固体液体气体PPT课件

.,1,固体,.,2,一.晶体和非晶体,固体可以分成晶体和非晶体两类,在常见的固态物质中，石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、糖、味精等都是晶体，玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等都是非晶体,1.晶体、非晶体的外形和物理性质的差异,(1)晶体都具有规则的几何形状,食盐的晶体呈立方体形，明矾的晶体呈八面体形，石英的晶体中间是一个六面棱柱，两端是六棱锥冬季的雪花，是水蒸气在空气中凝华时形成的冰的晶体，它们的形状虽然不同，但一般是六角形的规则图案,非晶体则没有规则的几何形状,.,3,.,4,(2)晶体有一定的熔点，非晶体没有一定的熔点.,(3)晶体的物理性质与方向有关，这种特性叫做各向异性,非晶体的各种物理性质、在各个方向上都是相同的，所以是各向同性的,.,5,现象:熔化了的石蜡在云母片上呈椭圆形，而在玻璃片上呈圆形,结论:云母晶体在各个方向上的导热性能不同，而非晶体玻璃在各个方向上的导热性能相同,.,6,一种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，也就是一种物质是晶体还是非晶体，并不是绝对的,例如，天然水晶是晶体，而熔化以后再凝结的水晶（即石英玻璃）就是非晶体,许多非晶体在一定的条件下可以转化为晶体,人们在研究中还发现，在冷却得足够快和冷却到足够低的温度时，几乎所有的材料都能成为非晶体,.,7,二.单晶体和多晶体,1.晶体又可以分为单晶体和多晶体,2.如果一个物体就是一个完整的晶体，例如雪花、食盐小颗粒等这样的晶体就叫做单晶体,制造各种晶体管集成电路只能用单晶体(单晶硅或单晶锗),3.如果整个物体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体组成的，这样的物体就叫做多晶体,由许多食盐单晶体粘在一起而成大块的食盐，就是多晶体其中的小晶体叫做晶粒,各种金属材料，也是多晶体,多晶体没有规则的几何形状，也不显示各向异性，但是同单晶体一样，仍有确定的熔点,.,8,三.晶体的微观结构,晶体和非晶体在外形和物理性质上存在那么多的差异，这是为什么呢？,1.组成晶体的物质微粒（分子或原子、离子）依照一定的规律在空间中整齐地排列、晶体中物质微粒的相互作用很强,具有空间上的周期性微粒的热运动不足以克服它们的相互作用而远离微粒的热运动表现为在一定的平衡位置附近不停地做微小的振动,X射线对晶体结构进行研究,电子显微镜对晶体内部结构进行直接观察和照相,.,9,食盐的晶体结构示意图,食盐的晶体是由钠离子Na+和氯离子CI组成的，它们等距离、交错地排列在三组相互垂直的平行线上，因而食盐具有正立方体的外形,(1)晶体外形的规则性可以用物质微粒的规则排列来解释,.,10,(2)晶体的各向异性也是由晶体的内部结构决定的,下图表示在一个平面上晶体物质微粒的排列情况从图上可以看出，在沿不同方向所画的等长直线AB、AC、AD上，物质微粒的数目不同直线AB上物质微粒较多，直线AD上较少，直线AC上更少正因为在不同方向上物质微粒的排列情况不同，才引起晶体的不同方向上物理性质的不同,.,11,2.有的物质能够生成种类不同的几种晶体，是因为它们的物质微粒能够形成不同的晶体结构,例如，碳原子如果按图甲那样排列就成为石墨，按图乙那样排列就成为金刚石,.,12,液体,.,13,液晶,液晶：像液体一样具有流动性，而其化学性质与某些晶体相似，具有各项异性的物质叫液晶,.,14,液体的微观结构,液体有一定的体积，不易被压缩，这一特点跟固体样；另一方面又像气体，没有一定的形状，具有流动性。,液体的分子间距离大约为r0，相互作用较强，液体分子的热运动主要表现为在平衡位置附近做微小的振动，这一点跟固体分子的运动情况类似。