固体、液体与气体(1)

1、一、物态和物态变化一、物态和物态变化1.1.固体固体第第2 2课时课时 固体、液体与气体固体、液体与气体考点自清考点自清单晶体单晶体多晶体多晶体非晶体非晶体外形外形_不规则不规则不规则不规则熔点熔点确定确定_不确定不确定物理性质物理性质_各向同性各向同性各向同性各向同性典型物质典型物质石英、云母、食盐、硫酸铜石英、云母、食盐、硫酸铜玻璃、蜂蜡、松香玻璃、蜂蜡、松香形成与形成与转化转化有的物质在不同条件下能够形成不同的形态有的物质在不同条件下能够形成不同的形态. .同同一物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现一物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现, ,有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体有

2、些非晶体在一定条件下可以转化为晶体规则规则确定确定各向异性各向异性2.2.液体的表面张力液体的表面张力 (1)(1)作用作用: :液体的表面张力使液面具有液体的表面张力使液面具有_的趋势的趋势. . (2) (2)方向方向: :表面张力跟液面相切表面张力跟液面相切, ,跟这部分液面的分跟这部分液面的分 界线界线_._. (3) (3)大小大小: :液体的温度越高液体的温度越高, ,表面张力越表面张力越_;_;液体中液体中 溶有杂质时溶有杂质时, ,表面张力变表面张力变_;_;液体的密度越大液体的密度越大, ,表面表面 张力越张力越_. _. 3.3.液晶液晶 (1)(1)物理性质物理性质 具有

3、液体的流动性具有液体的流动性 具有晶体的光学各向具有晶体的光学各向_性性 在某个方向上看其分子排列比较整齐在某个方向上看其分子排列比较整齐, ,但从另一但从另一 方向看方向看, ,分子的排列是杂乱无章的分子的排列是杂乱无章的. .收缩收缩垂直垂直小小小小大大异异(2)(2)应用应用 利用液晶上加电压时，旋光特性消失，实现显示功利用液晶上加电压时，旋光特性消失，实现显示功能能, ,如电子手表、计算器、微电脑等如电子手表、计算器、微电脑等. .利用温度改变时利用温度改变时, ,液晶颜色会发生改变的性质来测液晶颜色会发生改变的性质来测温度温度. .特别提示特别提示1.1.同一种物质在不同的条件下可能

4、是晶体也可能是同一种物质在不同的条件下可能是晶体也可能是非晶体非晶体. .2.2.晶体中的单晶体具有各向异性晶体中的单晶体具有各向异性, ,但不是在各种物理但不是在各种物理性质上都表现出各向异性性质上都表现出各向异性. . 二、气体二、气体1.1.三个实验定律三个实验定律玻意耳定律玻意耳定律查理定律查理定律盖盖吕萨克定律吕萨克定律内容内容一定质量的某一定质量的某种气体种气体, ,在温在温度不变的情况度不变的情况下下, ,压强与体压强与体积成反比积成反比一定质量的某一定质量的某种气体种气体, ,在体积在体积不变的情况下不变的情况下, ,压强与热力学压强与热力学温度成正比温度成正比一定质量的某种一

5、定质量的某种气体气体, ,在压强不在压强不变的情况下变的情况下, ,其其体积与热力学温体积与热力学温度成正比度成正比表达式表达式_图象图象p p1 1V V1 1= =p p2 2V V2 2 2211TpTp2211TVTV 特别提醒特别提醒 在应用气体图象分析问题时在应用气体图象分析问题时, ,一定要看清纵、横坐一定要看清纵、横坐 标所代表的物理量标所代表的物理量. .同时要注意横坐标表示的是摄同时要注意横坐标表示的是摄 氏温度还是热力学温度氏温度还是热力学温度. . 2.2.理想气体状态方程理想气体状态方程 (1)(1)理想气体理想气体: :气体实验定律都是在压强不太大气体实验定律都是在

