高考物理一輪復(fù)習(xí)第14章熱學(xué)第2講固體液體與氣體課件新人教版選修3_3

第十四章熱學(xué) 選修3 3 第2講固體 液體與氣體 知識(shí)梳理自測(cè) 1 晶體和非晶體 固體 液晶的微觀結(jié)構(gòu) 不規(guī)則 確定 各向同性 無(wú)規(guī)則 在一定條件下 食鹽 2 晶體的微觀結(jié)構(gòu) 1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 組成晶體的物質(zhì)微粒有規(guī)則地 周期性地在空間排列 2 用晶體的微觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)解釋晶體的特點(diǎn) 有規(guī)則 不同 空間點(diǎn)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(dòng)位置 保持了液體的 2 液晶分子的位置無(wú)序使它像 排列有序使它像 3 液晶分子的排列從某個(gè)方向看比較整齊 而從另外一個(gè)方向看則是 的 4 液晶的物理性質(zhì)很容易在外界的影響下 異性 流動(dòng)性 液體 晶體 雜亂無(wú)章 發(fā)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(shì) 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(zhì)時(shí) 表面張力 液體的密度越小 表面張力 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(dá)到 的蒸汽 2 飽和汽壓 1 定義 飽和汽所具有的 2 特點(diǎn) 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(wú)關(guān) 飽和汽 未飽和汽和飽和汽壓 相對(duì)濕度 動(dòng)態(tài)平衡 飽和狀態(tài) 壓強(qiáng) 越大 潮濕 水蒸氣 1 氣體分子運(yùn)動(dòng)特點(diǎn) 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(gè)方向運(yùn)動(dòng)的氣體分子 2 分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng) 分子速率按 的統(tǒng)計(jì)規(guī)律分布 3 溫度一定時(shí)某種氣體分子速率分布是確定的 溫度升高時(shí) 速率大的分子數(shù)增多 分子的 增大 但不是每個(gè)分子的速率都增大 氣體分子運(yùn)動(dòng)速率的統(tǒng)計(jì)分布 氣體實(shí)驗(yàn)定律 理想氣體 不受其他力 數(shù)目相等 中間多 兩頭少 速率小的分子數(shù)減少 平均速率 2 氣體的狀態(tài)參量 1 氣體的壓強(qiáng) 產(chǎn)生原因 由于氣體分子無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng) 大量的分子頻繁地碰撞器壁產(chǎn)生 的壓力 決定氣體壓強(qiáng)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(biāo)志 熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系 T 持續(xù)而穩(wěn)定 平均動(dòng)能 冷熱程度 分子平均動(dòng)能 t 273 15K 3 氣體實(shí)驗(yàn)定律 溫度 體積 壓強(qiáng) 4 理想氣體狀態(tài)方程 1 理想氣體 在任何溫度 任何壓強(qiáng)下都遵從 的氣體 理想氣體是經(jīng)過科學(xué)抽象而建立的 實(shí)際上并不存在 理想氣體不考慮分子間作用力 不存在 內(nèi)能只與 有關(guān) 與體積無(wú)關(guān) 實(shí)際氣體 特別是不易液化的氣體 在壓強(qiáng)不太大 溫度不太低時(shí)可看作理想氣體 氣體實(shí)驗(yàn)定律 理想化模型 分子間勢(shì)能 溫度 C 常量 思維辨析 1 氣體的壓強(qiáng)是由氣體的自身重力產(chǎn)生的 2 當(dāng)人們感到潮濕時(shí) 空氣的絕對(duì)濕度一定較大 3 有無(wú)確定的熔點(diǎn)是區(qū)分晶體和非晶體比較準(zhǔn)確的方法 4 液晶具有液體的流動(dòng)性 又具有晶體的光學(xué)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(dá)到飽和時(shí) 水蒸氣的壓強(qiáng)不再變化 