高考物理一轮复习第14章热学第2讲固体液体与气体课件新人教版选修3_3

第十四章热学 选修3 3 第2讲固体 液体与气体 知识梳理自测 1 晶体和非晶体 固体 液晶的微观结构 不规则 确定 各向同性 无规则 在一定条件下 食盐 2 晶体的微观结构 1 结构特点 组成晶体的物质微粒有规则地 周期性地在空间排列 2 用晶体的微观结构特点解释晶体的特点 有规则 不同 空间点阵 3 液晶 1 液晶分子既保持排列有序而显示各向 又可以自由移动位置 保持了液体的 2 液晶分子的位置无序使它像 排列有序使它像 3 液晶分子的排列从某个方向看比较整齐 而从另外一个方向看则是 的 4 液晶的物理性质很容易在外界的影响下 异性 流动性 液体 晶体 杂乱无章 发生改变 1 概念液体表面各部分间 的力 2 作用液体的表面张力使液面具有收缩到表面积 的趋势 3 方向表面张力跟液面 且跟这部分液面的分界线 4 大小液体的温度越高 表面张力 液体中溶有杂质时 表面张力 液体的密度越小 表面张力 液体的表面张力 互相吸引 最小 相切 垂直 越小 变小 越大 1 饱和汽与未饱和汽 1 饱和汽 与液体处于 的蒸汽 2 未饱和汽 没有达到 的蒸汽 2 饱和汽压 1 定义 饱和汽所具有的 2 特点 饱和汽压随温度而变 温度越高 饱和汽压 且饱和汽压与饱和汽的体积无关 饱和汽 未饱和汽和饱和汽压 相对湿度 动态平衡 饱和状态 压强 越大 潮湿 水蒸气 1 气体分子运动特点 1 气体分子间距较大 分子力为零 分子间除碰撞外 作用 向各个方向运动的气体分子 2 分子做无规则运动 分子速率按 的统计规律分布 3 温度一定时某种气体分子速率分布是确定的 温度升高时 速率大的分子数增多 分子的 增大 但不是每个分子的速率都增大 气体分子运动速率的统计分布 气体实验定律 理想气体 不受其他力 数目相等 中间多 两头少 速率小的分子数减少 平均速率 2 气体的状态参量 1 气体的压强 产生原因 由于气体分子无规则的热运动 大量的分子频繁地碰撞器壁产生 的压力 决定气体压强大小的因素 宏观上 决定于气体的温度和体积 微观上 决定于气体分子的 和分子密集程度 2 气体的温度 物理意义 宏观上表示物体的 微观上是 的标志 热力学温度与摄氏温度的关系 T 持续而稳定 平均动能 冷热程度 分子平均动能 t 273 15K 3 气体实验定律 温度 体积 压强 4 理想气体状态方程 1 理想气体 在任何温度 任何压强下都遵从 的气体 理想气体是经过科学抽象而建立的 实际上并不存在 理想气体不考虑分子间作用力 不存在 内能只与 有关 与体积无关 实际气体 特别是不易液化的气体 在压强不太大 温度不太低时可看作理想气体 气体实验定律 理想化模型 分子间势能 温度 C 常量 思维辨析 1 气体的压强是由气体的自身重力产生的 2 当人们感到潮湿时 空气的绝对湿度一定较大 3 有无确定的熔点是区分晶体和非晶体比较准确的方法 4 液晶具有液体的流动性 又具有晶体的光学各向异性 5 船浮于水面上不是由于液体的表面张力 6 水蒸气达到饱和时 水蒸气的压强不再变化 这时 水不再蒸发和凝结 7 压强极大的气体不再遵从气体实验定律 答案 1 气体的压强是由于气体分子无规则的热运动 大量的分子频繁地碰撞器壁产生了持续而稳定的压力 2 当人们感到潮湿时 空气的相对湿度一定较大 3 4 5 6 水蒸汽达到饱和时 压强不再变化 但水仍然蒸发和凝结 二者达到了动态平衡 7 解析 单晶体的物理性质表现为各向异性 而多晶体和非晶体的物理性质表现为各向同性 石蜡熔化区域呈圆形说明各个方向的热学性质表现为各向同性 无法确定该薄片的类型 D 解析 布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的运动 间接反映了液体分子运动的无规则性 A错误 空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比叫空气的相对湿度 B正确 液晶具有液体的流动性 同时具有晶体的各向异性特征 C正确 一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行 D错误 BC 解析 气体扩散现象表明气体分子在不停地运动 A错误 多晶体没有规则的几何形状 单晶体具有特定的几何形状 B错误 液晶具有流动性 光学性质各向异性 C正确 液体表面层分子间距离比液体内部大 所以液面存在表面张力 D正确 CD B A 随着温度的升高 每一个氧气分子的速率都增大B 同一温度下 氧气分子速率呈现出 中间多 两头少 的分布规律C 随着温度的升高 氧气分子中速率小的分子所占的比例高D 随着温度的升高 氧气分子的平均速率变小 解析 同一温度下 氧气分子速率呈现出 中间多 两头少 的分布规律 选项B正确 随着温度的升高 氧气分子的平均速率变大 氧气分子中速率小的分子所占的比例减小 