熱 學,第十三章,第2講 固體、液體與氣體,知識梳理自測,1晶體和非晶體,知識點1,固體、液晶的微觀結構,不規則,確定,各向同性,無規則,在一定條件下,食鹽,2晶體的微觀結構 (1)結構特點：組成晶體的物質微粒有規則地、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,有規則,不同,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)液晶的物理性質很容易在外界的影響下_。,異性,流動性,液體,晶體,雜亂無章,發生改變,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_；液體中溶有雜質時，表面張力_；液體的密度越小，表面張力_。,知識點2,液體的表面張力,互相吸引,最小,相切,垂直,越小,變小,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。,知識點3,飽和汽、未飽和汽和飽和汽壓、相對濕度,動態平衡,飽和狀態,壓強,越大,潮濕,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)分子做無規則運動，分子速率按“_”的統計規律分布。 (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，_ _，速率大的分子數增多，分子的_增大，但不是每個分子的速率都增大。,知識點4,氣體分子運動速率的統計分布、氣體實驗定律、理想氣體,不受其他力,數目相等,中間多，兩頭少,速率小的分,子數減少,平均速率,2氣體的狀態參量： (1)氣體的壓強。 產生原因：由于氣體分子無規則的熱運動，大量的分子頻繁地碰撞器壁產生_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_。,持續而穩定,平均動能,冷熱程度,分子平均動能,t273.15K,3氣體實驗定律：,溫度,體積,壓強,4理想氣體狀態方程： (1)理想氣體：在任何溫度、任何壓強下都遵從_的氣體。 理想氣體是經過科學抽象而建立的_，實際上并不存在。 理想氣體不考慮分子間作用力，不存在_，內能只與_有關，與體積無關。 實際氣體(特別是不易液化的氣體)在壓強不太大，溫度不太低時可看作理想氣體。,氣體實驗定律,理想化模型,分子間勢能,溫度,C(常量),思維診斷： (1)氣體的壓強是由氣體的自身重力產生的。 ( ) (2)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，水不再蒸發和凝結。 ( ) (7)壓強極大的氣體不再遵從氣體實驗定律。 ( ), ,1(2018河北唐山模擬)(多選)大自然之中存在許多絢麗奪目的晶體，這些晶體不僅美麗，而且由于化學成分和結構各不相同而呈現出千姿百態；高貴如鉆石，平凡如雪花，都是由無數原子嚴謹而有序地組成的。關于晶體與非晶體，正確的說法有 ( ),BDE,A固體可以分為晶體和非晶體兩類，晶體、非晶體是絕對的，是不可以相互轉化的 B多晶體是許多單晶體雜亂無章地組合而成的，所以多晶體沒有確定的幾何形狀 C晶體沿不同方向的導熱或導電性能相同，但沿不同方向的光學性質一定相同 D單晶體有確定的熔點，非晶體沒有確定的熔點 E有的物質在不同條件下能夠生成不同晶體，是因為組成它們的微粒能夠按照不同規則在空間分布,解析 固體可以分為晶體和非晶體兩類，晶體、非晶體不是絕對的，是可以相互轉化的，例如天然石英是晶體，熔化后再凝固的石英卻是非晶體。把晶體硫加熱熔化再倒進冷水中，會變成柔軟的非晶體硫，再過一段時間又會轉化為晶體硫，故A錯誤；多晶體是許多單晶體雜亂無章地組合而成的，所以多晶體沒有確定的幾何形狀，故B正確；晶體沿不同方向的導熱或導電性能相同，由此并不能確定該晶體的光學性質，該晶體沿不同方向的光學性質可能相同，也可能不相同，故C錯誤；單晶體有確定的熔點，非晶體沒有確定的熔點，故D正確；有的物質在不同條件下能夠生成不同晶體，是因為組成它們的微粒能夠按照不同規則在空間分布，故E正確。,2(2018山東德州質檢)(多選)下列關于液體表面張力的說法正確的是 ( ) A表面張力的作用是使液體表面伸張 B表面張力的作用是使液體表面收縮 C有些小昆蟲能在水面上自由行走，這是由于水的表面張力的緣故 D用滴管滴液滴，滴的液滴總近似是球形，這是由于表面張力的緣故 解析 表面張力的作用效果是使液體表面收縮，A錯誤，B正確；小昆蟲能在水面上自由行走，是由于水的表面張力，C正確；表面張力使滴管中滴的液滴收縮成球形，D正確。,BCD,3(多選)對于一定質量的理想氣體，下列說法中正確的是 ( ) A如果保持溫度不變，則體積越小，壓強越大 B如果保持體積不變，則溫度越高，壓強越大 C如果保持壓強不變，則體積越小，溫度越高 D如果保持溫度不變，則體積越小，內能越大,AB,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上都表現出各向異性。 (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化。,考點一,固體和液體的性質,2液體表面張力 (1)形成原因： 表面層中分子間的距離比液體內部分子間的距離大，分子間的相互作用力表現為引力。 (2)表面特性： 表面層分子間的引力使液面產生了表面張力，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。,(2018山東青島模擬)(多選)下列說法正確的是 ( ) A只要知道水的摩爾質量和水分子的質量，就可以計算出阿伏加德羅常數 B空氣相對濕度越大時，空氣中水蒸氣壓強越接近飽和汽壓，水蒸發越快 C液體表面張力的方向與液面垂直并指向液體內部 D利用淺層海水和深層海水之間的溫度差制造一種熱機，將海水的一部分內能轉化為機械能是可能的 E玻璃是非晶體，將玻璃做成形狀規則的正六面體，玻璃就成了晶體,例 1,AD,解析 水的摩爾質量等于水分子質量與阿伏加德羅常數的乘積，故A正確；空氣的相對濕度是指空氣中水蒸氣的壓強與同溫度下水的飽和汽壓的比值，相對濕度越大，空氣中水蒸氣的壓強越接近飽和汽壓，水蒸發得越慢，B錯誤；液體表面張力的方向與液面相切，C錯誤；根據熱力學第二定律可知，可以將海水的一部分內能轉化為機械能，D正確；玻璃無論做成什么形狀都是非晶體，故E錯誤。,易錯分析： 誤認為形狀規則的固體就是晶體 單晶體具有固定的幾何外形，是從自然形成的角度來說的，不是后天切割的形狀，本題容易誤認為形狀規則的物體就是晶體。,(2018河南濮陽三模)(多選)關于固體、液體和物態變化，下列說法正確的是 ( ) A當人們感到潮濕時，空氣的絕對濕度一定較大 B當分子間距離增大時，分子間的引力減少、斥力增大 C一定量的理想氣體，在壓強不變時，氣體分子每秒對器壁單位面積平均碰撞次數隨著溫度升高而減少 D水的飽和汽壓隨溫度的升高而增大 E葉面上的小露珠呈球形是由于液體表面張力的作用,類題演練 1 ,CDE,解析 在一定氣溫條件下，大氣中相對濕度越大，水蒸發也就越慢，人就感受到越潮濕，故當人們感到潮濕時，空氣的相對濕度一定較大，但絕對濕度不一定大，故A錯誤；分子間距離增大時，分子間的引力和斥力均減小，故B錯誤；溫度升高，分子對器壁的平均撞擊力增大，要保證壓強不變，分子單位時間對器壁單位面積平均碰撞次數必減少，故C正確；飽和汽壓與液體種類和溫度有關，水的飽和汽壓隨溫度的升高而增大，故D正確；葉面上的小露珠呈球形是由于液體表面張力的作用，故E正確。,1產生的原因 由于大量氣體分子無規則運動而碰撞器壁，形成對器壁各處均勻、持續的壓力，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。,考點二,氣體壓強的產生與計算,3平衡狀態下氣體壓強的求法,4加速運動系統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。,如圖所示兩個氣缸質量均為M，內部橫截面積均為S，兩個活塞的質量均為m，左邊的氣缸靜止在水平面上，右邊的活塞和氣缸豎直懸掛在天花板下。不計活塞與氣缸壁間的摩擦，兩個氣缸內分別封閉有一定質量的氣體A、B，大氣壓為p0，求封閉氣體A、B的壓強各多大？,例 2,若已知大氣壓強為p0，在圖中各裝置均處于靜止狀態，圖中液體密度均為，求被封閉氣體的壓強。,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)。,考點三,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：根據題意，選出所研究的某一部分一定質量氣體 找參量：分別找出這部分氣體狀態發生變化前后的p、V、T數值或表達式，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,例 3,解析 (1)以最終所有氣體為研究對象，設應打氣n次，初態：p11atm，V1150cm3n2L0.15nL2L 末態：p22.5atm，V22L 根據玻意耳定律得p1V1p2V2 解得n20 (2)由題意可知，V12L，p12.5atm；p21atm 根據玻意耳定律得p1V1p2V2 代入數據解得V25L 剩下的藥液為V15L5L10L 答案 (1)20 (2)10L,規律總結： 變質量問題分析方法 分析變質量問題時，可通過巧妙地選擇研究對象，使這類問題轉化為一定質量的氣體問題，用氣體實驗定律求解。 (1)打氣問題：向球、輪胎中充氣是一個典型的變質量的氣體問題，只要選擇球內原有氣體和即將充入的氣體作為研究對象，就可把充氣過程中的氣體質量變化問題轉化為定質量氣體的狀態變化問題。 (2)抽氣問題：從容器內抽氣的過程中，容器內的氣體質量不斷減小，這屬于變質量問題。分析時，將每次抽氣過程中抽出的氣體和剩余氣體作為研究對象，質量不變，故抽氣過程可以看作是等溫膨脹過程。,(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，可將變質量問題轉化為定質量問題。 (4)漏氣問題：容器漏氣過程中氣體的質量不斷發生變化，屬于變質量問題。如果選容器內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量氣體的狀態變化問題，可用理想氣體的狀態方程求解。,類題演練 3 ,答案 7cm,考點四,理想氣體狀態方程的應用,例 4,規律總結： 多系統問題的處理技巧 多個系統相互聯系的定質量氣體問題，往往以壓強建立起系統間的關系，各系統獨立進行狀態分析，要確定每個研究對象的變化性質，分別應用相應的實驗定律，并充分應用各研究對象之間的壓強、體積、溫度等量的有效關聯，若活塞可自由移動，一般要根據活塞平衡確定兩部分氣體的壓強關系。,1利用垂直于坐標軸的線作輔助線去分析同質量、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狀態通過等容升壓到A狀態，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狀態到A狀態壓強增大，體積一定減小，所以V2V1。,考點五,氣體狀態變化的圖象問題,如圖所示，一定質量理想氣體的狀態沿1231的順序做循環變化。若改用VT或pV圖象表示這一循環，可能正確的選項是 ( ),例 5,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。,規律總結： 氣體狀態變化的圖象的應用技巧 (1)明確點、線的物理意義：求解氣體狀態變化的圖象問題，應當明確圖象上的點表示一定質量的理想氣體的一個平衡狀態，它對應著三個狀態參量；圖象上的某一條直線段或曲線段表示一定量的理想氣體狀態變化的一個過程。 (2)明確斜率的物理意義：在VT圖象(pT圖象)中，比較兩個狀態的壓強(或體積)大小，可以比較這兩個狀態到原點連線的斜率的大小，其規律是：斜率越大，壓強(或體積)越小；斜率越小，壓強(或體積)越大。,類題演練 4 ,ABD,2年高考模擬,12018江蘇單科，12A(1)(2) (1)如圖所示，一支溫度計的玻璃泡外包著紗布，紗布的下端浸在水中。紗布中的水在蒸發時帶走熱量，使溫度計示數低于周圍空氣溫度。空氣溫度不變，若一段時間后發現該溫度計示數減小，則_。 A空氣的相對濕度減小 B空氣中水蒸氣的壓強增大 C空氣中水的飽和汽壓減小 D空氣中水的飽和汽壓增大,A,(2)一定量的氧氣貯存在密封容器中，在T1和T2溫度下其分子速率分布的情況見下表。則T1_(選填“大于”“小于”或“等于”)T2。若約10%