選修3-3熱學第2講

第2講固體、液體與氣體1/49知識點1固體微觀結(jié)構(gòu)、晶體和非晶體液晶微觀結(jié)構(gòu)Ⅰ1.晶體和非晶體晶體非晶體單晶體多晶體外形

規(guī)則

不規(guī)則_________熔點確定

________不確定比較項目分類不規(guī)則

確定

2/49晶體非晶體單

晶

體

多

晶

體

物理性質(zhì)各向異性_________各向同性原子排列有規(guī)則每個晶粒排列_______無規(guī)則轉(zhuǎn)化晶體和非晶體_____________能夠相互轉(zhuǎn)化經(jīng)典物質(zhì)石英、云母、明礬、______玻璃、橡膠分類比較項目各向同性

無規(guī)則在一定條件下食鹽3/492.晶體微觀結(jié)構(gòu)(1)結(jié)構(gòu)特點：組成晶體物質(zhì)微粒有規(guī)則地、周期性地在空間排列。(2)用晶體微觀結(jié)構(gòu)特點解釋晶體特點現(xiàn)象原因晶體有規(guī)則外形因為內(nèi)部微粒_______排列晶體各向異性因為內(nèi)部從任一結(jié)點出發(fā)在不一樣方向相同距離上微粒數(shù)_______晶體多形性因為組成晶體微粒能夠形成不一樣__________有規(guī)則不一樣空間點陣4/493.液晶(1)液晶分子既保持排列有序而顯示各向______，又能夠自由移動位置，保持了液體________。(2)液晶分子位置無序使它像_______，排列有序使它像______。(3)液晶分子排列從某個方向看比較整齊，而從另外一個方向看則是_________。(4)液晶物理性質(zhì)很輕易在外界影響下_________。異性流動性液體晶體雜亂無章發(fā)生改變5/49知識點2液體表面張力現(xiàn)象Ⅰ1.概念液體表面各部分間_________力。2.作用液體表面張力使液面含有收縮到表面積______趨勢。3.方向表面張力跟液面______，且跟這部分液面分界限______。4.大小液體溫度越高，表面張力______；液體中溶有雜質(zhì)時，表面張力______；液體密度越大，表面張力______。相互吸引最小相切垂直越小變小越大6/49知識點3飽和蒸汽、未飽和蒸汽和飽和蒸汽壓相對濕度Ⅰ1.飽和汽與未飽和汽(1)飽和汽：與液體處于_________蒸汽。(2)未飽和汽：沒有到達_________蒸汽。2.飽和汽壓(1)定義：飽和汽所含有______。(2)特點：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體積無關(guān)。動態(tài)平衡飽和狀態(tài)壓強越大7/493.濕度(1)定義：空氣______程度。(2)絕對濕度：空氣中所含________壓強。(3)相對濕度：在某一溫度下，空氣中水蒸氣壓強與同一溫度下水飽和汽壓之比，潮濕水蒸氣8/49知識點4氣體分子運動速率統(tǒng)計分布氣體試驗定律理想氣體Ⅰ1.氣體分子運動特點(1)分子很小，間距______，除碰撞外不受力。(2)氣體分子向各個方向運動氣體分子數(shù)目都______。(3)分子做無規(guī)則運動，大量分子速率按_________________規(guī)律分布。(4)溫度一定時，某種氣體分子速率分布是______，溫度升高時，速率小分子數(shù)______，速率大分子數(shù)______，分子平均速率增大，但不是每個分子速率都增大。很大相等“中間多，兩頭少”確定降低增多9/492.氣體三個狀態(tài)參量(1)______;(2)______;(3)______。3.氣體壓強(1)產(chǎn)生原因：因為氣體分子無規(guī)則熱運動，大量分子頻繁地碰撞器壁產(chǎn)生連續(xù)而穩(wěn)定______。(2)大小:氣體壓強在數(shù)值上等于氣體作用在___________壓力。公式：p=。(3)慣用單位及換算關(guān)系①國際單位：________，符號：Pa，1Pa=1N/m2。②慣用單位：___________(atm)；厘米汞柱(cmHg)。③換算關(guān)系：1atm=____cmHg=1.013×105Pa≈1.0×105Pa。壓強體積溫度壓力單位面積上帕斯卡標準大氣壓7610/494.氣體試驗定律(1)等溫改變——玻意耳定律：①內(nèi)容：一定質(zhì)量某種氣體，在______不變情況下，壓強p與體積V成______。②公式：_____=p2V2或pV=C(常量)。(2)等容改變——查理定律：①內(nèi)容：一定質(zhì)量某種氣體，在______不變情況下，壓強p與熱力學溫度T成______。②公式：或(常量)。③推論式：。溫度反比p1V1體積正比11/49(3)等壓改變——蓋—呂薩克定律：①內(nèi)容：一定質(zhì)量某種氣體，在______不變情況下，其體積V與熱力學溫度T成______。②公式：或(常量)。③推論式：。壓強正比12/495.理想氣體狀態(tài)方程(1)理想氣體：在任何溫度、任何______下都遵從氣體試驗定律氣體。①理想氣體是一個經(jīng)科學抽象而建立________模型，實際上不存在。②理想氣體不考慮分子間相互作用分子力，不存在分子勢能，內(nèi)能取決于溫度，與體積無關(guān)。③實際氣體尤其是那些不易液化氣體在壓強不太大，溫度_________時都可當成理想氣體來處理。(2)一定質(zhì)量理想氣體狀態(tài)方程：或________。壓強理想化不太低C(常量)

