高考物理大一轮复习专题十二热学第2讲气体液体和固体课件.ppt

第2讲气体、液体和固体,一、气体的性质1.气体的状态参量(1)温度：在宏观上表示物体的_程度；在微观上是,分子_的标志.,冷热,平均动能,273.15,两种温标：摄氏温标t：单位，在1个标准大气压下，水的冰点作为0，沸点作为100.热力学温标T：单位K，把_作为0K.绝对零度(0K)是低温的极限，只能接近不能达到.,(2)体积：气体总是充满它所在的容器，所以气体的体积总,是等于盛装气体的容器的_.,容积,频繁碰撞,(3)压强：气体的压强是由于气体分子_器壁而产生的.,2.气体的分子动理论(1)气体分子运动的特点.气体分子除了相互碰撞或碰撞器壁外，还有_,的作用.,分子力,杂乱无章,有规律,平均动能,每个气体分子的运动是_的，但对大量分子的,整体来说，分子的运动是_的.,密集程度,(2)气体压强的微观意义：气体的压强是大量分子频繁碰撞器壁产生的.压强的大小跟两个因素有关：气体分子的_；气体分子的_.,3.气体实验定律,反比,pV,正比,(1)玻意耳定律：一定质量的气体，在温度不变的情况下，(2)查理定律：一定质量的气体，在体积不变的情况下，压,强p与热力学温度T成_，即pT，_恒量.,(3)盖吕萨克定律：一定质量的气体，在压强不变的情况下，体积V与热力学温度T成_，即VT，_恒量.,正比,4.气体状态变化的图象,(续表),5.理想气体的状态方程(1)理想气体从宏观上来说，理想气体是指在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体，实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体.从微观上来说，理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间.(2)理想气体的状态方程,一定质量的理想气体的状态方程：_C(恒量).,【基础检测】,),1.(多选)对于一定量的稀薄气体，下列说法正确的是(A.压强变大时，分子热运动必然变得剧烈B.保持压强不变时，分子热运动可能变得剧烈C.压强变大时，分子间的平均距离必然变小D.压强变大时，分子间的平均距离可能变大E.压强变小时，分子间的平均距离可能变小答案：BDE,二、固体和液体,饱和蒸汽,1.晶体和非晶体,不规则,异,同,(续表),晶体,非晶体,晶体,非晶体,晶体,2.液体、液晶,吸引,自动收缩,最小,相切,(1)液体的表面张力液体表面各部分间相互_的力叫表面张力.表面张力使液体_，液体表面有收缩到_的趋势.表面张力的方向和液面_；其大小除了跟边界线的长度有关外，还跟液体的种类、温度有关.,(2)液晶的特性液晶分子既保持排列有序而显示各向_性，又可以自由移动位置，保持了液体的_.液晶分子的位置无序使它像_，排列有序使它像,晶体.,异,流动性,液体,液晶分子的排列从某个方向看比较整齐，从另一个方向看则是杂乱无章的.液晶的物理性质很容易在外界的影响下发生改变.,3.饱和蒸汽与饱和汽压、相对湿度：(1)饱和蒸汽：在密闭容器中的液体，不断地蒸发，液面上的蒸汽也不断地凝结，当两个同时存在的过程达到动态平衡时，宏观的蒸发停止，这种与液体处于_的蒸汽称为饱,和蒸汽.,动态平衡,增大,压强,(2)饱和汽压：饱和蒸汽所具有的压强，叫做这种液体的饱和汽压，饱和汽压随温度的升高而_.(3)相对湿度：某温度时水蒸气的_与同一温度下水的饱和汽压的百分比，称为该温度下空气的相对湿度.,水蒸气的实际压强(p)相对湿度(B)同温下水的饱和汽压(ps),100%.,【基础检测】,2.(多选，2015年新课标全国卷)下列说法正确的是(,),A.将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体B.固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同的方向上有不同的光学性质C.由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体D.在合适的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，某些非晶体也可以转化为晶体E.在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变答案：BCD,考点,气体实验定律及状态方程的应用,重点归纳利用气体实验定律及气态方程解决问题的基本思路,典例剖析例1：(2016年新课标全国卷)一“U”形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞.初始时，管内汞柱及空气柱长度如图12-2-1所示.用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等为止.