但并不是每一个氧气分子的速率都增大 选项A C D错误 核心考点突破 1 晶体和非晶体 1 单晶体具有各向异性 但不是在各种物理性质上都表现出各向异性 2 只要是具有各向异性的物体必定是晶体 且是单晶体 3 只要是具有确定熔点的物体必定是晶体 反之 必是非晶体 4 晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化 固体和液体的性质 2 液体表面张力 1 形成原因 表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大 分子间的相互作用力表现为引力 2 表面特性 表面层分子间的引力使液面产生了表面张力 使液体表面好像一层绷紧的弹性薄膜 3 表面张力的方向 和液面相切 垂直于液面上的各条分界线 4 表面张力的效果 表面张力使液体表面具有收缩趋势 使液体表面积趋于最小 而在体积相同的条件下 球形的表面积最小 5 表面张力的大小 跟边界线的长度 液体的种类 温度都有关系 BDE 解析 由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离 液面分子间引力大于斥力 液体表面具有收缩的趋势 A项错误 液晶既具有液体的流动性 又具有晶体的光学各向异性 B项正确 多晶体不具有规则几何形状 C项错误 晶体的外形 物理性质都是由晶体的微观结构决定的 D项正确 晶体都有固定的熔点 E项正确 类题演练1 D 解析 液晶的分子势能与体积有关 选项A错误 多晶体的物理性质表现为各向同性 选项B错误 温度升高 分子的平均动能增大 但是不一定每个分子的动能都增大 选项C错误 露珠呈球状是由于液体表面张力的作用 选项D正确 1 在气体流通的区域 各处压强相等 如容器与外界相通 容器内外压强相等 用细管相连的容器 平衡时两边气体压强相等 2 液体内深为h处的总压强为p p0 gh 式中p0为液面上方的大气压强 例如 图中同一水平液面C D处压强相等 则pA p0 gh 3 连通器内静止的液体 同种液体同一水平面上各处压强相等 气体的压强 实验定律及状态方程的应用 4 平衡状态下气体压强的求法 1 液片法 选取假想的液体薄片 自身重力不计 为研究对象 分析液片两侧受力情况 建立平衡方程 消去面积 得到液片两侧压强相等方程 求得气体的压强 2 力平衡法 选取与气体接触的液柱 或活塞 为研究对象进行受力分析 得到液柱 或活塞 的受力平衡方程 求得气体的压强 3 等压面法 在连通器中 同一种液体 中间不间断 同一深度处压强相等 A 解题探究 1 选取哪部分气体为研究对象 2 充气前选作研究对象的气体压强 体积分别是多少 3 充气后 选作研究对象的气体体积是多少 答案 1 选取充气后储气罐中所有气体为研究对象 2 压强为1 0atm 体积为15 0L 3 体积是6 0L 名师归纳 变质量问题分析方法分析变质量问题时 可通过巧妙地选择研究对象 使这类问题转化为一定质量的气体问题 用气体实验定律求解 1 打气问题 向球 轮胎中充气是一个典型的变质量的气体问题 只要选择球内原有气体和即将充入的气体作为研究对象 就可把充气过程中的气体质量变化问题转化为定质量气体的状态变化问题 2 抽气问题 从容器内抽气的过程中 容器内的气体质量不断减小 这属于变质量问题 分析时 将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对象 质量不变 故抽气过程可以看作是等温膨胀过程 3 灌气问题 将一个大容器里的气体分装到多个小容器中的问题也是一个典型的变质量问题 分析这类问题时 把大容器中的剩余气体和多个小容器中的气体视为整体作为研究对象 可将变质量问题转化为定质量问题 4 漏气问题 容器漏气过程中气体的质量不断发生变化 属于变质量问题 如果选容器内剩余气体和漏出气体整体作为研究对象 便可使问题变成一定质量气体的状态变化问题 可用理想气体的状态方程求解 类题演练2 D 答案 10cm 解析 初始状态 设玻璃管横截面积为S 则封闭气体的压强和体积分别为p1 p0 ph 76 33 cmHg 43cmHg V1 L1S 设最终空气柱的长度为x 则末态空气柱的压强和体积分别为p2 p0 px V2 xS 根据玻意耳定律可得p1V1 p2V2 代入数据解得x 10cm 即空气柱的长度为10cm 1 利用垂直于坐标轴的线作辅助线去分析同质量 不同温度的两条等温线 不同体积的两条等容线 不同压强的两条等压线的关系 例如 在图甲中 V1对应虚线为等容线 A B分别是虚线与T2 T1两线的交点 可以认为从B状态通过等容升压到A状态 温度必然升高 所以T2 T1 又如图乙所示 A B两点的温度相等 从B状态到A状态压强增大 体积一定减小 所以V2 V1 气体状态变化的图象问题 2 一定质量的气体不同图象的比较 解题探究 1 p t图象中过 273 0 点的倾斜直线