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1、热 学,第十三章,第2讲 固体、液体与气体,知识梳理自测,1晶体和非晶体,知识点1,固体、液晶的微观结构,不规则,确定,各向同性,无规则,在一定条件下,食盐,2晶体的微观结构 (1)结构特点：组成晶体的物质微粒有规则地、周期性地在空间排列。 (2)用晶体的微观结构特点解释晶体的特点,有规则,不同,空间点阵,3液晶 (1)液晶分子既保持排列有序而显示各向_，又可以自由移动位置，保持了液体的_。 (2)液晶分子的位置无序使它像_，排列有序使它像_。 (3)液晶分子的排列从某个方向看比较整齐，而从另外一个方向看则是_的。 (4)液晶的物理性质很容易在外界的影响下_。,异性,流动性,液体,晶体,杂乱无
2、章,发生改变,1概念 液体表面各部分间_的力。 2作用 液体的表面张力使液面具有收缩到表面积_的趋势。 3方向 表面张力跟液面_，且跟这部分液面的分界线_。 4大小 液体的温度越高，表面张力_；液体中溶有杂质时，表面张力_；液体的密度越小，表面张力_。,知识点2,液体的表面张力,互相吸引,最小,相切,垂直,越小,变小,越大,1饱和汽与未饱和汽： (1)饱和汽：与液体处于_的蒸汽。 (2)未饱和汽：没有达到_的蒸汽。 2饱和汽压： (1)定义：饱和汽所具有的_。 (2)特点：饱和汽压随温度而变。温度越高，饱和汽压_，且饱和汽压与饱和汽的体积无关。,知识点3,饱和汽、未饱和汽和饱和汽压、相对湿度,
3、动态平衡,饱和状态,压强,越大,潮湿,水蒸气,1气体分子运动特点： (1)气体分子间距较大，分子力为零，分子间除碰撞外_作用，向各个方向运动的气体分子_。 (2)分子做无规则运动，分子速率按“_”的统计规律分布。 (3)温度一定时某种气体分子速率分布是确定的，温度升高时，_ _，速率大的分子数增多，分子的_增大，但不是每个分子的速率都增大。,知识点4,气体分子运动速率的统计分布、气体实验定律、理想气体,不受其他力,数目相等,中间多，两头少,速率小的分,子数减少,平均速率,2气体的状态参量： (1)气体的压强。 产生原因：由于气体分子无规则的热运动，大量的分子频繁地碰撞器壁产生_的压力。 决定气
4、体压强大小的因素。 宏观上：决定于气体的温度和体积。 微观上：决定于气体分子的_和分子密集程度。 (2)气体的温度： 物理意义：宏观上表示物体的_，微观上是_的标志。 热力学温度与摄氏温度的关系：T_。,持续而稳定,平均动能,冷热程度,分子平均动能,t273.15K,3气体实验定律：,温度,体积,压强,4理想气体状态方程： (1)理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从_的气体。 理想气体是经过科学抽象而建立的_，实际上并不存在。 理想气体不考虑分子间作用力，不存在_，内能只与_有关，与体积无关。 实际气体(特别是不易液化的气体)在压强不太大，温度不太低时可看作理想气体。,气体实验定律,理想化模
5、型,分子间势能,温度,C(常量),思维诊断： (1)气体的压强是由气体的自身重力产生的。 ( ) (2)当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大。 ( ) (3)有无确定的熔点是区分晶体和非晶体比较准确的方法。 ( ) (4)液晶具有液体的流动性，又具有晶体的光学各向异性。 ( ) (5)船浮于水面上不是由于液体的表面张力。 ( ) (6)水蒸气达到饱和时，水蒸气的压强不再变化，这时，水不再蒸发和凝结。 ( ) (7)压强极大的气体不再遵从气体实验定律。 ( ), ,1(2018河北唐山模拟)(多选)大自然之中存在许多绚丽夺目的晶体，这些晶体不仅美丽，而且由于化学成分和结构各不相同而呈现出千姿
6、百态；高贵如钻石，平凡如雪花，都是由无数原子严谨而有序地组成的。关于晶体与非晶体，正确的说法有 ( ),BDE,A固体可以分为晶体和非晶体两类，晶体、非晶体是绝对的，是不可以相互转化的 B多晶体是许多单晶体杂乱无章地组合而成的，所以多晶体没有确定的几何形状 C晶体沿不同方向的导热或导电性能相同，但沿不同方向的光学性质一定相同 D单晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点 E有的物质在不同条件下能够生成不同晶体，是因为组成它们的微粒能够按照不同规则在空间分布,解析 固体可以分为晶体和非晶体两类，晶体、非晶体不是绝对的，是可以相互转化的，例如天然石英是晶体，熔化后再凝固的石英却是非晶体。把晶体硫加热
