PAGEPAGE1第2節(jié)固體、液體和氣體知識(shí)點(diǎn)1固體和液體1．固體(1)固體分為晶體和非晶體兩類．石英、云母、明礬、食鹽、味精、蔗糖等是晶體，玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠等是非晶體．(2)單晶體具有規(guī)那么的幾何形狀，多晶體和非晶體沒(méi)有規(guī)那么的幾何形狀；晶體有確定的熔點(diǎn)，非晶體沒(méi)有確定的熔點(diǎn)．(3)有些晶體沿不同方向的導(dǎo)熱或?qū)щ娦阅懿煌行┚w沿不同方向的光學(xué)性質(zhì)不同，這類現(xiàn)象稱為各向異性，非晶體和多晶體在各個(gè)方向的物理性質(zhì)都是一樣的，這叫做各向同性．2．液體(1)液體分子間距離比氣體分子間距離小得多，液體分子間的作用力比固體分子間的作用力要小；液體內(nèi)局部子間的距離在10－10m(2)液體的外表張力液體外表層分子間距離較大，因此分子間的作用力表現(xiàn)為引力；液體外表存在外表張力，使液體外表繃緊，浸潤(rùn)與不浸潤(rùn)也是外表張力的表現(xiàn)．3．液晶液晶是一種特殊的物質(zhì)，它既具有液體的流動(dòng)性又具有晶體的各向異性，液晶在顯示器方面具有廣泛的應(yīng)用．知識(shí)點(diǎn)2氣體分子動(dòng)理論和氣體壓強(qiáng)1．氣體分子之間的距離遠(yuǎn)大于分子直徑，氣體分子之間的作用力十分微弱，可以忽略不計(jì)．2．氣體分子的速率分布，表現(xiàn)出“中間多，兩頭少〞的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律．3．氣體分子向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的時(shí)機(jī)均等．4．溫度一定時(shí)，某種氣體分子的速率分布是確定的，速率的平均值也是確定的，溫度升高，氣體分子的平均速率增大，但不是每個(gè)分子的速率都增大．5．氣體壓強(qiáng)(1)產(chǎn)生的原因由于大量分子無(wú)規(guī)那么地運(yùn)動(dòng)而碰撞器壁，形成對(duì)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(qiáng)．(2)決定氣體壓強(qiáng)大小的因素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(dòng)能和分子數(shù)密度．知識(shí)點(diǎn)3氣體實(shí)驗(yàn)定律和理想氣體狀態(tài)方程1．氣體實(shí)驗(yàn)定律(1)等溫變化——玻意耳定律：①內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)與體積成反比．②公式：p1V1＝p2V2或pV＝C(常量)．(2)等容變化——查理定律：①內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比．②公式：eq\f(p1,p2)＝eq\f(T1,T2)或eq\f(p,T)＝C(常數(shù))．(3)等壓變化——蓋—呂薩克定律：①內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，其體積與熱力學(xué)溫度成正比．②公式：eq\f(V1,V2)＝eq\f(T1,T2)或eq\f(V,T)＝C(常數(shù))．2．理想氣體及其狀態(tài)方程(1)理想氣體：①宏觀上講，理想氣體是指在任何條件下始終遵守氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體．實(shí)際氣體在壓強(qiáng)不太大、溫度不太低的條件下，可視為理想氣體．②微觀上講，理想氣體的分子間除碰撞外無(wú)其他作用力，分子本身沒(méi)有體積，即它所占據(jù)的空間認(rèn)為都是可以被壓縮的空間．(2)狀態(tài)方程：eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)或eq\f(pV,T)＝C(常數(shù))．[核心精講]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(diǎn)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．2．液體外表張力(1)形成原因：外表層中分子間的距離比液體內(nèi)局部子間的距離大，分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力．(2)外表特性：外表層分子間的引力使液面產(chǎn)生了外表張力，使液體外表好似一層繃緊的彈性薄膜．