第2節固體、液體與氣體教材梳理·自主預習考點研析·感悟提升一、固體1.晶體與非晶體的比較知識梳理教材梳理·自主預習分類比較晶體非晶體單晶體多晶體外形規則不規則

.熔點確定

.不確定物理性質各向異性

.各向同性轉化晶體和非晶體在一定條件下可以轉化典型物質石英、云母、明礬、食鹽玻璃、橡膠不規則確定各向同性2.晶體的微觀結構晶體的微觀結構特點:組成晶體的物質微粒有

的、周期性的在空間排列.二、液體和液晶1.液體的表面張力(1)作用:液體的表面張力使液面具有

的趨勢.(2)方向:表面張力跟液面

,跟這部分液面的分界線

.2.毛細現象:是指浸潤液體在細管中

的現象,以及不浸潤液體在細管中

的現象,毛細管越細,毛細現象越明顯.規則收縮相切垂直上升下降3.液晶的物理性質(1)具有液體的流動性.(2)具有晶體的光學各向

性.(3)從某個方向看其分子排列比較整齊,但從另一方向看,分子的排列是

的.三、飽和汽、飽和汽壓和相對濕度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

狀態的蒸汽.異雜亂無章動態平衡飽和2.飽和汽壓(1)定義:飽和汽所具有的壓強.(2)特點:液體的飽和汽壓與溫度有關,溫度越高,飽和汽壓

,且飽和汽壓與飽和汽的體積無關.越大四、氣體1.氣體壓強產生原因由于大量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

的壓力叫做氣體的壓強決定因素宏觀上取決于氣體的溫度和

.微觀上取決于分子的平均動能和分子的

.單位面積上體積密集程度2.氣體實驗定律圖象3.理想氣體的狀態方程(1)宏觀上講,理想氣體是指在任何條件下始終遵從

的氣體.實際氣體在壓強

、溫度

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其他作用力,分子本身沒有體積,即它所占據的空間認為都是可以被壓縮的空間.氣體實驗定律不太大不太低4.氣體分子運動特點小題檢測1.思考判斷(1)單晶體的所有物理性質都是各向異性的.(

)×(2)液晶是液體和晶體的混合物.(

)(3)船浮于水面上不是由于液體的表面張力.(

)(4)水蒸氣達到飽和時,水蒸氣的壓強不再變化,這時,水不再蒸發和液化.(

)(5)水能浸潤任何固體.(

)(6)當人們感到干燥時,空氣的相對濕度一定較小.(

)(7)一定質量的理想氣體的內能只與溫度有關.(

)×√××√√2.(多選)對下列幾種固體物質的認識,正確的有(

)A.食鹽熔化過程中,溫度保持不變,說明食鹽是晶體B.燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面,熔化的蜂蠟呈橢圓形,說明蜂蠟是晶體C.天然石英表現為各向異性,是由于該物質的微粒在空間的排列不規則D.石墨和金剛石的物理性質不同,是由于組成它們的物質微粒排列結構不同AD解析:晶體才有固定的熔點,A正確;熔化的蜂蠟呈橢圓形說明云母片導熱具有各向異性的特點,故此現象說明云母片是晶體,B錯誤;天然石英具有各向異性的原因是物質微粒在空間的排列是規則的,C錯誤;石墨與金剛石皆由碳原子組成,但它們的物質微粒排列結構是不同的,D正確.3.(多選)下列現象中,主要是液體表面張力作用的是(

)A.水黽可以停在水面上B.小木船漂浮在水面上C.荷葉上的小水珠呈球形D.慢慢向小酒杯中注水,即使水面稍高出杯口,水仍不會流下來ACD解析:水黽可以停在水面上是液體表面張力的作用,小木船漂浮在水面上是因為浮力,二者最直觀的區別是物體有沒有一部分陷進水里面;表面張力使液體表面有收縮的趨勢,所以荷葉上的小水珠呈球形,水面稍高出杯口也不會流下來,故A,C,D正確,B錯誤.4.對一定質量的氣體來說,下列幾點能做到的是(

)A.保持壓強和體積不變而改變它的溫度B.保持壓強不變,同時升高溫度并減小體積C.保持溫度不變,同時增加體積并減小壓強D.保持體積不變,同時增加壓強并降低溫度C考點一固體與液體的性質考點研析·感悟提升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,沒有確定熔點的物體必是非晶體.2.液體的表面張力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方向和液面相切,垂直于液面上的各條分界線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,球體的表面積最小[例1](2019·安徽安慶模擬)(多選)下列說法正確的是(

