与管口A之间气柱长为40 cm，先将B端封闭，再将左管竖直插入水银槽，设整个过程温度不变，稳定后右管内水银面比中管内水银面高2 cm.求：,(1)稳定后右管内的气体压强p； (2)左管A端插入水银槽的深度h.(大气压强p076 cmHg)

14、,答案：(1)78 cmHg (2)7 cm,高分通道 正确灵活地分析气体初末状态的压强与体积的表达式，再运用气体定律列式求解,变式2：(2008年海南卷)如图6，一根粗细均匀、内壁光滑、竖直放置的玻璃管下端密封，上端封闭但留有一抽气孔管内下部被活塞封住一定量的气体(可视为理想气体)，气体温度为T1.开始时，将活塞上方的气体缓慢抽出，当活塞上方的压强达到p0时，活塞下方气体的体积为V1，活塞上方玻璃管的容积为2.6V1.活塞因重力而产生的压强为0.5p0.继续将活塞上方抽成真空并密封整个抽气过程中管内气体温度始终保持不变然后将密封的气体缓慢加热求：,(1)活塞刚碰到玻璃管顶部时气体的温度； (

15、2)当气体温度达到1.8T1时气体的压强,答案：(1)1.2T1 (2)0.75p0,【例3】 一定质量的理想气体由状态A变为状态D，其有关数据如图7甲所示，若状态D的压强是2104 Pa. (1)求状态A的压强 (2)请在乙图中画出该状态变化过程的pT图象，并分别标出A、B、C、D各个状态，不要求写出计算过程,分析：读出VT图上各点的体积和温度，由理想气体的状态方程即可求出各点对应的压强,答案：(1)4104 Pa (2)略,高分通道(1)图象上的一个点表示一定质量气体的一个平衡状态，它对应着三个状态参量；图象上的某一条直线或曲线表示一定质量气体状态变化的一个过程 (2)在VT或pT图象中，

16、比较两个状态的压强或体积大小，可以用这两个状态到原点连线的斜率大小来判断斜率越大，压强或体积越小；斜率越小，压强或体积越大,变式3：如图9所示，一定质量的理想气体从状态A经B、C、D再回到A，问：(1)AB、BC、CD、DA是什么过程？(2)已知在状态A时容积为1 L，并把此图改画为pV图,答案：(1)AB过程是等容升温升压，BC过程是等压升温增容即等压膨胀，CD过程是等温减压增容即等温膨胀，DA过程是等压降温减容即等压压缩 (2)pV图如右图10.,【例4】 液体的表面张力现象和我们的现实生活息息相关由于海水水面有表面张力的作用，水珠之间相互吸引着，这样使得风很难把水珠刮起，只能够形成海浪，

17、所以海洋上的风只带有少量的水沫；而沙漠中的沙子却不一样，沙粒之间几乎没有作用力，所以风很容易刮起大量的沙子；毛笔插入水中时笔毛散开，拿出来后笔毛就合拢在一起根据以上规律联系所学知识请你设想，如果玻璃杯中盛有少量水银，在太空轨道上运行的宇宙飞船内，水银在杯子中将能呈现下图11所示的哪种形状( ),解析：在宇宙飞船内完全失重的情况下，由重力存在而产生的一切现象随之消失；因为液体的表面张力不受失重的影响，水银不浸润玻璃，水银的形状只由表面张力来决定在液体表面张力的作用下，水银的表面有收缩到最小的趋势，而体积一定时，球形的表面积最小所以最终水银会呈现球形，正确答案是D. 答案：D,高分通道 体积一定时

18、，球体的表面积最小，同时还应明确宇宙飞船内完全失重，且水银不浸润玻璃，这两点是解本题的关键还应该知道，现实生活中常见的液体的表面张力现象，如：用棉线制的毛巾容易把手擦干，而用丝绸却不容易把手擦干，这就是因为水浸润棉线而不浸润丝绸，当用棉线毛巾擦手时，手上的水分容易沿着棉线形成的毛细管跑到毛巾中；农田里如果要保存地下的水分，就要把地面的土壤锄松，从而减少毛细现象的发生；缝衣针可以漂浮在水面上；草叶上的露珠呈现圆球形等等,变式4：在水中浸入两个同样细的毛细管，一个是直的，另一个是弯的，如图12所示，水在直管中上升的高度比弯管的最高点还要高，那么弯管中的水将 ( ) A会不断地流出 B不会流出 C不