(3)外表張力的方向：和液面相切，垂直于液面上的各條分界線．(4)外表張力的效果：外表張力使液體外表具有收縮趨勢(shì)，使液體外表積趨于最小，而在體積相同的條件下，球形的外表積最小．[題組通關(guān)]1．(多項(xiàng)選擇)(2022·江蘇高考)對(duì)以下幾種固體物質(zhì)的認(rèn)識(shí)，正確的有()A．食鹽熔化過(guò)程中，溫度保持不變，說(shuō)明食鹽是晶體B．燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片反面，熔化的蜂蠟呈橢圓形，說(shuō)明蜂蠟是晶體C．天然石英表現(xiàn)為各向異性，是由于該物質(zhì)的微粒在空間的排列不規(guī)那么D．石墨和金剛石的物理性質(zhì)不同，是由于組成它們的物質(zhì)微粒排列結(jié)構(gòu)不同AD晶體在熔化過(guò)程中溫度保持不變，食鹽具有這樣的特點(diǎn)，那么說(shuō)明食鹽是晶體，選項(xiàng)A正確；蜂蠟的導(dǎo)熱特點(diǎn)是各向同性的，燒熱的針尖使蜂蠟熔化后呈橢圓形，說(shuō)明云母片的導(dǎo)熱特點(diǎn)是各向異性的，故云母片是晶體，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；天然石英表現(xiàn)為各向異性，那么該物質(zhì)微粒在空間的排列是規(guī)那么的，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；石墨與金剛石皆由碳原子組成，但它們的物質(zhì)微粒排列結(jié)構(gòu)是不同的，選項(xiàng)D正確．2．(多項(xiàng)選擇)以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．把一枚針輕放在水面上，它會(huì)浮在水面．這是由于水外表存在外表張力的緣故B．水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干凈的玻璃板上卻不能．這是因?yàn)橛椭顾耐獗韽埩υ龃蟮木壒蔆．在圍繞地球飛行的宇宙飛船中，自由飄浮的水滴呈球形．這是外表張力作用的結(jié)果D．在毛細(xì)現(xiàn)象中，毛細(xì)管中的液面有的升高，有的降低，這與液體的種類和毛細(xì)管的材質(zhì)有關(guān)ACD水的外表張力托起針，A正確；水在油脂上不浸潤(rùn)，在干凈的玻璃上浸潤(rùn)，B錯(cuò)誤，C、D正確．[名師微博]晶體理解的四點(diǎn)提醒1．單晶體的各向異性是指晶體的某些物理性質(zhì)顯示各向異性．2．不能從形狀上區(qū)分晶體與非晶體．3．晶體與非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化．4．液晶既不是晶體也不是液體．[師生共研]●考向1氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用(2022·全國(guó)卷Ⅱ)如圖11-2-1所示，一粗細(xì)均勻的U形管豎直放置，A側(cè)上端封閉，B側(cè)上端與大氣相通，下端開(kāi)口處開(kāi)關(guān)K關(guān)閉；A側(cè)空氣柱的長(zhǎng)度l＝10.0cm，B側(cè)水銀面比A側(cè)的高h(yuǎn)＝3.0cm.現(xiàn)將開(kāi)關(guān)K翻開(kāi)，從U形管中放出局部水銀，當(dāng)兩側(cè)水銀面的高度差為h1＝10.0cm時(shí)將開(kāi)關(guān)K關(guān)閉．大氣壓強(qiáng)p0＝75.0cmHg.圖11-2-1(1)求放出局部水銀后A側(cè)空氣柱的長(zhǎng)度；(2)此后再向B側(cè)注入水銀，使A、B兩側(cè)的水銀面到達(dá)同一高度，求注入的水銀在管內(nèi)的長(zhǎng)度．【解題關(guān)鍵】關(guān)鍵信息信息解讀兩側(cè)水銀面的高度差為h1＝10.0cmB側(cè)水銀面比A側(cè)的低10.0cm在B側(cè)注入水銀兩側(cè)水銀面同高A側(cè)內(nèi)部氣體壓強(qiáng)為p0【標(biāo)準(zhǔn)解答】(1)以cmHg為壓強(qiáng)單位．設(shè)A側(cè)空氣柱長(zhǎng)度l＝10.0cm時(shí)的壓強(qiáng)為p；當(dāng)兩側(cè)水銀面的高度差為h1＝10.0cm時(shí)，空氣柱的長(zhǎng)度為l1，壓強(qiáng)為p1.由玻意耳定律得pl＝p1l1 由力學(xué)平衡條件得p＝p0＋h ②翻開(kāi)開(kāi)關(guān)K放出水銀的過(guò)程中，B側(cè)水銀面處的壓強(qiáng)始終為p0，而A側(cè)水銀面處的壓強(qiáng)隨空氣柱長(zhǎng)度的增加逐漸減小，B、A兩側(cè)水銀面的高度差也隨之減小，直至B側(cè)水銀面低于A側(cè)水銀面h1為止．由力學(xué)平衡條件有p1＝p0－h(huán)1 ③聯(lián)立①②③式，并代入題給數(shù)據(jù)得l1＝12.0cm. ④(2)當(dāng)A、B兩側(cè)的水銀面到達(dá)同一高度時(shí)，設(shè)A側(cè)空氣柱的長(zhǎng)度為l2，壓強(qiáng)為p2.由玻意耳定律得pl＝p2l2 由力學(xué)平衡條件有p2＝p0 ⑥聯(lián)立②⑤⑥式，并代入題給數(shù)據(jù)得l2＝10.4cm ⑦設(shè)注入的水銀在管內(nèi)的長(zhǎng)度為Δh，依題意得Δh＝2(l1－l2)＋h1 ⑧聯(lián)立④⑦⑧式，并代入題給數(shù)據(jù)得Δh＝13.2cm.【答案】(1)12.0cm(2)13.2cm●考向2理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用如圖11-2-2所示，有兩個(gè)不計(jì)質(zhì)量的活塞M、N將兩局部理想氣體封閉在絕熱汽缸內(nèi)，溫度均是27℃.M活塞是導(dǎo)熱的，N活塞是絕熱的，均可沿汽缸無(wú)摩擦地滑動(dòng)，活塞的橫截面積均為S＝2cm2，初始時(shí)M活塞相對(duì)于底部的高度為H＝27cm，N活塞相對(duì)于底部的高度為h＝18cm.現(xiàn)將一質(zhì)量為m＝400g的小物體放在M活塞的上外表上，活塞下降．大氣壓強(qiáng)為p0＝1.0×105Pa，圖11-2-2(1)求下局部氣體的壓強(qiáng)多大；(2)現(xiàn)通過(guò)加熱絲對(duì)下局部氣體進(jìn)行緩慢加熱，使下局部氣體的溫度變?yōu)?27℃，求穩(wěn)定后活塞M、N距離底部的高度．【標(biāo)準(zhǔn)解答】(1)對(duì)兩個(gè)活塞和重物作為整體進(jìn)行受力分析得：pS＝mg＋p0S解得p＝1.2×105Pa.(2)對(duì)下局部氣體進(jìn)行分析，由理想氣體狀態(tài)方程可得：eq\f(p0hS,T1)＝eq\f(ph2S,T2)得：h2＝20cm，故活塞N距離底部的距離為h2＝20cm對(duì)上局部氣體進(jìn)行分析，根據(jù)玻意耳定律可得：p0(H－h(huán))S＝pLS得：L＝7.5cm故此時(shí)活塞M距離底端的距離為H2＝20＋7.5＝27.5cm.【答案】(1)1.2×105Pa(2)27.5cm20cm利用氣體實(shí)驗(yàn)定律及氣態(tài)方程解決問(wèn)題的根本思路[題組通關(guān)]3．(2022·全國(guó)甲卷)一氧氣瓶的容積為0.08m3，開(kāi)始時(shí)瓶中氧氣的壓強(qiáng)為20個(gè)大氣壓．某實(shí)驗(yàn)室每天消耗1個(gè)大氣壓的氧氣0.36m【解析】設(shè)氧氣開(kāi)始時(shí)的壓強(qiáng)為p1，體積為V1，壓強(qiáng)變?yōu)閜2(2個(gè)大氣壓)時(shí)，體積為V2.根據(jù)玻意耳定律得p1V1＝p2V2 ①重新充氣前，用去的氧氣在p2壓強(qiáng)下的體積為V3＝V2－V1 ②設(shè)用去的氧氣在p0(1個(gè)大氣壓)壓強(qiáng)下的體積為V0那么有p2V3＝p0V0 ③設(shè)實(shí)驗(yàn)室每天用去的氧氣在p0下的體積為ΔV，那么氧氣可用的天數(shù)為N＝V0/ΔV ④聯(lián)立①②③④式，并代入數(shù)據(jù)得N＝4(天)． ⑤【答案】4天4．如圖11-2-3所示，在兩端封閉、粗細(xì)均勻的豎直長(zhǎng)管道內(nèi)，用一可自由移動(dòng)的活塞A封閉體積相等的兩局部氣體．開(kāi)始時(shí)管道內(nèi)氣體溫度都為T0＝500K，下局部氣體的壓強(qiáng)p0＝1.25×105Pa，活塞質(zhì)量m＝0.25kg，管道的內(nèi)徑橫截面積S＝1cm2.現(xiàn)保持管道下局部氣體溫度不變，上局部氣體溫度緩慢降至T，最終管道內(nèi)上局部氣體體積變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(3,4)，假設(shè)不計(jì)活塞與管道壁間的摩擦，g取10m/s2，求此時(shí)上局部氣體的溫度T.圖11-2-3【解析】設(shè)初狀態(tài)時(shí)兩局部氣體體積均為V0對(duì)下局部氣體，等溫變化p0V0＝pVV＝eq\f(5,4)V0解得p＝1×105Pa對(duì)上局部氣體，初態(tài)p1＝p0－eq\f(mg,S)＝1×105Pa末態(tài)p2＝p－eq\f(mg,S)＝0.75×105Pa根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，有eq\f(p1V0,T0)＝eq\f(p2·\f(3,4)V0,T)解得T＝281.25K.