13/49【思索辨析】(1)大塊塑料粉碎成形狀相同顆粒，每個顆粒即為一個單晶體。()(2)單晶體全部物理性質(zhì)都是各向異性。()(3)晶體有天然規(guī)則幾何形狀，是因為物質(zhì)微粒是規(guī)則排列。()(4)液晶是液體和晶體混合物。()(5)船浮于水面上是因為液體表面張力。()(6)水蒸氣到達飽和時，水蒸氣壓強不再改變，這時，水不再蒸發(fā)和凝結(jié)。()(7)壓強極大氣體不遵從氣體試驗定律。()14/49分析:(1)大塊塑料是非晶體，粉碎成形狀規(guī)則顆粒，依然是非晶體，(1)錯。(2)單晶體只在一些物理性質(zhì)上表現(xiàn)為各向異性，并不是全部物理性質(zhì)都表現(xiàn)出各向異性，(2)錯。(3)晶體外形是由晶體微觀結(jié)構(gòu)決定，(3)對。(4)液晶是一些特殊有機化合物，(4)錯。(5)船浮于水面上是浮力造成，(5)錯。(6)水蒸氣到達飽和時處于動態(tài)平衡，蒸發(fā)和凝結(jié)仍在進行，(6)錯。(7)氣體試驗定律是在壓強不太大、溫度不太低情況下得出，溫度極低、壓強極大氣體在微觀上分子間距離變小，趨向于液體，要考慮分子力，不遵從氣體試驗定律，(7)對。15/49考點1固體和液體性質(zhì)(三年7考)深化了解【考點解讀】1.晶體和非晶體(1)單晶體含有各向異性，但不是在各種物理性質(zhì)上都表現(xiàn)出各向異性。(2)只要是含有各向異性物體必定是晶體，且是單晶體。(3)只要是含有確定熔點物體必定是晶體，反之，必是非晶體。(4)晶體和非晶體在一定條件下能夠相互轉(zhuǎn)化。16/492.液體表面張力(1)形成原因：表面層中分子間距離比液體內(nèi)部分子間距離大，分子間相互作用力表現(xiàn)為引力。(2)表面特征：表面層分子間引力使液面產(chǎn)生了表面張力，使液體表面好像一層繃緊彈性薄膜。(3)表面張力方向：和液面相切，垂直于液面上各條分界限。17/49(4)表面張力效果：表面張力使液體表面含有收縮趨勢，使液體表面積趨于最小，而在體積相同條件下，球形表面積最小。(5)表面張力大?。焊吔缦揲L度、液體種類、溫度都相關(guān)系。18/49【典例透析1】(·山東高考)人類對物質(zhì)屬性認識是從宏觀到微觀不停深入過程，以下說法正確是()A．液晶分子勢能與體積相關(guān)B．晶體物理性質(zhì)都是各向異性C．溫度升高，每個分子動能都增大D．露珠呈球狀是因為液體表面張力作用19/49【解題探究】(1)物體分子勢能之所以存在是因為分子間存在________。(2)晶體分為________和________。(3)溫度是物體分子__________標志。(4)液體表面張力使液體表面積______。分子力單晶體多晶體平均動能最小20/49【解析】選A、D。液晶是一類處于液態(tài)和固態(tài)之間特殊物質(zhì)，其分子間作用力較強，在體積發(fā)生改變時需要考慮分子間力作用，分子勢能和體積相關(guān)，A正確。晶體分為單晶體和多晶體，單晶體物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向異性，多晶體物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性，B錯誤。溫度升高時，分子平均動能增大，但不是每一個分子動能都增大，C錯誤。露珠因為受到表面張力作用，表面積有收縮到最小趨勢即呈球狀，D正確。21/49【總結(jié)提升】解答固體和液體問題技巧(1)解答晶體和非晶體問題應該熟練掌握晶體和非晶體區(qū)分和聯(lián)絡。(2)解答液體表面張力問題，應熟練掌握液體表面張力形成原因、表面特征、表面張力方向、表面張力效果，以及與表面張力大小相關(guān)原因等。22/49【變式訓練】(1)關(guān)于晶體和非晶體，以下說法中正確是()A.能夠依據(jù)各向同性或各向異性來判別晶體和非晶體B.一塊均勻薄片，沿各個方向?qū)λ┘永?，發(fā)覺其強度一樣，則此薄片一定是非晶體C.一個固體球，假如沿其各條直徑方向?qū)щ娦圆灰粯?，則該球一定是單晶體D.一塊晶體，若其各個方向?qū)嵝韵嗤?，則一定是多晶體23/49(2)小強新買了一臺攝影機，拍到如圖所表示照片，他看到小昆蟲能在水面上自由來往而不陷入水中，他認為是靠水浮力作用，同班小明則認為小強說法不對。實際上小昆蟲受到支持力是由__________提供。24/49【解析】(1)選C。多晶體和非晶體都顯示各向同性，只有單晶體顯示各向異性，所以A、B錯，C對。單晶體含有各向異性特征，僅是指一些物理性質(zhì)，并不是全部物理性質(zhì)都是各向異性，換言之，某一物理性質(zhì)顯示各向同性，并不意味著該物質(zhì)一定不是單晶體，所以D錯。(2)水表面好像張緊橡皮膜，使小昆蟲受到一個支持力而不陷入水中，實質(zhì)上是由水表面張力提供。答案：(1)C(2)水表面張力25/49考點2氣體狀態(tài)改變圖像問題(三年2考)對比分析【考點解讀】一定質(zhì)量氣體不一樣圖像比較過程特點示例等溫過程p-V