)A.液面上方的蒸汽達到飽和時就不會有液體分子從液面飛出B.萘的熔點為80℃,質量相等的80℃的液態萘和80℃的固態萘具有不同的分子勢能C.車輪在潮濕的地面上滾過后,車轍中會滲出水,屬于毛細現象D.液體表面層分子的勢能比液體內部分子的勢能大E.液晶像液體一樣具有流動性,而其光學性質與某些晶體相似,具有各向同性BCD解析:液面上方的蒸汽達到飽和時,液體分子從液面飛出,同時有蒸汽分子進入液體中,從宏觀上看,液體不再蒸發,故A錯誤;80℃時,液態萘凝固成固態萘的過程中放出熱量,溫度不變,則分子的平均動能不變,萘放出熱量的過程中內能減小,而分子平均動能不變,所以一定是分子勢能減小,故B正確;由毛細現象的定義可知,C正確;液體表面層的分子間距離比液體內部的分子間距離大,故液體表面層分子之間的作用力表現為引力,分子之間的距離有縮小的趨勢,可知液體表面層的分子比液體內部的分子有更大的分子勢能,故D正確;液晶像液體一樣具有流動性,而其光學性質與某些晶體相似,具有各向異性,E錯誤.[針對訓練]

(2015·全國Ⅰ卷,33)(多選)下列說法正確的是(

)A.將一塊晶體敲碎后,得到的小顆粒是非晶體B.固體可以分為晶體和非晶體兩類,有些晶體在不同方向上有不同的光學性質C.由同種元素構成的固體,可能會由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體D.在合適的條件下,某些晶體可以轉變為非晶體,某些非晶體也可以轉變為晶體E.在熔化過程中,晶體要吸收熱量,但溫度保持不變,內能也保持不變BCD解析:晶體被敲碎后,其空間點陣結構未變,仍是晶體,A錯誤;單晶體光學性質具有各向異性,B正確;同種元素由于空間的排列結構而形成不同物質的晶體,C正確;如果外界條件改變了分子或原子的空間排列結構,晶體和非晶體之間可以互相轉化,D正確;在晶體熔化過程中,溫度保持不變,只是分子平均動能保持不變,分子勢能會發生改變,內能也會改變,E錯誤.考點二氣體壓強的產生與計算1.平衡狀態下氣體壓強的求法力平衡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,得到液柱(或活塞)的受力平衡方程,求得氣體的壓強等壓面法在連通器中,同一種液體(中間不間斷)同一深度處壓強相等.液體內深h處的總壓強p=p0+ρgh,p0為液面上方的壓強液片法選取假想的液體薄片(自身重力不計)為研究對象,分析液片兩側受力情況,建立平衡方程,消去面積,得到液片兩側壓強相等方程,求得氣體的壓強2.常見兩種模型(1)活塞模型如圖所示是最常見的封閉氣體的兩種方式.(2)連通器模型如圖所示,U形管豎直放置,同一液體中的相同高度處壓強一定相等,所以氣體B和A的壓強關系可由圖中虛線所示的等高線聯系起來.則有pB+ρgh2=pA.而pA=p0+ρgh1,所以氣體B的壓強為pB=p0+ρg(h1-h2).[例2]

若已知大氣壓強為p0,圖中各裝置均處于靜止狀態,圖中液體密度均為ρ,求被封閉氣體的壓強.在圖(丁)中,以液面A為研究對象,由平衡條件得p丁S=(p0+ρgh1)S所以p丁=p0+ρgh1.在圖(戊)中,從開口端開始計算:右端為大氣壓p0,同種液體同一水平面上的壓強相同,所以b氣柱的壓強pb=p0+ρg(h2-h1),而a氣柱的壓強為pa=pb-ρgh3=p0+ρg(h2-h1-h3).誤區警示(1)在考慮與氣體接觸的液柱所產生的附加壓強p=ρgh時,應特別注意h是表示液柱豎直高度,不一定是液柱長度.(2)特別注意大氣壓強的作用,不要漏掉大氣壓強.[針對訓練]