7、熔化再倒进冷水中，会变成柔软的非晶体硫，再过一段时间又会转化为晶体硫，故A错误；多晶体是许多单晶体杂乱无章地组合而成的，所以多晶体没有确定的几何形状，故B正确；晶体沿不同方向的导热或导电性能相同，由此并不能确定该晶体的光学性质，该晶体沿不同方向的光学性质可能相同，也可能不相同，故C错误；单晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点，故D正确；有的物质在不同条件下能够生成不同晶体，是因为组成它们的微粒能够按照不同规则在空间分布，故E正确。,2(2018山东德州质检)(多选)下列关于液体表面张力的说法正确的是 ( ) A表面张力的作用是使液体表面伸张 B表面张力的作用是使液体表面收缩 C有些小昆虫能在
8、水面上自由行走，这是由于水的表面张力的缘故 D用滴管滴液滴，滴的液滴总近似是球形，这是由于表面张力的缘故 解析 表面张力的作用效果是使液体表面收缩，A错误，B正确；小昆虫能在水面上自由行走，是由于水的表面张力，C正确；表面张力使滴管中滴的液滴收缩成球形，D正确。,BCD,3(多选)对于一定质量的理想气体，下列说法中正确的是 ( ) A如果保持温度不变，则体积越小，压强越大 B如果保持体积不变，则温度越高，压强越大 C如果保持压强不变，则体积越小，温度越高 D如果保持温度不变，则体积越小，内能越大,AB,核心考点突破,1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
9、性。 (2)只要是具有各向异性的物体必定是晶体，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。,考点一,固体和液体的性质,2液体表面张力 (1)形成原因： 表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，分子间的相互作用力表现为引力。 (2)表面特性： 表面层分子间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面好像一层绷紧的弹性薄膜。,(3)表面张力的方向： 和液面相切，垂直于液面上的各条分界线。 (4)表面张力的效果： 表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表面积趋于最小，而在体积相同的条件下，球形的表面积最小。 (5)表面张力
10、的大小： 跟边界线的长度、液体的种类、温度都有关系。,(2018山东青岛模拟)(多选)下列说法正确的是 ( ) A只要知道水的摩尔质量和水分子的质量，就可以计算出阿伏加德罗常数 B空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越快 C液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部 D利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能是可能的 E玻璃是非晶体，将玻璃做成形状规则的正六面体，玻璃就成了晶体,例 1,AD,解析 水的摩尔质量等于水分子质量与阿伏加德罗常数的乘积，故A正确；空气的相对湿度是指空气中水蒸气的压强与同温度下水的饱和汽压的比值，相对湿度越大
11、，空气中水蒸气的压强越接近饱和汽压，水蒸发得越慢，B错误；液体表面张力的方向与液面相切，C错误；根据热力学第二定律可知，可以将海水的一部分内能转化为机械能，D正确；玻璃无论做成什么形状都是非晶体，故E错误。,易错分析： 误认为形状规则的固体就是晶体 单晶体具有固定的几何外形，是从自然形成的角度来说的，不是后天切割的形状，本题容易误认为形状规则的物体就是晶体。,(2018河南濮阳三模)(多选)关于固体、液体和物态变化，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当分子间距离增大时，分子间的引力减少、斥力增大 C一定量的理想气体，在压强不变时，气体分子每秒对器壁单位面积