但液体分子没有固定的平衡位置，它们在某一平衡位置附近振动一小段时间后，又转到另一个平衡位置去振动。这就是液体具有流动性的原因。这一个特点明显区别于固体。,.,15,液体与非晶体的微观结构很类似。非晶体随着温度的升高而逐渐软化，流动性也逐渐增加。因此，有时把非晶体看作是过冷液体，而固体往往只专指晶体。,.,16,.,17,液体的表面张力,1、硬币为何会浮在水面上？棉线为什么会绷紧？,.,18,液体的表面张力,液体表面有一层跟气体接触的薄层，叫做表面层,.,19,处于表面层的液体分子，一方面受到上方气体分子作用，另一方面又受到下方液体分子作用。而液体分子比气体分子的作用强，所以，表面层分子排列比液体内部要稀疏些，分子间距离较液体内部也大一点,在表面层里分子间的作用就表现为引力。,.,20,液面各部分间的相互吸引力就叫做表面张力,液体表面具有收缩到最小的趋势,.,21,气体,.,22,一、气体的状态和状态参量,对于气体的某种性质均需用一个物理量来描述.如气体的热学性质可用温度(T)来描述,其力学性质可用压强(p)来描述，几何性质用体积(V)来描述.状态参量:描述气体性质的物理量叫状态参量.,.,23,一、描述气体状态的三个参量（T、V、P）1、温度（1）温度：描述气体热学特征的物理量（2）含义：（宏观上）表示物体的冷热程度（微观上）温度是分子热运动平均动能的标志（3）温标：温度的数量表示方法。摄氏温标热力学温标（4）摄氏温度与热力学温度a、T=t+273.15Kb、表示温度的间隔是相同的,.,24,2、气体的体积（1）体积：描述气体几何特征的物理量（2）气体体积：指气体所充满的容器的容积a、一般情况下，气体分子间距离远大于分子直径，气体的体积远大于分子总体积b、固体或液体中分子是紧密排列，认为固体或液体体积等于分子的总体积（3）体积的单位：m31L=10-3m31mL=10-6m3,.,25,3、压强（1）压强：描述气体力学特征的宏观参量（2）气体的压强：气体作用在器壁单位面积上的压力（3）产生原因：大量气体分子对器壁频繁碰撞而产生的（4）影响气体压强的因素：微观上：分子的平均动能和分子的密集程度宏观上：气体的温度和体积,.,26,气体实验定律(),.,27,1、文字表述：一定质量某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比。,2、公式表述：pV=C（常数）或p1V1=p2V2,4、适用范围：温度不太低，压强不太大,一、玻意耳定律,3、条件:气体质量一定且温度不变,(玻意耳马略特定律),.,28,小试牛刀,一定质量气体的体积是20L时，压强为1105Pa。当气体的体积减小到16L时，压强为多大？设气体的温度保持不变。,解：以气体为研究对象，由得,.,29,二、P-V图像（等温线）,过原点的直线双曲线的一支,物理意义：等温线上的某点表示气体的一个确定状态。同一条等温线上的各点温度相同，即p与V乘积相同。,.,30,思考：同一气体，不同温度下的等温线是不同的，请判断出下图中哪条等温线的温度高？理由是什么？,不同温度下的等温线，离原点越远，温度越高。,.,31,例2：一个体积为V的沼气泡从池塘底浮起，若水深为3m，沼气泡从池底上升到水面时，它的体积将变为多少？（设，大气压强P0=1105Pa，水的密度1103kg/m3）,水底温度和水面温度相同,小结,1,.,32,一、等容过程,1等容过程：气体在体积不变的情况下发生的状态变化过程叫做等容过程2一定质量气体的等容变化,.,33,3查理定律：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T成正比（pT）,可写成或,（1）查理定律是实验定律，由法国科学家查理通过实验发现的（2）成立条件：气体质量一定，体积不变,3、适用范围：温度不太低，压强不太大,.,34,4等容线（1）等容线：一定质量的某种