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1、第2讲 气体、液体和固体,考点 1,气体的性质,冷热,平均动能,1.气体的状态参量 (1)温度：在宏观上表示物体的_程度；在微观上是,分子_的标志.,容积,频繁碰撞,(2)体积：气体总是充满它所在的容器，所以气体的体积总 是等于盛装气体的容器的_. (3)压强：气体的压强是由于气体分子_器壁而,产生的.,2.气体分子动理论,(1)气体分子运动的特点,中间多,两头少,气体分子间距较_，分子力可以_，因此 分子间除碰撞外不受其他力的作用，故气体能充满_,_.,减少,增多,增大,不变,分子做无规则的运动，速率有大有小，且时而变化，大 量分子的速率按“_，_”的规律分布. 温度升高时，速率小的分子数_
2、，速率大的分子数 _，分子的平均速率将_，但速率分布规律_.,大,忽略,它能达到的,整个空间,平均动能,密集程度,(2)气体压强的微观意义 气体的压强是大量分子频繁碰撞器壁产生的.压强的大小 跟两个因素有关：气体分子的_；气体 分子的_.,反比,正比,正比,3.气体实验定律,(续表),p1V1p2V2,4.理想气体的状态方程,一定质量的理想气体的状态方程：_C(恒量).,考点 2,固体和液体,饱和蒸汽,1.晶体和非晶体,不规则,异,同,(续表),注意：多晶体没有确定的几何形状，且多晶体是各向同性的.,晶体,晶体,非晶体,晶体,非晶体,2.液体、液晶 (1)液体的表面张力 液体表面各部分间相互_
3、的力叫表面张力.表面张 力使液体_，液体表面有收缩到_的趋势.表 面张力的方向和液面_；其大小除了跟边界线的长度有 关外，还跟液体的种类、温度有关.,吸引,自动收缩,最小,相切,(2)液晶的特性 液晶分子既保持排列有序而显示各向_性，又可以 自由移动位置，保持了液体的_. 液晶分子的位置无序使它像_，排列有序使它像,晶体.,异,流动性,液体,液晶分子的排列从某个方向看比较整齐，从另一个方向 看则是杂乱无章的. 液晶的物理性质很容易在外界的影响下发生改变.,3.饱和蒸汽与饱和汽压、相对湿度 (1)饱和蒸汽与未饱和蒸汽 饱和蒸汽：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，当两个同
4、时存在的过程达到动态平衡时， 宏观的蒸发停止，这种与液体处于_的蒸汽称为饱,和蒸汽.,动态平衡,未饱和蒸汽：没有达到饱和状态的蒸汽称为未饱和蒸汽.,(2)饱和汽压：在一定温度下饱和蒸汽的分子密度是一定 的，因而饱和蒸汽的压强也是一定的，这个压强称为这种液体 的饱和汽压，饱和汽压随温度的升高而_. (3)相对湿度：在某一温度下，水蒸气的_与同温度 下饱和水汽压的比，称为空气的相对湿度.,水蒸气的实际压强(p) 相对湿度(B) 同温度下水的饱和汽压(ps),.,增大,压强,【基础自测】,1.(多选)下列说法正确的是(,),A.蔗糖受潮后会粘在一起，没有确定的几何形状，它是非 晶体 B.单晶体的某些
5、性质具有各向异性的特点 C.液晶对不同颜色的光的吸收强度随电场强度的变化而变化 D.液体的表面层就像张紧的橡皮膜而表现出表面张力，是 因为表面层的分子分布比液体内部稀疏 E.液晶是液体和晶体的混合物 答案：BCD,2.(多选)关于同种液体在相同温度下的未饱和汽、饱和汽的,性质，下面说法不正确的是(,),A.两种汽的压强一样大，饱和汽的密度较大 B.饱和汽的压强最大，分子的平均动能也较大 C.两种汽的压强一样大，分子平均动能也一样大 D.两种汽的分子平均动能一样大，饱和汽的密度较大 E.饱和汽的压强大，它们分子的平均动能相同,解析：液体处于动态平衡的蒸汽叫饱和汽；没有达到饱和 状态的蒸汽叫未饱和
6、汽.可见，两种蒸汽在同一温度下密度是不 同的，未饱和汽较小，饱和汽较大.由温度是分子平均动能的标 志可知这两种蒸汽分子的平均动能相同，而密度不同，两种蒸 汽的压强也不同，D、E 正确，故选 A、B、C.,答案：ABC,3.(多选)如图13-2-1 所示，DABC 表示一定质量的某,),种气体状态变化的一个过程，则下列说法正确的是( A.DA 是一个等温过程 B.AB 是一个等温过程 C.A 与 B 的状态参量不同,图 13-2-1,D.BC 体积减小，压强减小，温度不变 E.BC 体积增大，压强减小，温度不变,解析：DA 是一个等温过程，A 正确；A、B 两状态温度,压强、温度会发生变化，B
7、错误、C 正确；BC 是一个等温过 程，V 增大，p 减小，D 错误、E 正确.A、C、E 正确.,答案：ACE,4.(多选)对于一定质量的气体，在压强不变时，体积增大到,原来的两倍，则正确的说法是(,),A.气体的摄氏温度升高到原来的两倍 B.气体的热力学温度升高到原来的两倍,C.温度每升高 1 K 体积增加是原来的,1 273,D.体积的变化量与温度的变化量成正比 E.气体的体积与热力学温度成正比,答案：BDE,热点 1 考向 1,固体与液体的性质 固体的性质,热点归纳 晶体和非晶体： (1)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)只要是具有各向异性的物体必定
8、是晶体，且是单晶体. (3)只要是具有确定熔点的物体必定是晶体，反之，必是非 晶体. (4)晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化.,【典题 1】(多选)下列说法正确的是(,),A.将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体 B.固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向 上有不同的光学性质 C.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 D.在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非 晶体也可以转变为晶体 E.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,解析：晶体被敲碎后，构成晶体的分子或原子的空间点阵 结构没有发生变化，仍然是晶体，A 错
9、误；有些晶体在光学性 质方面是各向异性的，B 正确；同种元素构成的不同晶体互为 该元素的同素异形体，C 正确；如果外界条件改变了物质分子 或原子的排布情况，晶体和非晶体之间可以相互转化，D 正确； 晶体熔化过程中，分子势能发生变化，内能发生了变化，E 错 误.,答案：BCD,考向 2,液体的性质,热点归纳 液体表面张力：,【典题 2】(多选)下列说法正确的是(,),A.把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面.这是由于水表面 存在表面张力的缘故 B.水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干净的玻璃 板上却不能.这是因为油脂使水的表面张力增大的缘故 C.在围绕地球飞行的宇宙飞船中，自由飘浮的水滴呈球形
10、， 这是表面张力作用的结果 D.在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低， 这与液体的种类和毛细管的材质有关 E.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的缘故,解析：水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，这是不浸润 的结果，而干净的玻璃板上不能形成水珠，这是浸润的结果， B 错误.玻璃板很难被拉开是由于分子引力的作用，E 错误.,答案：ACD,考向 3,饱和汽压和相对湿度的理解,(1)饱和汽压跟液体的种类有关，在相同的温度下，不同液 体的饱和汽压一般是不同的. (2)饱和汽压跟温度有关，饱和汽压随温度的升高而增大. (3)饱和汽压跟体积
11、无关，在温度不变的情况下，饱和汽压 不随体积而变化.,【典题 3】(多选)关于饱和汽压和相对湿度，下列说法正确,的是(,),A.温度相同的不同饱和蒸汽的饱和汽压都相同 B.温度升高时，饱和汽压增大 C.在相对湿度相同的情况下，夏天比冬天的绝对湿度大 D.饱和汽压和相对湿度都与体积无关 E.水蒸气的实际压强越大，人感觉越潮湿,解析：在一定温度下，饱和汽压是一定的，饱和汽压随温 度的升高而增大，饱和汽压与液体的种类有关，与体积无关， A 错误，B 正确；空气中所含水蒸气的压强，称为空气的绝对,湿度，相对湿度,，夏天的饱和汽压大，,在相对湿度相同时，夏天的绝对湿度大，C、D 正确；空气潮湿 程度是相
12、对湿度，E 错误. 答案：BCD,热点 2 考向 1,气体压强的产生与计算 压强的产生,热点归纳 1.产生的原因：气体的压强是大量分子频繁地碰撞器壁而 产生的，单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的，但大量分子频繁 地碰撞器壁，对于器壁就产生了持续、平均的作用力，数值上 气体压强等于大量分子作用在器壁单位面积的平均作用力.,2.决定因素：,(1)从宏观上看，气体压强由体积和温度决定.,(2)从微观上看，气体压强由气体分子的密集程度和平均动,能决定.,错误的是( ),【典题 4】(多选)下列关于密闭容器中气体的压强的说法,A.是由气体分子间的相互作用力(吸引和排斥)产生的 B.是由大量气体分子频繁地碰撞