如圖中兩個汽缸質量均為M,內部橫截面積均為S,兩個活塞的質量均為m,左邊的汽缸靜止在水平面上,右邊的活塞和汽缸豎直懸掛在天花板下.兩個汽缸內分別封閉有一定質量的空氣A,B,大氣壓為p0,活塞與汽缸間無摩擦,重力加速度為g,求封閉氣體A,B的壓強各多大?考點三氣體實驗定律的應用1.理想氣體狀態方程與氣體實驗定律的關系3.利用氣體實驗定律解決問題的基本思路[例3]

(2019·全國卷Ⅱ,33)如圖,一容器由橫截面積分別為2S和S的兩個汽缸連通而成,容器平放在水平地面上,汽缸內壁光滑.整個容器被通過剛性桿連接的兩活塞分隔成三部分,分別充有氫氣、空氣和氮氣.平衡時,氮氣的壓強和體積分別為p0和V0,氫氣的體積為2V0,空氣的壓強為p.現緩慢地將中部的空氣全部抽出,抽氣過程中氫氣和氮氣的溫度保持不變,活塞沒有到達兩汽缸的連接處,求:(1)抽氣前氫氣的壓強;(2)抽氣后氫氣的壓強和體積.題組訓練1.(玻璃管液封模型)(2019·全國卷Ⅲ,33)如圖,一粗細均勻的細管開口向上豎直放置,管內有一段高度為2.0cm的水銀柱,水銀柱下密封了一定量的理想氣體,水銀柱上表面到管口的距離為2.0cm.若將細管倒置,水銀柱下表面恰好位于管口處,且無水銀滴落,管內氣體溫度與環境溫度相同.已知大氣壓強為76cmHg,環境溫度為296K.(1)求細管的長度;解析:(1)設細管的長度為L,橫截面的面積為S,水銀柱高度為h;初始時,設水銀柱上表面到管口的距離為h1,被密封氣體的體積為V,壓強為p;細管倒置時,氣體體積為V1,壓強為p1.由玻意耳定律有pV=p1V1①由力的平衡條件有p=p0+ρgh

②p1=p0-ρgh③式中,ρ,g分別為水銀的密度和重力加速度的大小,p0為大氣壓強.由題意有V=S(L-h1-h)④V1=S(L-h)⑤由①②③④⑤式和題給條件得L=41cm.⑥答案:(1)41cm

(2)若在倒置前,緩慢加熱管內被密封的氣體,直到水銀柱的上表面恰好與管口平齊為止,求此時密封氣體的溫度.答案:(2)312K2.(變質量問題)(2019·全國Ⅰ卷,33)熱等靜壓設備廣泛應用于材料加工中.該設備工作時,先在室溫下把惰性氣體用壓縮機壓入到一個預抽真空的爐腔中,然后爐腔升溫,利用高溫高氣壓環境對放入爐腔中的材料加工處理,改善其性能.一臺熱等靜壓設備的爐腔中某次放入固體材料后剩余的容積為0.13m3,爐腔抽真空后,在室溫下用壓縮機將10瓶氬氣壓入到爐腔中.已知每瓶氬氣的容積為3.2×10-2m3,使用前瓶中氣體壓強為1.5×107Pa,使用后瓶中剩余氣體壓強為2.0×106Pa;室溫溫度為27℃.氬氣可視為理想氣體.(1)求壓入氬氣后爐腔中氣體在室溫下的壓強;解析:(1)設初始時每瓶氣體的體積為V0,壓強為p0;使用后氣瓶中剩余氣體的壓強為p1,假設體積為V0,壓強為p0的氣體壓強變為p1時,其體積膨脹為V1,由玻意耳定律p0V0=p1V1①被壓入爐腔的氣體在室溫和p1條件下的體積為V1′=V1-V0②設10瓶氣體壓入完成后爐腔中氣體的壓強為p2,體積為V2,由玻意耳定律p2V2=10p1V1′③聯立①②③式并代入題給數據得p2=3.2×107Pa.④答案:(1)3.2×107Pa

答案:(2)1.6×108Pa(2)將壓入氬氣后的爐腔加熱到1227℃,求此時爐腔中氣體的壓強.考點四氣體狀態變化中的圖象問題[例4]一定質量的理想氣體經歷了溫度緩慢升高的變化,如圖所示,p-T和V-T圖象各記錄了其部分變化過程,試求:(1)溫度600K時氣體的壓強;答案:(1)1.25×105Pa

(2)在p-T圖象上將溫度從400K升高到600K的變化過程補充完整.答案:(2)圖見解析反思總結氣體狀態變化圖象的分析方法(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質量的理想氣體狀態變化的一個過程.(2)明確圖象斜率的物理意義: