福建省长泰一中高三物理 热学 第2讲 固体、液体与气体复习课件 新人教版选修33.ppt

第2讲固体 液体与气体 考点1固体和液体 1 晶体与非晶体 1 固体分为 和 两类 晶体分 和 2 单晶体具有 的几何形状 多晶体和非晶体 的几何形状 晶体有 的熔点 非晶体 的熔点 3 单晶体具有各向 多晶体和非晶体具有各向 晶体 非晶体 单晶体 多晶体 规则 无一定 确定 无确定 异性 同性 2 液体 1 液体的表面张力 概念 液体表面各部分间 的力 作用 液体的 使液面具有收缩到表面积最小的趋势 方向 表面张力跟液面 且跟这部分液面的分界线 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 液体的密度越大 表面张力 互相吸引 表面张力 相切 垂直 越小 变小 越大 2 液晶 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 液晶分子的位置无序使它像 排列有序使它像 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 液晶的物理性质很容易在外界的影响下 3 毛细现象 浸润液体在细管中 的现象以及不浸润液体在细管中 的现象 异性 流动性 液体 晶体 杂乱无章 发生改变 上升 下降 3 饱和汽湿度 1 饱和汽与未饱和汽 饱和汽 与液体处于 的蒸汽 未饱和汽 没有达到 的蒸汽 2 饱和汽压 定义 饱和汽所具有的 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 动态平衡 饱和状态 压强 越大 3 湿度 定义 空气的 程度 绝对湿度 空气中所含 的压强 相对湿度 在某一温度下 空气中的水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压之比 即相对湿度 b 潮湿 水蒸气 1 对晶体与非晶体的进一步说明 1 同一种物质在不同的条件下可能是晶体也可能是非晶体 晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化 2 晶体中的多晶体具有各向同性 晶体中的单晶体具有各向异性 但单晶体并不一定在各种物理性质上都表现出各向异性 2 对液体性质的三点说明 1 液体表面层 附着层的分子结构特点是导致表面张力 浸润和不浸润现象 毛细现象等现象的根本原因 2 同一种液体 对一些固体是浸润的 对另一些固体可能不浸润 3 液体沸腾的条件是饱和汽压和外部压强相等 1 气体的状态参量 温度2 气体的压强 1 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持续而稳定的 2 大小 气体的压强在数值上等于气体作用在 的压力 公式 p 考点2气体 压强 体积 压力 单位面积上 3 气体实验定律 1 等温变化 玻意耳定律 内容 一定质量的某种气体 在 不变的情况下 压强与体积成 公式 或pv c 常量 2 等容变化 查理定律 内容 一定质量的某种气体 在 不变的情况下 压强与热力学温度成 公式 或 c 常量 推论式 p t 温度 反比 p1v1 p2v2 体积 正比 3 等压变化 盖 吕萨克定律 内容 一定质量的某种气体 在 不变的情况下 其体积与热力学温度成 公式 或 c 常量 推论式 v t 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 2 一定质量的理想气体状态方程或 c 常量 压强 正比 气体实验定律 1 气体和气体分子运动的特点 2 对气体实验定律的微观解释 1 一定质量的理想气体 分子的总数是一定的 在温度保持不变时 分子的平均动能保持不变 气体的体积减小时 分子的密集程度增大 气体的压强就增大 反之情况相反 所以气体的压强与体积成反比 这就是等温变化 2 一定质量的理想气体 体积保持不变 分子的密集程度保持不变 当温度升高时 分子的平均动能增大 因而气体压强增大 温度降低时 情况相反 这就是等容变化 3 一定质量的理想气体 温度升高时 分子的平均动能增大 要保持压强不变 只有增大气体体积 减小分子的密集程度才行 这就是等压变化 3 一定质量的气体不同图象的比较 热点考向1固体 液体的性质 例证1 人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程 以下说法正确的是 a 液晶的分子势能与体积无关b 晶体的物理性质都是各向异性的c 温度升高 每个分子的动能都增大d 露珠呈球状是由于液体表面张力的作用 解题指南 解答本题时应注意以下三点 1 晶体和非晶体的性质 