pV=CT(其中C為恒量)，即pV之積越大等溫線溫度越高，線離原點越遠p=CT斜率k=CT,即斜率越大，溫度越高

類別圖線

26/49過程特點示例等容過程p-Tp=斜率k=即斜率越大，體積越小等壓過程V-T

V=斜率k=即斜率越大，壓強越小圖線類別27/49【典例透析2】一定質(zhì)量理想氣體，從圖示A狀態(tài)開始，經(jīng)歷了B、C，最終到D狀態(tài)，以下說法中正確是()A.A→B溫度升高，體積不變B.B→C壓強不變，體積變大C.C→D壓強變小，體積變小D.B點溫度最高，C點體積最大28/49【解題探究】(1)p-T圖像中過原點傾斜直線表示哪一狀態(tài)改變？提醒：傾斜直線過原點表示等容過程。(2)對于p-T圖像中與坐標軸平行線段：①與T軸平行，表示_________。②與p軸平行，表示_________。等壓過程等溫過程29/49【解析】選A。據(jù)氣體試驗定律可得p=C為恒量，據(jù)此可知A→B溫度升高，體積不變，A對；B→C壓強不變，體積變小，B錯；C→D壓強變小，體積增大，C錯；總而言之，可知B點溫度最高，C點體積最小，D錯。30/49【總結(jié)提升】氣體狀態(tài)改變圖像應用技巧(1)求解氣體狀態(tài)改變圖像問題，應該明確圖像上點表示一定質(zhì)量理想氣體一個平衡狀態(tài)，它對應著三個狀態(tài)參量；圖像上某一條直線段或曲線段表示一定質(zhì)量理想氣體狀態(tài)改變一個過程。(2)在V-T圖像(或p-T圖像)中，比較兩個狀態(tài)壓強(或體積)大小，能夠比較這兩個狀態(tài)到原點連線斜率大小，其規(guī)律是：斜率越大，壓強(或體積)越??；斜率越小，壓強(或體積)越大。31/49【變式訓練】一定質(zhì)量理想氣體狀態(tài)經(jīng)歷了如圖所表示ab、bc、cd、da四個過程，其中bc延長線經(jīng)過原點，cd垂直于ab且與水平軸平行，da與bc平行，則氣體體積在()A.ab過程中不停增加B.bc過程中保持不變C.cd過程中不停增加D.da過程中保持不變32/49【解析】選A、B。首先，因為bc延長線經(jīng)過原點，所以bc是等容線，即氣體體積在bc過程中保持不變，B正確；ab是等溫線，壓強減小則體積增大，A正確；cd是等壓線，溫度降低則體積減小，C錯誤；連接aO交cd于e，則ae是等容線，即Va=Ve，因為Vd<Ve，所以Vd<Va，所以da過程中體積不停增大，D錯誤。33/49考點3氣體試驗定律及狀態(tài)方程應用(三年10考)