【答案】281.25K[核心精講]一定質(zhì)量氣體狀態(tài)變化圖象比照?qǐng)D線特點(diǎn)舉例p-VpV＝CT(其中C為恒量)，即pV之積越大的等溫線，溫度越高，線離原點(diǎn)越遠(yuǎn)p-eq\f(1,V)p＝CTeq\f(1,V)，斜率k＝CT，即斜率越大，溫度越高p-Tp＝eq\f(C,V)T，斜率k＝eq\f(C,V)，即斜率越大，體積越小V-TV＝eq\f(C,p)T，斜率k＝eq\f(C,p)，即斜率越大，壓強(qiáng)越小[師生共研]圖11-2-4甲是一定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)A經(jīng)過(guò)狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的V-T圖象．氣體在狀態(tài)A時(shí)的壓強(qiáng)是1.5×105Pa.圖11-2-4(1)說(shuō)出A→B過(guò)程中壓強(qiáng)變化的情形，并根據(jù)圖象提供的信息，計(jì)算圖甲中TA的溫度值；(2)請(qǐng)?jiān)趫D乙坐標(biāo)系中，作出該氣體由狀態(tài)A經(jīng)過(guò)狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的p-T圖象，并在圖線相應(yīng)位置上標(biāo)出字母A、B、C.如果需要計(jì)算才能確定的有關(guān)坐標(biāo)值，請(qǐng)寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程．【標(biāo)準(zhǔn)解答】(1)從題圖甲可以看出，A與B連線的延長(zhǎng)線過(guò)原點(diǎn)，所以A→B是一個(gè)等壓變化，即pA＝pB根據(jù)蓋—呂薩克定律可得eq\f(VA,TA)＝eq\f(VB,TB)所以TA＝eq\f(VA,VB)TB＝eq\f(0.4,0.6)×300K＝200K.(2)由題圖甲可知，由B→C是等容變化，根據(jù)查理定律得eq\f(pB,TB)＝eq\f(pC,TC)所以pC＝eq\f(TC,TB)pB＝eq\f(400,300)pB＝eq\f(4,3)pB＝eq\f(4,3)×1.5×105Pa＝2.0×105Pa那么可畫(huà)出由狀態(tài)A→B→C的p-T圖象如下圖．【答案】見(jiàn)解析1．要清楚等溫、等壓、等容變化在p-V圖象、p-T圖象、V-T圖象中的特點(diǎn)．2．假設(shè)題中給出了圖象，那么從中提取相關(guān)的信息，如物態(tài)變化的特點(diǎn)、量、待求量等．3．假設(shè)需作出圖象，那么分析物態(tài)變化特點(diǎn)，在特殊點(diǎn)處，依據(jù)題給量、解得待求量，按要求作圖象．假設(shè)從圖象作相同坐標(biāo)系的新圖象，那么在計(jì)算后也可以應(yīng)用“平移法〞．[題組通關(guān)]5．(多項(xiàng)選擇)(2022·全國(guó)甲卷)一定量的理想氣體從狀態(tài)a開(kāi)始，經(jīng)歷等溫或等壓過(guò)程ab、bc、cd、da回到原狀態(tài)，其p-T圖象如圖11-2-5所示，其中對(duì)角線ac的延長(zhǎng)線過(guò)原點(diǎn)O.以下判斷正確的選項(xiàng)是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：96622192】圖11-2-5A．氣體在a、c兩狀態(tài)的體積相等B．氣體在狀態(tài)a時(shí)的內(nèi)能大于它在狀態(tài)c時(shí)的內(nèi)能C．在過(guò)程cd中氣體向外界放出的熱量大于外界對(duì)氣體做的功D．在過(guò)程da中氣體從外界吸收的熱量小于氣體對(duì)外界做的功E．在過(guò)程bc中外界對(duì)氣體做的功等于在過(guò)程da中氣體對(duì)外界做的功ABE由ac的延長(zhǎng)線過(guò)原點(diǎn)O知，直線Oca為一條等容線，氣體在a、c兩狀態(tài)的體積相等，選項(xiàng)A正確；理想氣體的內(nèi)能由其溫度決定，故在狀態(tài)a時(shí)的內(nèi)能大于在狀態(tài)c時(shí)的內(nèi)能，選項(xiàng)B正確；過(guò)程cd是等溫變化，氣體內(nèi)能不變，由熱力學(xué)第一定律知，氣體對(duì)外放出的熱量等于外界對(duì)氣體做的功，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；過(guò)程da氣體內(nèi)能增大，從外界吸收的熱量大于氣體對(duì)外界做的