19、一定会流出 D无法判断会不会流出,解析：因为水滴从弯管口N处落下之前，弯管口的水面在重力作用下要向下凸出，这时表面张力的合力竖直向上，使水不能流出，选项B正确 答案：B,【例5】 白天的气温是30，空气的相对湿度是65%，天气预报说夜里的气温要降到20.那么，空气中的水蒸气会不会成为饱和汽？夜里的空气绝对湿度是多大？相对湿度是多大？(30饱和汽压4.242103 Pa、20饱和汽压2.338103 Pa),解析：水蒸气的实际压强 424210365% Pa2.757103 Pa， 由于2.757103 Pa2.338103 Pa，故会成为饱和汽夜里的空气绝对湿度为2.338103 Pa，相对湿

20、度为100%. 答案：会 2.338103 Pa 100%,高分通道 根据绝对湿度和相对湿度的定义，计算确定绝对湿度或相对湿度，或判断有关说法是否正确,变式5：白天的气温是30，空气的相对湿度是60%.天气预报夜里的气温要降到20，那么，空气中的水蒸气会不会成为饱和汽？为什么？,答案：会成为 30的饱和汽压大于20的饱和汽压,1关于液晶，下列说法中正确的有( ) A液晶是一种晶体 B液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性 C液晶的光学性质随温度的变化而变化 D液晶的光学性质随外加电压的变化而变化,解析：液晶的微观结构介于晶体和液体之间，虽然液晶分子在特定方向排列比较整齐，具有各向异性，但分子

21、的排列是不稳定的，选项A、B错误外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变化，从而改变液晶的某些性质温度、压力、外加电压等因素变化时，都会改变液晶的光学性质，选项C、D正确 答案：CD,2(2009年全国卷)如图13，水平放置的密封汽缸内的气体被一竖直隔板分隔为左右两部分，隔板可在汽缸内无摩擦滑动，右侧气体内有一电热丝汽缸壁和隔板均绝热初始时隔板静止，左右两边气体温度相等现给电热丝提供一微弱电流，通电一段时间后切断电源当缸内气体再次达到平衡时，与初始状态相比 ( ),A右边气体温度升高，左边气体温度不变 B左右两边气体温度都升高 C左边气体压强增大 D右边气体内能的增加量等于电热丝放出的热量,

22、解析：首先是右边气体由于电热丝加热而内能增加温度升高，从而压强变大，进而推动活塞向左运动活塞向左运动过程中，右边气体对左边气体做功，左边气体内能增加温度升高，压强也变大，而右边气体的压强、温度又会降低，当再达到平衡时两边气体压强又相等，但比初始状态的压强大，对右边气体由 常量知温度比初始状态高，则内能比初始状态大由能量守恒知，两边气体内能的总增加量应等于电热丝放出的热量，B、C正确,答案：BC,3一块厚度和密度都均匀分布的长方体被测样品，长AB是宽AD的两倍，如图14所示如果用多用电表的欧姆挡沿两个对称轴O1O1和O2O2方向测量，结果阻值均为R，则这块样品可能是 ( ) A单晶体 B多晶体

23、C非晶体 D金属,解析：用多用电表的欧姆挡沿两个对称轴O1O1和O2O2方向测量结果均为相同，说明该物体沿O1O1和O2O2方向电阻率(即导电性能)不同，即表现出各向异性的物理性质，所以A正确，如果是普通金属，可以分析出沿O1O1方向电阻比较大 答案：A,4把极细的玻璃管插入水中与水银中，如下图所示，正确表示毛细现象的是 ( ),解析：因为水能浸润玻璃，所以A正确，B错误水银不浸润玻璃，C正确D项中外面浸润，里面不浸润，这是不可能的，故正确的为A、C. 答案：AC,5一容器有一小孔与外界相通，温度为27时容器中气体的质量为m，若使温度升高到127，容器中气体的质量为多少？,6如图15所示，汽缸放置在水平平台上，活塞质量为10 kg，横截面积50 cm2，厚度1 cm，汽缸全长21 cm，汽缸质量20 kg，大气压强为1105 Pa，当温度为7时，活塞封闭的气柱长10 cm，若将汽缸倒过来放置时，活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通g取10 m/s2，求： (1)气柱多长？ (2)当温度多高时，活塞刚好接触平台？,答案：(1)15 cm (2)100,