6、压强不太大( (相相 对大气压强对大气压强) )、温度不太低、温度不太低( (相对室温相对室温) )的条件下总的条件下总 结出来的结出来的. .当压强很大当压强很大, ,温度很低时温度很低时, ,计算结果与实计算结果与实 际测量结果有很大的差别际测量结果有很大的差别. .我们把在任何温度、任我们把在任何温度、任 何压强下都遵从气体实验定律的气体叫做理想气体何压强下都遵从气体实验定律的气体叫做理想气体. . (2) (2)理想气体的状态方程理想气体的状态方程 一定质量的理想气体状态方程一定质量的理想气体状态方程: : 或或 . . 气体实验定律可看做一定质量理想气体状态方程的气体实验定律可看做一

7、定质量理想气体状态方程的 特例特例. . 222111TVpTVp恒量恒量TpV2.2.饱和汽压饱和汽压 (1)(1)定义定义: :饱和汽所具有的压强饱和汽所具有的压强. . (2) (2)特点特点: :液体的饱和汽压与温度有关液体的饱和汽压与温度有关, ,温度越高温度越高, ,饱饱 和汽压越和汽压越_,_,且饱和汽压与饱和汽的体积且饱和汽压与饱和汽的体积_._.3.3.湿度湿度 (1)(1)定义定义: :空气的干湿程度空气的干湿程度. . (2) (2)描述湿度的物理量描述湿度的物理量 绝对湿度绝对湿度: :空气中所含水蒸汽的压强空气中所含水蒸汽的压强. . 相对湿度相对湿度: :空气的空气

8、的_与同一温度下水的饱与同一温度下水的饱 和汽压的百分比和汽压的百分比. . 大大无关无关绝对湿度绝对湿度热点一热点一 为什么晶体有确定的熔点和熔化热而非为什么晶体有确定的熔点和熔化热而非 晶体却没有晶体却没有晶体熔化过程晶体熔化过程, ,当温度达到熔点时当温度达到熔点时, ,吸收的热量全部吸收的热量全部用来破坏空间点阵用来破坏空间点阵, ,增加分子势能增加分子势能, ,而分子平均动能而分子平均动能却保持不变却保持不变, ,所以晶体有固定的熔点所以晶体有固定的熔点. .非晶体没有空非晶体没有空间点阵间点阵, ,熔化时不需要去破坏空间点阵熔化时不需要去破坏空间点阵, ,吸收的热量吸收的热量主要转

9、化为分子的平均动能主要转化为分子的平均动能, ,不断吸热不断吸热, ,温度就不断温度就不断上升上升. . 由于在不同温度下物质由固态变成液态时吸收的热由于在不同温度下物质由固态变成液态时吸收的热量不同量不同, ,而晶体有固定的熔点而晶体有固定的熔点, ,因此有固定的熔化热因此有固定的熔化热, ,非晶体没有固定的熔点非晶体没有固定的熔点, ,也就没有固定的熔化热也就没有固定的熔化热. . 热点聚焦热点聚焦热点二热点二 表面张力现象的理解表面张力现象的理解 1.1.正确理解浸润和不浸润正确理解浸润和不浸润 当水与玻璃板接触时当水与玻璃板接触时, ,接触处形成一个附着层接触处形成一个附着层, ,附着

10、附着 层中的水分子受到玻璃分子的吸引比水内部水分子层中的水分子受到玻璃分子的吸引比水内部水分子 的吸引强的吸引强, ,结果附着层中的水分子比内部更密结果附着层中的水分子比内部更密, ,这时这时 在附着层就出现了水分子相互推斥的作用在附着层就出现了水分子相互推斥的作用, ,使和玻使和玻 璃接触的水面有扩展的趋势璃接触的水面有扩展的趋势, ,因而形成浸润现象因而形成浸润现象. . 当水和石蜡接触时当水和石蜡接触时, ,在接触处形成一个附着层在接触处形成一个附着层, ,附着附着 层中的水分子受到石蜡分子的吸引比水内部水分子层中的水分子受到石蜡分子的吸引比水内部水分子 的吸引弱的吸引弱, ,结果附着层

11、中的水分子比内部稀疏结果附着层中的水分子比内部稀疏, ,这时这时 在附着层就出现了和表面张力相似的收缩力在附着层就出现了和表面张力相似的收缩力, ,使和使和石石 蜡接触的水面有缩小的趋势蜡接触的水面有缩小的趋势, ,因而形成不浸润现象因而形成不浸润现象. .2.2.毛细现象产生的根本原因是什么毛细现象产生的根本原因是什么 当毛细管插入浸润液体中时当毛细管插入浸润液体中时, ,附附 着层里水分子的推斥力使附着层着层里水分子的推斥力使附着层 沿管壁上升沿管壁上升, ,如图如图1 1所示所示, ,这部分这部分 液体上升引起液面弯曲液体上升引起液面弯曲, ,呈凹形弯呈凹形弯 月面使液体表面变大月面使液

12、体表面变大, ,与此同时与此同时, , 由于表面层的表面张力的收缩作由于表面层的表面张力的收缩作 图图1 1 用用, ,管内液体也随之上升管内液体也随之上升, ,直到表面张力向上的拉伸直到表面张力向上的拉伸 作用与管内升高的液体的重力相等时即达到平衡作用与管内升高的液体的重力相等时即达到平衡, , 液体停止上升，稳定在一定的高度液体停止上升，稳定在一定的高度. .利用类似的分利用类似的分 析析, ,也可以解释不浸润液体在毛细管里下降的现象也可以解释不浸润液体在毛细管里下降的现象. .热点三热点三 有关图象的处理方法有关图象的处理方法1. 1. 利用垂直于坐标轴的线作辅助线去分析同质量、利用垂直

13、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温度的两条等温线, ,不同体积的两条等容线，不同体积的两条等容线， 不同压强的两条等压线的关系不同压强的两条等压线的关系. . 例如例如: :如图如图2 2中中, ,V V1 1对应虚线为等容线对应虚线为等容线, ,A A、B B是与是与T T2 2、 T T1 1两线的交点两线的交点, ,可以认为从可以认为从B B状态通过等容升压到状态通过等容升压到A A 状态状态, ,温度必然升高温度必然升高, ,所以所以T T2 2 T T1 1. . 又如图又如图3 3所示所示, ,A A、B B为等温线为等温线, ,从从B B状态到状态到A

14、 A状态压强状态压强 增大增大, ,体积一定减小体积一定减小, ,所以所以V V2 2 V V1 1. . 图图2 2 图图3 3 2.2.一定质量的气体不同图象的比较一定质量的气体不同图象的比较特点特点举例举例p pV VpVpV= =CTCT( (其中其中C C为恒量为恒量),),即即pVpV之积越大的等温线温度之积越大的等温线温度越高越高, ,线离原点越远线离原点越远p pT TV V= =C CVp1温度越高温度越高即斜率越大即斜率越大斜率斜率，,，1CTkVCTp体积越小体积越小即斜率越大即斜率越大斜率斜率，,T，VCkVCp压强越小压强越小即斜率越大即斜率越大斜率斜率，,T，pCk

15、pCV 类别类别图线图线 题型题型1 1 液体的表面张力的考查液体的表面张力的考查【例例1 1】对于液体在器壁附近的液面发生弯曲的现象对于液体在器壁附近的液面发生弯曲的现象, , 如图如图4 4所示所示. .对此有下列几种解释对此有下列几种解释, ,正确的是正确的是( ) ( ) 图图4 4 A. A.表面层表面层内分子的分布比液体内部疏内分子的分布比液体内部疏 B.B.表面层表面层内分子的分布比液体内部密内分子的分布比液体内部密 C.C.附着层附着层内分子的分布比液体内部密内分子的分布比液体内部密 D.D.附着层附着层内分子的分布比液体内部疏内分子的分布比液体内部疏 题型探究题型探究解析解析

16、 表面层内的分子比液体内部稀疏表面层内的分子比液体内部稀疏, ,分子间表现分子间表现 为引力为引力, ,这就是表面张力这就是表面张力, ,A A正确正确, ,B B错误错误; ;浸润液体的浸润液体的附着层内的液体分子比液体内部的分子密集附着层内的液体分子比液体内部的分子密集, ,不浸润不浸润液体的附着层内的液体分子比液体内部的分子稀疏液体的附着层内的液体分子比液体内部的分子稀疏, ,而附着层而附着层为浸润液体为浸润液体, ,附着层附着层为不浸润液体为不浸润液体, ,故故C C、D D均正确均正确. .答案答案 ACD 1. 1.液体与气体、固体分别构成的两个不同液体与气体、固体分别构成的两个不

17、同液体薄层液体薄层, ,浸润时液面是凹面浸润时液面是凹面, ,不浸润时不浸润时, ,液面是凸面液面是凸面. .2.2.表面层内液体分子间距比液体内部大表面层内液体分子间距比液体内部大, ,不浸润的附不浸润的附着层内液体分子间距比液体内部大着层内液体分子间距比液体内部大, ,表现引力表现引力, ,浸润的浸润的附着层内液体分子间距比液体内部小附着层内液体分子间距比液体内部小, ,表现斥力表现斥力. .3.3.液体的表面张力使液体表面具有收缩的趋势液体的表面张力使液体表面具有收缩的趋势. . 规律总结规律总结变式练习变式练习1 1 把极细的玻璃管插入水中与水银中，如把极细的玻璃管插入水中与水银中，如

18、 下图所示下图所示, ,正确表示毛细现象的是正确表示毛细现象的是 ( ) ( ) 解析解析 因为水能浸润玻璃因为水能浸润玻璃, ,所以所以A A正确正确, ,B B错误错误. .水银水银 不浸润玻璃不浸润玻璃, ,C C正确正确. .D D项中外面浸润项中外面浸润, ,里面不浸润里面不浸润, , 所以是不可能的所以是不可能的, ,故正确的为故正确的为A A、C C. . AC题型题型2 2 气体压强的分析与计算气体压强的分析与计算【例例2 2】如图如图5 5所示所示, ,一个横截面积为一个横截面积为S S的的 圆管形容器竖直放置圆管形容器竖直放置, ,金属圆板金属圆板A A的上的上 表面是水平

19、的表面是水平的, ,下表面是倾斜的下表面是倾斜的, ,下表下表 面与水平面的夹角为面与水平面的夹角为, ,圆板的质量为圆板的质量为 图图5 5 MM, ,不计圆板与容器内壁之间的摩擦不计圆板与容器内壁之间的摩擦, ,若大气压强为若大气压强为 p p0 0, ,求被圆板封闭在容器中的气体的压强求被圆板封闭在容器中的气体的压强p p. . 思维导图思维导图 列平衡方程列平衡方程, ,可能是可能是牛顿第二定律方程牛顿第二定律方程选取研究对象选取研究对象分析受力分析受力重点求出气体压强产生的力重点求出气体压强产生的力求压强求压强解析解析 对圆板进行受力分析对圆板进行受力分析: :重力重力MgMg, ,

20、大气压的作用力大气压的作用力p p0 0S S, ,封闭气体封闭气体对它的作用力对它的作用力 容器侧壁容器侧壁的作用力的作用力F F1 1和和F F2 2, ,如右图所示如右图所示. .由于不需要求出侧壁的由于不需要求出侧壁的作用力作用力, ,所以只考虑竖直方向合外力为零所以只考虑竖直方向合外力为零, ,就可以求被就可以求被封闭的气体压强封闭的气体压强. .圆板在竖直方向上合外力为零圆板在竖直方向上合外力为零, ,有有p p0 0S S+ +MgMg=(=(pSpS/cos/cos)cos)cos, ,由此可得由此可得p p= =p p0 0+ +MgMg/ /S S. .答案答案 p p0

21、0+ +MgMg/ /S S ,cos pS方法提炼方法提炼 1.1.封闭气体有两种情况封闭气体有两种情况: :一是平衡状态系统中的封闭一是平衡状态系统中的封闭气体气体, ,二是变速运动系统中的封闭气体二是变速运动系统中的封闭气体. .2.2.封闭气体压强的计算方法封闭气体压强的计算方法: :选与气体接触的液柱选与气体接触的液柱( (或或活塞、汽缸活塞、汽缸) )为研究对象为研究对象, ,进行受力分析进行受力分析; ;再根据运动再根据运动状态列出相应的平衡方程或牛顿第二定律方程状态列出相应的平衡方程或牛顿第二定律方程, ,从而从而求出压强求出压强. . 变式练习变式练习2 2 若已知大气压强为

22、若已知大气压强为p p，在图，在图6 6中各装置均中各装置均 处于静止状态处于静止状态, ,求被封闭气体的压强求被封闭气体的压强. . 图图6 6 解析解析 在甲图中在甲图中, ,以高为以高为h h的液柱为研究对象的液柱为研究对象, ,由二力由二力平衡知平衡知p p气气S S=-=-ghSghS+ +p p0 0S S所以所以p p气气= =p p0 0- -ghgh由图乙中由图乙中, ,以以B B液面为研究对象液面为研究对象, ,由平衡方程由平衡方程F F上上= =F F下下有有: :p pA AS S+ +phSphS= =p p0 0S Sp p气气= =p pA A= =p p0 0-

23、 -ghgh在图丙中在图丙中, ,仍以仍以B B液面为研究对象液面为研究对象, ,有有p pA A+ +ghghsinsin 60 60= =p pB B= =p p0 0所以所以p p气气= =p pA A= = 在图丁中在图丁中, ,以液面以液面A A为研究对象为研究对象, ,由二力平衡得由二力平衡得p pA AS S=(=(p p0 0+ +ghgh1 1) )S S所以所以p p气气= =p pA A= =p p0 0+ +ghgh1 1 答案答案 甲甲: :p p0 0- -gh gh 乙乙: :p p0 0- -gh gh 丙丙: :丁丁: :p p0 0+ +ghgh1 1 gh

24、p 230ghp 2301.1.关于液体表面现象的说法中正确的是关于液体表面现象的说法中正确的是 ( ) ( ) A. A.把缝衣针小心地放在水面上把缝衣针小心地放在水面上, ,针可以把水面压弯针可以把水面压弯 而不沉没而不沉没, ,是因为针受到重力小是因为针受到重力小, ,又受液体的浮力又受液体的浮力 的缘故的缘故 B.B.在处于失重状态的宇宙飞船中在处于失重状态的宇宙飞船中, ,一大滴水银会成一大滴水银会成 球状球状, ,是因为液体内分子间有相互吸引力是因为液体内分子间有相互吸引力 C.C.玻璃管道裂口放在火上烧熔玻璃管道裂口放在火上烧熔, ,它的尖端就变圆它的尖端就变圆, , 是因为熔化

25、的玻璃是因为熔化的玻璃, ,在表面张力的作用下在表面张力的作用下, ,表面要表面要 收缩到最小的缘故收缩到最小的缘故素能提升素能提升 D. D.飘浮在热菜汤表面上的油滴飘浮在热菜汤表面上的油滴, ,从上面的观察是圆从上面的观察是圆 形的形的, ,是因为油滴液体呈各向同性的缘故是因为油滴液体呈各向同性的缘故 解析解析 A A项的缝衣针不受浮力项的缝衣针不受浮力, ,受表面张力受表面张力; ;B B项水项水 银会成球状是因为表面张力银会成球状是因为表面张力; ;D D也是表面张力的作用也是表面张力的作用. . 答案答案 C2.2.甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡, ,由

26、烧热的针接由烧热的针接 触其上一点触其上一点, ,蜡熔化的范围如图蜡熔化的范围如图7 7甲、乙、丙所示甲、乙、丙所示, , 而甲、乙、丙三种液体在熔解过程中温度随加热时而甲、乙、丙三种液体在熔解过程中温度随加热时 间变化的关系如图丁所示间变化的关系如图丁所示 ( )( ) 图图7 7 A.A.甲、乙为非晶体甲、乙为非晶体, ,丙是晶体丙是晶体B.B.甲、丙为晶体甲、丙为晶体, ,乙是非晶体乙是非晶体C.C.甲、丙为非晶体甲、丙为非晶体, ,丙是晶体丙是晶体D.D.甲为多晶体甲为多晶体, ,乙为非晶体乙为非晶体, ,丙为单晶体丙为单晶体解析解析 由图甲、乙、丙可知由图甲、乙、丙可知: :甲、乙各