多晶体与单晶体的区别 2 固体和液体的内能与体积及温度有关 3 液体的性质与其对应的现象 自主解答 选d 液晶是一类处于液态和固态之间的特殊物质 其分子间的作用力较强 在体积发生变化时需要考虑分子间力的作用 分子势能和体积有关 a错误 晶体分为单晶体和多晶体 单晶体物理性质表现为各向异性 多晶体物理性质表现为各向同性 b错误 温度升高时 分子的平均动能增大 但不是每一个分子动能都增大 c错误 露珠由于受到表面张力的作用 表面积有收缩到最小的趋势即呈球状 d正确 总结提升 解答本题的关键在于搞清晶体 非晶体 液晶及液体的特性 理解好分子势能 分子动能的概念及其影响因素 对易错选项及错误原因具体分析如下 热点考向2气体状态变化的图象问题 例证2 2011 上海高考 如图 一定质量的理想气体从状态a沿直线变化到状态b 在此过程中 其压强 a 逐渐增大b 逐渐减小c 始终不变d 先增大后减小 解题指南 解答本题时可根据理想气体状态方程及体积和温度的变化情况 确定压强如何变化 自主解答 选a 由理想气体状态方程 c可得 气体的压强p 由图象可知 气体的温度升高 体积减小 所以气体的压强逐渐增大 故a正确 b c d错误 总结提升 气体状态变化的图象的应用技巧 1 求解气体状态变化的图象问题 应当明确图象上的点表示一定质量的理想气体的一个平衡状态 它对应着三个状态参量 图象上的某一条直线段或曲线段表示一定质量的理想气体状态变化的一个过程 2 在v t图象 或p t图象 中 比较两个状态的压强 或体积 大小 可以比较这两个状态到原点连线的斜率的大小 其规律是 斜率越大 压强 或体积 越小 斜率越小 压强 或体积 越大 热点考向3气体实验定律的应用 例证3 2012 厦门模拟 截面均匀的u形管 左端与大气相通 右端封闭并有长为40cm的空气柱 左右两边水银面的高度差为19cm 如图所示 若大气压强为76cmhg 要使两边管中水银面一样高 则需要往左管中再注入水银柱的长度为 a 13cmb 26cmc 39cmd 52cm 解题指南 解答本题时应选取封闭气体为研究对象 从题中明确封闭气体初末状态的气态参量 从而利用玻意耳定律列方程求解 规范解答 选c 以封闭气体为研究对象 由题意可得气体压强p1 p0 gh 57cmhg 体积为v1 ls 若往左管中加入水银 两边水银面一样高时 p2 p0 76cmhg v2 l1s 据玻意耳定律有p1ls p2l1s 代入数据解得l1 30cm 则需往左管中注入水银的长度 l 2 l l1 h 39cm 故选c 总结提升 应用气体定律或状态方程解题的一般步骤 1 明确研究对象 即选取一定质量的气体 2 确定气体在始 末状态的参量 3 结合气体定律或状态方程列式求解 4 讨论结果的合理性 1 2011 福建高考 如图所示 曲线m n分别表示晶体和非晶体在一定压强下的熔化过程 图中横轴表示时间t 纵轴表示温度t 从图中可以确定的是 a 晶体和非晶体均存在固定的熔点t0b 曲线m的bc段表示固液共存状态c 曲线m的ab段 曲线n的ef段均表示固态d 曲线m的cd段 曲线n的fg段均表示液态 解析 选b 由图象可知曲线m表示晶体 bc段表示晶体熔化过程 处于固液共存状态 b对 n表示非晶体 没有固定的熔点 a错 由于非晶体没有一定的熔点而是逐步熔化 因此c d错 2 关于液晶 下列说法中不正确的是 a 液晶既不是液体也不是晶体b 液晶分子的空间排列是稳定的 具有各向异性c 液晶的光学性质随温度的变化而变化d 液晶的光学性质随外加电压的变化而变化 解析 选b 液晶的微观结构介于晶体和液体之间 虽然液晶分子在特定方向排列比较整齐 具有各向异性 但分子的排列是不稳定的 a正确 b错误 外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变化 从而改变液晶的某些性质 温度 压力 外加电压等因素变化时 都会改变液晶的光学性质 c d正确 所以选b 3 2013 三明模拟 如图所示 一定质量的理想气体 从状态a变化到状态b 则气体在状态a和状态b的温度之比是 a 3 5b 1 1c 6 5d 5 3 解析 选a 据理想气体状态方程pv kt 结合图像可知气体在状态a和状态b的温度之比是3 5 故选a 4 关于空气湿度 下列说法错误的是 a 当人们感到潮湿时 空气的绝对湿度一定较大b 当人们感到干燥时 空气的相对湿度一定较小c 空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示d 空气的相对湿度定义为空气中所含水蒸气的压强与相同温度时水的饱和蒸汽压之比 解析 选a 相对湿度越大 人感觉越潮湿 相对湿度大时 绝对湿度不一定大 故a错误 