12、平均碰撞次数随着温度升高而减少 D水的饱和汽压随温度的升高而增大 E叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用,类题演练 1 ,CDE,解析 在一定气温条件下，大气中相对湿度越大，水蒸发也就越慢，人就感受到越潮湿，故当人们感到潮湿时，空气的相对湿度一定较大，但绝对湿度不一定大，故A错误；分子间距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，故B错误；温度升高，分子对器壁的平均撞击力增大，要保证压强不变，分子单位时间对器壁单位面积平均碰撞次数必减少，故C正确；饱和汽压与液体种类和温度有关，水的饱和汽压随温度的升高而增大，故D正确；叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，故E正确。,1产生的原因 由
13、于大量气体分子无规则运动而碰撞器壁，形成对器壁各处均匀、持续的压力，作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强。 2决定因素 (1)宏观上：决定于气体的温度和体积。 (2)微观上：决定于分子的平均动能和分子的密集程度。,考点二,气体压强的产生与计算,3平衡状态下气体压强的求法,4加速运动系统中封闭气体压强的求法 选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象，进行受力分析，利用牛顿第二定律列方程求解。,如图所示两个气缸质量均为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。不计活塞与气缸壁间的摩擦，两个气缸内分别封闭有一定质量的气体A、B，大
14、气压为p0，求封闭气体A、B的压强各多大？,例 2,若已知大气压强为p0，在图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。,类题演练 2 ,在图丁中，以液面A为研究对象，由二力平衡得 p气S(p0gh1)S 所以p气p0gh1 在图戊中，从开口端开始计算，右端大气压为p0，同种液体同一水平面上的压强相同，所以b气柱的压强为pbp0g(h2h1)，而a气柱的压强为papbgh3p0g(h2h1h3)。,考点三,气体实验定律的应用,2利用气体实验定律解决问题的基本思路 选对象：根据题意，选出所研究的某一部分一定质量气体 找参量：分别找出这部分气体状态发生变化前后的p、V、T数值或
15、表达式，压强的确定是关键 认过程：认清变化过程，正确选用物理规律 列方程：选择实验定律列式求解，有时要讨论结果的合理性,例 3,解析 (1)以最终所有气体为研究对象，设应打气n次，初态：p11atm，V1150cm3n2L0.15nL2L 末态：p22.5atm，V22L 根据玻意耳定律得p1V1p2V2 解得n20 (2)由题意可知，V12L，p12.5atm；p21atm 根据玻意耳定律得p1V1p2V2 代入数据解得V25L 剩下的药液为V15L5L10L 答案 (1)20 (2)10L,规律总结： 变质量问题分析方法 分析变质量问题时，可通过巧妙地选择研究对象，使这类问题转化为一定质量
16、的气体问题，用气体实验定律求解。 (1)打气问题：向球、轮胎中充气是一个典型的变质量的气体问题，只要选择球内原有气体和即将充入的气体作为研究对象，就可把充气过程中的气体质量变化问题转化为定质量气体的状态变化问题。 (2)抽气问题：从容器内抽气的过程中，容器内的气体质量不断减小，这属于变质量问题。分析时，将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对象，质量不变，故抽气过程可以看作是等温膨胀过程。,(3)灌气问题：将一个大容器里的气体分装到多个小容器中的问题也是一个典型的变质量问题。分析这类问题时，把大容器中的剩余气体和多个小容器中的气体视为整体作为研究对象，可将变质量问题转化为定质量问题。 (