這時(shí) 水不再蒸發(fā)和凝結(jié) 7 壓強(qiáng)極大的氣體不再遵從氣體實(shí)驗(yàn)定律 答案 1 氣體的壓強(qiáng)是由于氣體分子無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng) 大量的分子頻繁地碰撞器壁產(chǎn)生了持續(xù)而穩(wěn)定的壓力 2 當(dāng)人們感到潮濕時(shí) 空氣的相對(duì)濕度一定較大 3 4 5 6 水蒸汽達(dá)到飽和時(shí) 壓強(qiáng)不再變化 但水仍然蒸發(fā)和凝結(jié) 二者達(dá)到了動(dòng)態(tài)平衡 7 解析 單晶體的物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向異性 而多晶體和非晶體的物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性 石蠟熔化區(qū)域呈圓形說(shuō)明各個(gè)方向的熱學(xué)性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性 無(wú)法確定該薄片的類型 D 解析 布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的固體顆粒的運(yùn)動(dòng) 間接反映了液體分子運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性 A錯(cuò)誤 空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度時(shí)水的飽和汽壓之比叫空氣的相對(duì)濕度 B正確 液晶具有液體的流動(dòng)性 同時(shí)具有晶體的各向異性特征 C正確 一切自發(fā)過程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無(wú)序性增大的方向進(jìn)行 D錯(cuò)誤 BC 解析 氣體擴(kuò)散現(xiàn)象表明氣體分子在不停地運(yùn)動(dòng) A錯(cuò)誤 多晶體沒有規(guī)則的幾何形狀 單晶體具有特定的幾何形狀 B錯(cuò)誤 液晶具有流動(dòng)性 光學(xué)性質(zhì)各向異性 C正確 液體表面層分子間距離比液體內(nèi)部大 所以液面存在表面張力 D正確 CD B A 隨著溫度的升高 每一個(gè)氧氣分子的速率都增大B 同一溫度下 氧氣分子速率呈現(xiàn)出 中間多 兩頭少 的分布規(guī)律C 隨著溫度的升高 氧氣分子中速率小的分子所占的比例高D 隨著溫度的升高 氧氣分子的平均速率變小 解析 同一溫度下 氧氣分子速率呈現(xiàn)出 中間多 兩頭少 的分布規(guī)律 選項(xiàng)B正確 隨著溫度的升高 氧氣分子的平均速率變大 氧氣分子中速率小的分子所占的比例減小 但并不是每一個(gè)氧氣分子的速率都增大 選項(xiàng)A C D錯(cuò)誤 核心考點(diǎn)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(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 固體和液體的性質(zhì) 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(nèi)部分子間的距離大 分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力 2 表面特性 表面層分子間的引力使液面產(chǎn)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(shì) 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(zhǎng)度 液體的種類 溫度都有關(guān)系 BDE 解析 由于液體表面分子間距離大于液體內(nèi)部分子間的距離 液面分子間引力大于斥力 液體表面具有收縮的趨勢(shì) A項(xiàng)錯(cuò)誤 液晶既具有液體的流動(dòng)性 又具有晶體的光學(xué)各向異性 B項(xiàng)正確 多晶體不具有規(guī)則幾何形狀 C項(xiàng)錯(cuò)誤 晶體的外形 物理性質(zhì)都是由晶體的微觀結(jié)構(gòu)決定的 D項(xiàng)正確 晶體都有固定的熔點(diǎn) E項(xiàng)正確 類題演練1 D 解析 液晶的分子勢(shì)能與體積有關(guān) 選項(xiàng)A錯(cuò)誤 多晶體的物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性 選項(xiàng)B錯(cuò)誤 