相对湿度较小时 人感觉干燥 故b正确 用空气中水蒸气的压强表示的湿度叫做空气的绝对湿度 空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和蒸汽压之比叫做相对湿度 故c d正确 5 2012 福建高考 空气压缩机的储气罐中储有1 0atm的空气6 0l 现再充入1 0atm的空气9 0l 设充气过程为等温过程 空气可看做理想气体 则充气后储气罐中气体压强为 a 2 5atmb 2 0atmc 1 5atmd 1 0atm 解析 选a 依题可知p1 1atm v1 15 0l v2 6l 据p1v1 p2v2得p2 2 5atm 故选a 6 医疗室用的电热高压灭菌锅的锅盖密封良好 盖上有一个排气孔 上面扣一个限压阀 利用其重力将排气孔压住 排气孔和限压阀的示意图如图所示 加热过程中当锅内气压达到一定程度时 气体就会把限压阀顶起来 使高压气体排出 这样就使锅内能保持较高而又安全稳定的压强 若限压阀的质量m 0 1kg 横截面直径d 2cm 排气孔直径d 0 3cm 大气压为标准值 取p0 1 105pa g 10m s2 则锅内气压最大可达 a 1 03 105pab 1 35 105pac 1 40 105pad 2 40 105pa 解析 选d 当锅内气压达到最大时 限压阀被顶起 此时限压阀处于受力平衡状态 设此时锅内气压为p 则由平衡条件可得p0s mg ps s 所以p p0 2 4 105pa 总结提升 封闭气体压强的计算方法 1 系统处于平衡状态下的气体压强计算方法 液体封闭的气体压强的确定平衡法 选与气体接触的液柱为研究对象进行受力分析 利用它的受力平衡 求出气体的压强 取等压面法 根据同种液体在同一水平液面处压强相等 在连通器内灵活选取等压面 由两侧压强相等建立方程求出压强 液体内部深度为h处的总压强为p p0 gh 固体 活塞或汽缸 封闭的气体压强的确定由于该固体必定受到被封闭气体的压力 所以可通过对该固体进行受力分析 由平衡条件建立方程来找出气体压强与其他各力的关系 2 加速运动系统中封闭气体压强的计算方法 一般选与气体接触的液柱或活塞为研究对象 进行受力分析 利用牛顿第二定律列方程求解 7 如图为医院给病人输液的部分装置 图中a为输液瓶 b为滴壶 c为进气管 与大气相通 则在输液过程中 瓶a中尚有液体 下列说法正确的是 a 瓶a中上方气体的压强随液面的下降而增大b 瓶a中液面下降 但a中上方气体的压强不变c 滴壶b中的气体压强随a中液面的下降而减小d 在瓶中药液输完以前 滴壶b中的气体压强变大 解析 选a 进气管c端的压强始终是大气压p0 设输液瓶a内的压强为pa 可以得到pa p0 gh 因此pa将随着h的减小而增大 滴壶b的上液面与进气管c端的高度差不受输液瓶a内液面变化的影响 因此压强不变 选a 8 2013 南平模拟 下列反映一定质量理想气体状态变化的图像中 能正确反映物理规律的是 a 图甲反映了气体的等容变化规律b 图乙反映了气体的等容变化规律c 图丙反映了气体的等压变化规律d 图丁反映了气体的等温变化规律 解析 选b 图甲反映了气体的等温变化规律 a错 图乙反映了气体的等容变化规律 b对 图丙反映了气体的等容变化规律 c错 图丁图线各点与两坐标轴围成的面积不等 不能反映气体的等温变化规律 d错 9 2012 龙岩模拟 如图所示一定质量的理想气体用质量为m的活塞封闭在容器中 活塞与容器间光滑接触 在图中两种稳定状态下的温度分别为t1 t2 压强分别为p1 p2 则下列关系式中正确的是 a t1 t2b t1p2d p1 p2 解析 选b 设活塞面积为s 则密闭气体压强p p0 因此两种状态下压强相等 c d错 据盖 吕萨克定律可知 由图可知v2 v1 则t2 t1 a错 b对 10 2013 漳州模拟 封闭在汽缸内一定质量的理想气体 如果保持气体体积不变 当温度降低时 以下说法正确的是 a 气体的密度减小b 气体分子的平均动能增大c 气体的压强增大 每秒撞击单位面积器壁的气体分子数减少 解析 选d 一定质量的理想气体 如果保持气体体积不变 则气体的密度不变 a错 当温度降低时 气体分子的平均动能减小 b错 据查理定律可知气体的压强减小 则每秒撞击单位面积器壁的气体分子数减少 c错 d对 11 2012 重庆高考 如图为伽利略设计的一种测温装置示意图 玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通 下端插入水中 玻璃泡中封闭有一定量的空气 若玻璃管内水柱上升 则外界大气的变化可能是 a 温度降低 压强增大b 温度升高 压强不变c 温度升高 压强减小d 温度不变 压强减小 解析 选a 根据压强关系 外部气压等