气体在等容变化过程中，压强p跟热力学温度T的正比关系pT在直角坐标系中的图象叫做等容线（2）一定质量气体的等容线pT图象，其延长线经过坐标原点，斜率反映体积大小，如图所示,.,35,（3）一定质量气体的等容线的物理意义图线上每一个点表示气体一个确定的状态，同一根等容线上各状态的体积相,不同体积下的等容线，斜率越大，体积越小（同一温度下，压强大的体积小）如图所示，V2V1,.,36,一定质量（m）的气体的总分子数（N）是一定的，体积（V）保持不变时，其单位体积内的分子数（n）也保持不变，当温度（T）升高时，其分子运动的平均速率（v）也增大，则气体压强（p）也增大；反之当温度（T）降低时，气体压强（p）也减小。,查理定律的微观解释：,.,37,3盖吕萨克定律：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积V与热力学温度成正比（VT）.,可写成或,（1）盖吕萨克定律是实验定律，由法国科学家盖吕萨克通过实验发现的（2）成立条件：气体质量一定，压强不变,三、等压过程,.,38,4等压线（1）等压线：一定质量的某种气体在等压变化过程中，体积V与热力学温度T的正比关系在VT直角坐标系中的图象叫做等压线（2）一定质量气体的等压线的VT图象，其延长线经过坐标原点，斜率反映压强大小，如图所示,.,39,（3）一定质量气体的等压线的物理意义图线上每一个点表示气体一个确定的状态，同一根等压线上各状态的压强相同不同压强下的等压线，斜率越大，压强越小（同一温度下，体积大的压强小）如图所示21,.,40,一.理想气体,假设有这样一种气体，它在任何温度和任何压强下都能严格地遵从气体实验定律,我们把这样的气体叫做“理想气体”。,1、理想气体是不存在的，是一种理想模型。,2、在温度不太低,压强不太大时实际气体都可看成是理想气体。,.,41,二、理想气体的状态方程,1、内容：一定质量的某种理想气体在从一个状态变化到另一个状态时，尽管p、V、T都可能改变，但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变。,2、公式：,或,3、使用条件:,一定质量的某种理想气体.,4、气体密度式：,.,42,1、如图所示，一定质量的理想气体，由状态A沿直线AB变化到B，在此过程中，气体分子的平均速率的变化情况是（）,练习：,A、不断增大,B、不断减小,C、先减小后增大,D、先增大后减小,D,.,43,2对于一定质量的理想气体，可能发生的过程是()A压强和温度不变，体积变大B温度不变，压强减少，体积减少C体积不变，温度升高，压强增大，D压强增大，体积增大，温度降低,C,.,44,3如图所示，导热性能良好的气缸开口向下，缸内用一活塞封闭一定质量的气体，活塞在气缸内可以自由滑动且不漏气，其下方用细绳吊着一重物，系统处于平衡状态。现将细绳剪断，从剪断细绳到系统达到新的平衡状态的过程可视为一缓慢过程，在这一过程中气缸内()A气体从外界吸热B单位体积的气体分子数变大C气体分子平均速率变大D单位时间单位面积器壁上受到气体分子撞击的次数减少,B,.,45,4.对于一定质量的理想气体,下列说法正确的是()A、压强增大，体积增大，分子的平均动能一定增大B、压强减小，体积减小，分子的平均动能一定增大C、压强减小，体积增大，分子的平均动能一定增大D、压强增大，体积减小，分子的平均动能一定增大,A,.,46,5用隔板将一绝热容器隔成A和B两部分，A中盛有一定质量的理想气体，B为真空（如图）。现把隔板抽去，A中的气体自动充满整个容器（如图），这个过程中称为气体的自由膨胀。下列说法正确的是()A自由膨胀过程中，气体分子只作定向运动B自由膨胀前后，气体的压强不变C自由膨胀前后，气体的温度不变D容器中的气体在足够长时间内,能全部自动回到A部分,C,.,47,6.对一定质量的气体，下列说法中正确的是()A.温度升高，压强