溫度升高 分子的平均動(dòng)能增大 但是不一定每個(gè)分子的動(dòng)能都增大 選項(xiàng)C錯(cuò)誤 露珠呈球狀是由于液體表面張力的作用 選項(xiàng)D正確 1 在氣體流通的區(qū)域 各處壓強(qiáng)相等 如容器與外界相通 容器內(nèi)外壓強(qiáng)相等 用細(xì)管相連的容器 平衡時(shí)兩邊氣體壓強(qiáng)相等 2 液體內(nèi)深為h處的總壓強(qiáng)為p p0 gh 式中p0為液面上方的大氣壓強(qiáng) 例如 圖中同一水平液面C D處壓強(qiáng)相等 則pA p0 gh 3 連通器內(nèi)靜止的液體 同種液體同一水平面上各處壓強(qiáng)相等 氣體的壓強(qiáng) 實(shí)驗(yàn)定律及狀態(tài)方程的應(yīng)用 4 平衡狀態(tài)下氣體壓強(qiáng)的求法 1 液片法 選取假想的液體薄片 自身重力不計(jì) 為研究對(duì)象 分析液片兩側(cè)受力情況 建立平衡方程 消去面積 得到液片兩側(cè)壓強(qiáng)相等方程 求得氣體的壓強(qiáng) 2 力平衡法 選取與氣體接觸的液柱 或活塞 為研究對(duì)象進(jìn)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(qiáng) 3 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(qiáng)相等 A 解題探究 1 選取哪部分氣體為研究對(duì)象 2 充氣前選作研究對(duì)象的氣體壓強(qiáng) 體積分別是多少 3 充氣后 選作研究對(duì)象的氣體體積是多少 答案 1 選取充氣后儲(chǔ)氣罐中所有氣體為研究對(duì)象 2 壓強(qiáng)為1 0atm 體積為15 0L 3 體積是6 0L 名師歸納 變質(zhì)量問題分析方法分析變質(zhì)量問題時(shí) 可通過巧妙地選擇研究對(duì)象 使這類問題轉(zhuǎn)化為一定質(zhì)量的氣體問題 用氣體實(shí)驗(yàn)定律求解 1 打氣問題 向球 輪胎中充氣是一個(gè)典型的變質(zhì)量的氣體問題 只要選擇球內(nèi)原有氣體和即將充入的氣體作為研究對(duì)象 就可把充氣過程中的氣體質(zhì)量變化問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量氣體的狀態(tài)變化問題 2 抽氣問題 從容器內(nèi)抽氣的過程中 容器內(nèi)的氣體質(zhì)量不斷減小 這屬于變質(zhì)量問題 分析時(shí) 將每次抽氣過程中抽出的氣體和剩余氣體作為研究對(duì)象 質(zhì)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(gè)大容器里的氣體分裝到多個(gè)小容器中的問題也是一個(gè)典型的變質(zhì)量問題 分析這類問題時(shí) 把大容器中的剩余氣體和多個(gè)小容器中的氣體視為整體作為研究對(duì)象 可將變質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問題 4 漏氣問題 容器漏氣過程中氣體的質(zhì)量不斷發(fā)生變化 屬于變質(zhì)量問題 如果選容器內(nèi)剩余氣體和漏出氣體整體作為研究對(duì)象 便可使問題變成一定質(zhì)量氣體的狀態(tài)變化問題 可用理想氣體的狀態(tài)方程求解 類題演練2 D 答案 10cm 解析 初始狀態(tài) 設(shè)玻璃管橫截面積為S 則封閉氣體的壓強(qiáng)和體積分別為p1 p0 ph 76 33 cmHg 43cmHg V1 L1S 設(shè)最終空氣柱的長(zhǎng)度為x 則末態(tài)空氣柱的壓強(qiáng)和體積分別為p2 p0 px V2 xS 根據(jù)玻意耳定律可得p1V1 p2V2 代入數(shù)據(jù)解得x 10cm 即空氣柱的長(zhǎng)度為10cm 1 利用垂直于坐標(biāo)軸的線作輔助線去分析同質(zhì)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(qiáng)的兩條等壓線的關(guān)系 例如 在圖甲中 V1對(duì)應(yīng)虛線為等容線 A B分別是虛線與T2 T1兩線的交點(diǎn) 可以認(rèn)為從B狀態(tài)通過等容升壓到A狀態(tài) 溫度必然升高 所以T2 T1 又如圖乙所示 A B兩點(diǎn)的溫度相等 從B狀態(tài)到A狀態(tài)壓強(qiáng)增大 體積一定減小 所以V2 V1 氣體狀態(tài)變化的圖象問題 2 一定質(zhì)量的氣體不同圖象的比較 解題探究 1 p t圖象中過 273 0 點(diǎn)的傾斜直線