27、向同性甲、乙各向同性, ,丙各向丙各向异性异性; ;由图丁可知由图丁可知: :甲、丙有固定熔点甲、丙有固定熔点, ,乙无固定熔点乙无固定熔点, ,所以甲、丙为晶体所以甲、丙为晶体, ,乙是非晶体乙是非晶体. .其中甲为多晶体其中甲为多晶体, ,丙丙为单晶体为单晶体. . 答案答案 BD3. 3. 为了测试某种安全阀在外界环境为一个大气压时为了测试某种安全阀在外界环境为一个大气压时 所能承受的最大内部压强所能承受的最大内部压强, ,某同学自行设计制作了某同学自行设计制作了 一个简易测试装置一个简易测试装置, ,该装置是一个装有电加热器和该装置是一个装有电加热器和 温度传感器的密闭容器温度传感器的

28、密闭容器. .测试过程可分为如下操作测试过程可分为如下操作 步骤步骤: : a. a.记录密闭容器内空气的初始温度记录密闭容器内空气的初始温度t t1 1; ; b. b.当安全阀开始漏气时当安全阀开始漏气时, ,记录容器内空气的温度记录容器内空气的温度t t2 2; ; c. c.用电加热器加热容器内的空气用电加热器加热容器内的空气; ; d. d.将待测安全阀安装在容器盖上将待测安全阀安装在容器盖上; ; e. e.盖紧装有安全阀的容器盖盖紧装有安全阀的容器盖, ,将一定量空气密闭在将一定量空气密闭在 容器内容器内. . (1)(1)将每一步骤前的字母按正确的操作顺序填写将每一步骤前的字母

29、按正确的操作顺序填写:_. :_. (2)(2)若测得的温度分别为若测得的温度分别为t t1 1=27,=27,t t2 2=87,=87,已知大气压已知大气压强为强为1.01.010105 5 PaPa, ,则测得这个安全阀能承受的最大内则测得这个安全阀能承受的最大内部压强是部压强是_._.解析解析 (1)(1)将安全阀安装在容器盖上将安全阀安装在容器盖上, ,然后密封空气然后密封空气, ,记录其初始温度记录其初始温度t t1 1, ,然后加热密封空气然后加热密封空气, ,待漏气时记录待漏气时记录容器内空气温度容器内空气温度t t2 2, ,故正确操作顺序为故正确操作顺序为d d、e e、a

30、 a、c c、b b. .(2)(2)已知已知T T1 1=300 =300 K K, ,T T2 2=360 =360 K K, ,p p0 0=1.0=1.010105 5 PaPa, ,由于密由于密封空气的体积不变封空气的体积不变, ,由查理定律可得由查理定律可得: :答案答案 (1)(1)d d、e e、a a、c c、b b (2)1.2(2)1.210105 5 PaPa.Pa102 . 1Pa300360100 . 1,55120210TTppTpTp4.(1)4.(1)研成粉末后的晶体已无法从外形特征和物理性研成粉末后的晶体已无法从外形特征和物理性 质各向异性上加以判断时质各向

31、异性上加以判断时, ,可以通过可以通过_ 方法来判断它是否为晶体方法来判断它是否为晶体. . (2) (2)在严寒的冬天在严寒的冬天, ,房间玻璃上往往会结一层雾房间玻璃上往往会结一层雾, ,雾雾 珠是在窗玻璃的珠是在窗玻璃的_表面表面.(.(填填“外外”或或“内内”) ) (3) (3)密闭容器里液体上方的蒸汽达到饱和后密闭容器里液体上方的蒸汽达到饱和后, ,还有没还有没 有液体分子从液面飞出有液体分子从液面飞出? ?为什么这时看起来不再蒸发为什么这时看起来不再蒸发? ? 解析解析 (1)(1)加热时加热时, ,晶体有固定熔点晶体有固定熔点, ,而非晶体没有而非晶体没有 固定的熔点固定的熔点