求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离.已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压,强p075.0cmHg.环境温度不变.,图12-2-1,由玻意耳定律得p1l1p1l1,解：设初始时，右管中空气柱的压强为p1，长度为l1；左管中空气柱的压强为p2p0，长度为l2.活塞被下推h后，右管中空气柱的压强为p1，长度为l1；左管中空气柱的压强为p2，长度为l2.以cmHg为压强单位.由题给条件得p1p0(20.05.00)cmHg,联立式和题给条件解得p1144cmHg依题意，有p2p1,由玻意耳定律得p2l2p2l2联立式和题给条件解得h9.42cm.,备考策略：由题意知两部分封闭气体的温度与环境温度保持相等，气体都做等温变化.先研究的右端气体，根据玻意耳定律求出活塞下移后的压强.水银面相平时，两部分气体的压强相等，再研究左端的气体，求出活塞下移后的长度和气体压强，根据几何关系求解活塞向下移动的距离.,【考点练透】1.(2016年新课标全国卷)在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强，两压强差p与气泡半径r之间的关系,cm的气泡缓慢上升，已知大气压强p01.0105Pa，水的密度1.0103kg/m3，重力加速度大小g取10m/s2.(1)求在水下10m处气泡内外的压强差.(2)忽略水温随水深的变化，在气泡上升到十分接近水面时，求气泡的半径与其原来半径之比的近似值.,解：(1)当气泡在水下h10m处时，设其半径为r1，气泡内外压强差为p1，则,代入题给数据得,p128Pa.,(2)设气泡在水下10m处时，气泡内空气的压强为p1，气泡体积为V1；气泡到达十分接近水面时，气泡内空气的压强为p2，内外压强差为p2，其体积为V2，半径为r2，气泡上升过程中温度不变，根据玻意耳定律有p1V1p2V2由力学平衡条件有p1p0ghp1p2p0p2,气泡体积V1和V2分别为,2.(2015年新课标全国卷)如图12-2-2所示，一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞.已知大活塞的质量m12.50kg，横截面积S180.0cm2；小活塞的质量m21.50kg，横截面积S240.0cm2；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持l40.0cm；汽缸外大气的压强p1.00105Pa，温度T303K.初始时大活塞与大圆筒底部相距,两活塞间封闭气体的温度T1495K.现汽缸内气体温度缓慢,下降，活塞缓慢下移.忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦，重力加速度大小g取10m/s2.求：,(1)在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，缸内封闭气体的,温度.,(2)缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气,体的压强.,图12-2-2,解：(1)设初始时气体体积为V1，在大活塞与大圆筒底部刚接触时，缸内封闭气体的体积为V2，温度为T2.由题给条件得,V2S2l,在活塞缓慢下移的过程中，用p1表示缸内气体的压强，由力的平衡条件得,S1(p1p)m1gm2gS2(p1p),此过程缸内气体的压强不变.由盖吕萨克定律有,联立式并代入题给数据解得,T2330K.,(2)在大活塞与大圆筒底部刚接触时，被封闭气体的压强为p1.在此后与气缸外大气达到热平衡的过程中，被封闭气体的体积不变.设达到热平衡时被封闭气体的压强为p，由查理定律，有,联立式并代入题给数据解得p1.01105Pa.,易错点,气体状态变化图象,例2：(2014年云南师大附中检测)一定质量的某种理想气体从状态A开始按图12-2-3所示的箭头方向经过状态B达到状态C，已知气体在A状态时的体积为1.5L，求：(1)气体在状态C时的体积.(2)说明AB、BC两个变化过程是吸热还是放热，并比较AB、,BC两个过程中热量的大小.,图12-2-3,解：(1)A至B过程为等压变化，由盖吕萨克定律得,得VB2L,B至C为等容过程，所以VCVB2L.(2)AB过程吸热，BC过程放热.,AB过程中气体体积增大，对外做功，BC过程体积不变，对外不做功，而气体内能变化相同，故AB过程吸收的热量大于BC过程放出的热量.,【触类旁通】(2016年江苏卷)如图12-2-4甲所示，在斯特林循环的p-V图象中，一定质量理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，整个过程由两个等温和两个等容过程组成.BC的过程中，单位体积中的气体分子数目_(填“增大”“减小”或“不变”).状态A和状态D的气体