17、4)漏气问题：容器漏气过程中气体的质量不断发生变化，属于变质量问题。如果选容器内剩余气体和漏出气体整体作为研究对象，便可使问题变成一定质量气体的状态变化问题，可用理想气体的状态方程求解。,类题演练 3 ,答案 7cm,考点四,理想气体状态方程的应用,例 4,规律总结： 多系统问题的处理技巧 多个系统相互联系的定质量气体问题，往往以压强建立起系统间的关系，各系统独立进行状态分析，要确定每个研究对象的变化性质，分别应用相应的实验定律，并充分应用各研究对象之间的压强、体积、温度等量的有效关联，若活塞可自由移动，一般要根据活塞平衡确定两部分气体的压强关系。,1利用垂直于坐标轴的线作辅助线去分析同质量、
18、不同温度的两条等温线，不同体积的两条等容线，不同压强的两条等压线的关系。 例如：在图甲中，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。,考点五,气体状态变化的图象问题,如图所示，一定质量理想气体的状态沿1231的顺序做循环变化。若改用VT或pV图象表示这一循环，可能正确的选项是 ( ),例 5,D,解析 由图示图象A可知，12过程，V与T成正比，是等压变化，不符合题意，A错误；由图象B可知，12过程是等容变化，温度降低，
19、不符合题意，B错误；由图示图象C可知，23过程是等压变化，体积变大，由盖吕萨克定律可知，温度T升高，不符合题意，C错误；由图示图象D可知，12过程，是等容过程，p与T成正比，p与T均增大，23过程，是等压变化，压强p不变，体积V减小，由盖吕萨克定律可知，温度T降低；由题图中pT图象可知，31过程，是等温变化，温度T不变，压强p减小，由玻意耳定律可知，体积V变大，符合题意，D正确。,规律总结： 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量的
20、理想气体状态变化的一个过程。 (2)明确斜率的物理意义：在VT图象(pT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。,类题演练 4 ,ABD,2年高考模拟,12018江苏单科，12A(1)(2) (1)如图所示，一支温度计的玻璃泡外包着纱布，纱布的下端浸在水中。纱布中的水在蒸发时带走热量，使温度计示数低于周围空气温度。空气温度不变，若一段时间后发现该温度计示数减小，则_。 A空气的相对湿度减小 B空气中水蒸气的压强增大 C空气中水的饱和汽压减小 D空气中水的饱和汽压增大,A,(2)一
21、定量的氧气贮存在密封容器中，在T1和T2温度下其分子速率分布的情况见下表。则T1_(选填“大于”“小于”或“等于”)T2。若约10%的氧气从容器中泄漏，泄漏前后容器内温度均为T1，则在泄漏后的容器中，速率处于400500m/s区间的氧气分子数占总分子数的百分比_(选填“大于” “小于”或“等于”)18.6%。,大于,等于,解析 (1)A对：温度计示数减小说明水在蒸发，是因为空气中的相对湿度减小了。C、D错：水的饱和汽压与温度有关，温度不变，水的饱和汽压不变。B错：温度不变，水的饱和汽压不变，空气的相对湿度减小，所以空气中水蒸气的压强减小。 (2)温度升高，速率大的分子比例较大，故T1T2。 温
22、度一定，气体分子速率分布情况不变，故泄漏前后速率处于400500m/s区间的氧气分子数占总分子数的百分比保持不变。,3(2018全国卷，33)(1)对于实际的气体，下列说法正确的是_。 A气体的内能包括气体分子的重力势能 B气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能 C气体的内能包括气体整体运动的动能 D气体的体积变化时，其内能可能不变 E气体的内能包括气体分子热运动的动能,BDE,42018全国卷，33(2)在两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一段水银柱，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l118.0cm和l212.0cm，左边气体的压强为12.0cmHg。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。 答案 22.5cm 7.5cm,两边气柱长度的变化量大小相等 l1l1l2l2 由式和题给条件得 l122.5cm l27.5cm ,练案36,