解題技巧【考點解讀】處理這類問題關(guān)鍵是求解封閉氣體壓強，封閉氣體壓強計算方法：1.系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)下氣體壓強計算方法(1)液體封閉氣體壓強確實定①平衡法：選與氣體接觸液柱為研究對象進行受力分析，利用它受力平衡，求出氣體壓強。34/49②取等壓面法：依據(jù)同種液體在同一水平液面處壓強相等，在連通器內(nèi)靈活選取等壓面，由兩側(cè)壓強相等建立方程求出壓強。液體內(nèi)部深度為h處總壓強為p=p0+ρgh。比如,圖中同一水平液面C、D處壓強相等,則pA=p0+ρgh。35/49(2)固體(活塞或汽缸)封閉氣體壓強確實定：因為該固體(活塞或汽缸)必定受到被封閉氣體壓力，所以可經(jīng)過對該固體進行受力分析，由平衡條件建立方程來找出氣體壓強與其它各力關(guān)系。36/492.加速運動系統(tǒng)中封閉氣體壓強計算方法普通選與氣體接觸液柱或活塞(或汽缸)為研究對象，進行受力分析，利用牛頓第二定律列方程求出封閉氣體壓強。如圖所表示，當豎直放置玻璃管向上加速時，對液柱受力分析有：pS-p0S-mg=ma,S為橫截面積。得。37/49【典例透析3】(·新課標全國卷)如圖，由U形管和細管連接玻璃泡A、B和C浸泡在溫度均為0℃水槽中，B容積是A3倍。閥門S將A和B兩部分隔開。A內(nèi)為真空，B和C內(nèi)都充有氣體。U形管內(nèi)左邊水銀柱比右邊低60mm。打開閥門S，整個系統(tǒng)穩(wěn)定后，U形管內(nèi)左右水銀柱高度相等。假設U形管和細管中氣體體積遠小于玻璃泡容積。38/49(1)求玻璃泡C中氣體壓強(以mmHg為單位);(2)將右側(cè)水槽水從0℃加熱到一定溫度時，U形管內(nèi)左右水銀柱高度差又為60mm，求加熱后右側(cè)水槽水溫。39/49【解題探究】(1)試分析“假設U形管和細管中氣體體積遠小于玻璃泡容積”含義：①閥門S打開穩(wěn)定后，玻璃泡C中氣體壓強與閥門S打開前______。②閥門S打開穩(wěn)定后，玻璃泡(A+B)中氣體壓強_______________________________________。③右側(cè)水槽加熱后，玻璃泡(A+B)中氣體壓強與閥門S打開穩(wěn)定后但右側(cè)水槽還未加熱時壓強______。相同與閥門S打開前玻璃泡C中氣體壓強相同相同40/49(2)玻璃泡B中氣體做何種改變？提醒：做等溫改變。(3)玻璃泡C中氣體做何種改變？提醒:做等容改變。41/49【解析】(1)在打開閥門S前，兩水槽水溫均為T0=273K。設玻璃泡B中氣體壓強為p1，體積為VB，玻璃泡C中氣體壓強為pC，依題意有p1=pC+Δp①式中Δp=60mmHg。在打開閥門S后，兩水槽水溫均為T0，設玻璃泡B中氣體壓強為pB，依題意，有pB=pC②玻璃泡A和B中氣體體積為V2=VA+VB③42/49依據(jù)玻意耳定律得p1VB=pBV2