13、器壁所产生的 C.是由气体受到的重力所产生的 D.当容器自由下落时将减小为零 E.气体压强与分子运动的剧烈程度有关,. .,解析：气体压强产生的原因：大量做无规则热运动的分子 对器壁频繁、持续地碰撞产生了气体的压强.单个分子碰撞器壁 的冲力是短暂的，但是大量分子频繁地碰撞器壁，就对器壁产 生持续、均匀的压力.所以从分子动理论的观点来看，气体的压 强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，A、 C 错误，B、E 正确.当容器自由下落时，虽然处于失重状态， 但分子热运动不会停止，故压强不会减小为零，D 错误.,答案：ACD,方法技巧：(1)气体压强与大气压强不同，大气压强由重力 而产生，
14、随高度增大而减小，气体压强由大量气体分子频繁碰 撞器壁而产生，大小不随高度而变化.,(2)容器内气体的压强是大量分子频繁碰撞器壁而产生的，,并非因其重力而产生.,考向 2,压强的计算,热点归纳 (1)活塞模型 图 13-2-2 和图 13-2-3 所示是最常见的封闭气体的两种方式. 对“活塞模型”类求压强的问题，其基本的方法就是先对 “活塞”进行受力分析，然后根据平衡条件或牛顿第二定律列 方程.图 13-2-2 中活塞的质量为 m，活塞横截面积为 S，外界大 气压强为p0.由于活塞处于平衡状态，所以p0SmgpS.,图 13-2-2,图 13-2-3,图 13-2-3 中的液柱也可以看成一个活
15、塞，由于液柱处于平 衡状态，所以pSmgp0S.,(2)连通器模型,图 13-2-4,如图 13-2-4 所示，U 形管竖直放置.根据帕斯卡定律可知， 同一液体中的相同高度处压强一定相等.所以气体 B 和 A 的压强 关系可由图中虚线所示的等高线联系起来.则有pBgh2pA.,而pAp0gh1，,所以气体 B 的压强为 pBp0g(h1h2).,其实该类问题与“活塞模型”并没有什么本质的区别.熟 练后以上压强的关系式均可直接写出，不一定都要从受力分析 入手.,【典题 5】若已知大气压强为 p0，图 13-2-5 中各装置均处 于静止状态，图中液体密度均为，求被封闭气体的压强.,甲,乙,丙,丁,
16、图 13-2-5,解：(1)在图甲中，以高为 h 的液柱为研究对象，由二力平,衡知,p气SghSp0S 所以p气p0gh. (2)在图乙中，以B液面为研究对象，由平衡方程F上 F下有 pASphSp0S 所以p气pAp0gh.,【迁移拓展】如图 13-2-6 中两个气缸质量均为 M，内部横 截面积均为 S，两个活塞的质量均为 m，左边的气缸静止在水 平面上，右边的活塞和气缸竖直悬挂在天花板下.两个气缸内分 别封闭有一定质量的空气 A、B，大气压为 p0，求封闭气体 A、 B 的压强各多大？,甲,乙,图 13-2-6,解：题图甲中选 m 为研究对象.,甲,乙,图 D71 pASp0Smg,热点
17、3,气体实验定律的应用,热点归纳 1.三大气体实验定律： (1)玻意耳定律(等温变化)：,2.利用气体实验定律解决问题的基本思路：,考向 1,玻意耳定律,【典题 6】(2018 年新课标卷)在两端封闭、粗细均匀的U 形细玻璃管内有一股水银柱，水银柱的两端各封闭有一段空气. 当 U 形管两端竖直朝上时，左、右两边空气柱的长度分别为 l118.0 cm和l212.0 cm，左边气体的压强为 12.0 cmHg.现将 U 形管缓慢平放在水平桌面上， 没有气体从管的一边通过水银逸入另一边.求 U 形管平放时两边空气柱的长度.在整个过程中，,气体温度不变.,图 13-2-7,解析：设 U 形管两端竖直朝
18、上时，左、右两边气体的压强 分别为 p1 和 p2.U 形管水平放置时，两边气体压强相等，设为 p. 此时原左、右两边气柱长度分别变为 l1 和 l2.由力的平衡条 件有 图 D72,p1p2g(l1l2),式中为水银密度，g 为重力加速度大小,由玻意耳定律有,p1l1pl1 p2l2pl2, ,两边气柱长度的变化量大小相等,l1l1l2l2,由式和题给条件得, ,l122.5 cm l27.5 cm 答案：7.5 cm,考向 2,查理定律,【典题 7】(2018 届广东茂名五校联考)如图13-2-8所示， 质量 m50 kg 的导热气缸置于水平地面上，质量不计，横截面 积 S0.01 m2
19、的活塞通过轻杆与右侧墙壁相连.活塞与气缸间无 摩擦且不漏气，气体温度 t27 ，气缸与地面间的动摩擦因 数0.4，且最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，热力学温度与 摄氏温度之间的关系为 Tt273，求：,(1)缓慢升高气体温度，气缸恰好开始向左运动时气体的压,强 p 和温度 t.,(2)保证气缸静止不动时温度的范围.,图 13-2-8,考向 3,盖吕萨克定律,【典题 8】(2017 年新课标卷)一热气球体积为V，内部充 有温度为Ta的热空气，气球外冷空气的温度为Tb.已知空气在1 个大气压、温度为 T0 时的密度为0，该气球内、外的气压始终 都为 1 个大气压，重力加速度大小为 g. (1)求该热
20、气球所受浮力的大小. (2)求该热气球内空气所受的重力. (3)设充气前热气球的质量为 m0，求充气后它还能托起的最 大质量.,热点 4,理想气体状态方程的应用,热点归纳 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)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.,3.应用状态方程解题的一般步骤： (1)明确研究对象，即某一定质量的理想气体； (2)确定气体在始末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2； (3)由状态
21、方程列式求解； (4)讨论结果的合理性.,【典题 9】(2018 届辽宁朝阳模拟)如图13-2-9 甲所示，一 导热性能良好、内壁光滑的气缸水平放置，横截面积为 S2,103 m2、质量为m4 kg厚度不计的活塞与气缸底部之间封闭了一部分气体，此时活塞与气缸底部之间的距离为20 cm，在活塞的右侧10 cm处有一对与气缸固定连接的卡环，气体的温度为300 K，大气压强P01.0105 Pa.现将气缸缓慢竖直放置，如图1329乙所示，取g10 m/s2.结果保留3位有效数字.求：,(1)竖直稳定后活塞距卡环的距离. (2)竖直稳定后再在活塞上轻轻放置 3 kg 的小物块后，为使 活塞恰好与卡环接
22、触，气体温度为多少？,甲,乙,图 13-2-9,解：(1)对封闭气体，p1p0，V120S，T1300 K,解得 T3608 K.,气缸竖直放置稳定后， V2LS，T2300 K 由活塞平衡p2Sp0Smg 由玻意耳定律p1V1p2V2 竖直稳定后活塞距卡环的距离x30L 解得：x13.3 cm. (2)竖直稳定后再在活塞上轻轻放置3 kg的小物块后，活塞恰好与卡环接触，气体体积V330S，气体温度为T3， 由活塞平衡 p3Sp0S(mm)g,热点 5,用图象法分析气体的状态变化,热点归纳 1.利用垂直于坐标轴的线作辅助线去分析同质量、不同温 度的两条等温线，不同体积的两条等容线，不同压强的两
23、条等 压线的关系. 例如：在图 13-2-10 甲中，V1 对应虚线为等容线，A、B 分 别是虚线与 T2、T1 两线的交点，可以认为从 B 状态通过等容升 压到 A 状态，温度必然升高，所以 T2T1.,又如图乙所示，A、B 两点的温度相等，从 B 状态到 A 状 态压强增大，体积一定减小，所以 V2V1.,乙,甲 图 13-2-10,2.关于一定质量的气体的不同图象的比较：,(续表),【典题 10】(2016 年甘肃兰州一模)一定质量的理想气体体 积 V 与热力学温度 T 的关系图象如图 13-2-11 所示，气体在状 态A时的压强pAp0，温度TAT0，线段AB与V轴平行，BC 的延长线
24、过原点.求：,(1)气体在状态 B 时的压强 pB.,(2)气体在状态 C 时的压强 pC 和温度 TC.,图 13-2-11,方法总结：气体状态变化的图象的应用技巧：,(1)明确点、线的物理意义：求解气体状态变化的图象问题， 应当明确图象上的点表示一定质量的理想气体的一个平衡状 态，它对应着三个状态参量；图象上的某一条直线段或曲线段 表示一定质量的理想气体状态变化的一个过程.,(2)明确斜率的物理意义：在V-T 图象(或p-T 图象)中，比 较两个状态的压强(或体积)大小，可以比较这两个状态到原点 连线的斜率的大小，其规律是：斜率越大，压强(或体积)越小； 斜率越小，压强(或体积)越大.,“
25、两团气”模型,(1)分析“两团气”初状态和末状态的压强关系. (2)分析“两团气”的体积及其变化关系.,(3)分析“两团气”状态参量的变化特点，选取合适的实验,定律列方程.,【典题 11】(2018 年新课标卷)如图13-2-12，容积为V 的汽缸由导热材料制成，面积为 S 的活塞将汽缸分成容积相等 的上下两部分，汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连， 细管上有一阀门 K.开始时，K 关闭，汽缸内上下两部分气体的 压强均为 p0，现将 K 打开，容器内的液体缓慢地流入汽缸，当 外界温度保持不变，重力加速度大小为 g.求流入汽,缸内液体的质量.,图 13-2-12,解：设活塞再次平衡后，活塞上方气体的体积为V1，压强 为 p1；下方气体的体积为 V2，压强为 p2.在活塞下移的过程中， 活塞上、下方气体的温度均保持不变，由玻意耳定律得,