高考物理总复习 第11章 2讲 固体 液体与气体课件 新人教版.ppt

第二讲固体液体与气体 1 了解固体的微观结构 会区别晶体和非晶体 2 了解液体的微观结构 解释液体表面张力产生的原因 3 知道气体实验定律 能进行有关计算 知道理想气体模型 能用分子动理论和统计观点解释气体压强和气体实验定律 一 物态和物态变化1 固体 规则 确定 各向 2 液体的表面张力 1 作用 液体的表面张力使液面具有的趋势 2 方向 表面张力跟液面相切 跟这部分液面的分界线 3 大小 液体的温度越高 表面张力越 液体中溶有杂质时 表面张力变 液体的密度越大 表面张力越 收缩 垂直 小 小 大 小水珠为什么呈球形 提示 因为液体表面张力有使液面收缩的趋势 在体积相同的情况下 球的表面积最小 3 液晶 1 物理性质 具有液体的流动性 具有晶体的光学各向性 在某个方向上看其分子排列比较整齐 但从另一方向看 分子的排列是杂乱无章的 异 2 应用 利用液晶上加电压时 旋光特性消失 实现显示功能 如电子手表 计算器 微电脑等 利用温度改变时 液晶颜色会发生改变的性质来测温度 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 2 晶体中的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 二 气体1 三个实验定律 p1v1 p2v2 在应用气体图象分析问题时 一定要看清纵 横坐标所代表的物理量 同时要注意横坐标表示的是摄氏温度还是热力学温度 2 理想气体状态方程 1 理想气体 气体实验定律都是在压强不太大 相对大气压强 温度不太低 相对室温 的条件下总结出来的 当压强很大 温度很低时 计算结果与实际测量结果有很大的差别 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 说明 气体实验定律可看做一定质量理想气体状态方程的特例 一 几种常见情况的压强的计算1 静止或匀速运动系统中压强的计算方法 1 参考液片法 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 求得压强 2 力平衡法 选与气体接触的液柱 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 2 加速运动系统中封闭气体压强的计算方法 牛顿第二定律法 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 友情提示 1 封闭气体对上下左右器壁的压强都是相等的 2 尽管是同种液体 如果中间间断的两部分液体 那么同一深度处压强也不相等 3 求解液体内部深度为h处的总压强时 不要忘记液面上方气体的压强 如图所示 一个横截面积为s的圆管形容器竖直放置 金属圆板a的上表面是水平的 下表面是倾斜的 下表面与水平面的夹角为 圆板的质量为m 不计圆板与容器内壁之间的摩擦 若大气压强为p0 则被圆板封闭在容器中的气体的压强p为 a p0 mgcos sb p0 cos mg scos c p0 mgcos2 sd p0 mg s 思维点拨 用圆板封闭容器内一定质量的气体 容器与圆板均处于平衡状态 隔离圆板进行受力分析 根据共点力作用下物体的平衡条件求解 自主解答 对圆板进行受力分析 重力mg 大气压的作用力p0s 封闭气体对它的作用力ps cos 容器侧壁的作用力f1和f2 如图所示 由于不需要求出侧壁的作用力 所以只考虑竖直方向合外力为零 就可以求被封闭的气体压强 圆板在竖直方向上合外力为零 有p0s mg ps cos cos p p0 mg s 故d选项正确 答案 d 误区警示 在对圆板进行受力分析时 一定要注意气体压力始终与表面垂直 即封闭气体对圆板下表面压力斜向上 而非竖直向上 1 如图所示 一个壁厚可以不计 质量为m的汽缸放在光滑的水平地面上 活塞的质量为m 面积为s 内部封有一定质量的气体 活塞不漏气 摩擦不计 外界大气压强为p0 若在活塞上加一水平向左的恒力f 不考虑气体温度的变化 求汽缸和活塞以共同加速度运动时 缸内汽体的压强多大 二 理想气体状态方程及其应用理想气体状态方程的应用程序 1 选对象 根据题意 选出所研究的某一部分气体 这一部分气体在状态变化过程中 其质量必须保持一定 2 找参量 找出作为研究对象的气体发生状态变化初 末的一组t v p的数值或表达式 其中压强的确定往往是关键 3 认过程 过程表示两个状态之间的一种变化方式 除题中条件已直接指出外 在许多情况下 往往需要通过对研究对象跟周围环境的相互关系的分析中才能确定 认清变化过程是正确选用物理规律的前提 4 列方程 根据研究对象状态变化的具体方式 选用气态方程或某一实验定律 代入数值时 t必须是用热力学温度 p v两个量只需方程两边对应一致 2 如图所示 开口向上竖直放置的内壁光滑汽缸 其侧壁是绝热的 底部导热 内有两个质量均为m的密闭活塞 活塞a导热 活塞b绝热 将缸内理想气体分成 两部分 初状态整个装置静止不动 处于平衡 两部分气体的长度均为l0 温度为t0 设外界大气压强为p0保持不变 活塞横截面积为s 且mg p0s 环境温度保持不变 求 1 在活塞a上逐渐添加铁砂 当铁砂质量等于2m时 两活塞在某位置重新处于平衡 活塞b下降的高度 2 现只对 气体缓慢加热 使活塞a回到初始位置 此时 气体的温度 三 有关图象的处理方法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 如图甲中 v1对应虚线为等容线 a b是与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 又如图乙中 a b为等温线 从b状态到a状态压强增大 体积一定减小 所以v2 v1 2 一定质量的气体不同图象的比较 友情提示 在应用气体图象分析问题时 一定要看清纵 横坐标所代表的物理量 同时要注意横坐标表示的是摄氏温度还是热力学温度 一定质量的理想气体由状态a变为状态d 其有关数据如图甲所示 若状态d的压强是2 104pa 1 求状态a的压强 2 请在图乙画出该状态变化过程的p t图象 并分别标出a b c d各个状态 不要求写出计算过程 方法归纳 1 图象上的一个点表示一定质量气体的一个状态 它对应着三个状态参量 图象上的某一条直线或曲线表示一定质量气体状态变化的一个过程 2 在v t或p t图象中 比较两个状态的压强或体积大小 可以用这两个状态到原点连线的斜率大小来判断 斜率越大 压强或体积越小 斜率越小 压强或体积越大 3 如图甲所示 一定质量的理想气体从状态a经b c d再回到a 问ab bc cd da是什么过程 已知在状态a时容积为1l 并把此图改画为p v图 解 ab过程是等容升温升压 bc过程是等压升温增容即等压膨胀 cd过程是等温减压增容即等温膨胀 da过程是等压降温减容即等压压缩 若已知大气压强为p 在图中各装置均处于静止状态 求被封闭气体的压强 两个容器a b 用截面均匀的水平细玻璃管相通 如图所示 a b所装气体的温度分别为17 和27 水银柱在管中央平衡 如果两边温度都升高10 则水银柱将a 向右移动b 向左移动c 不动d 条件不足 不能确定 答案 a 如图所示 在固定的汽缸a和b中分别用活塞封闭着一定质量的理想气体 活塞面积之比sa sb 1 2 两活塞以穿过b的底部的刚性细杆 细杆处不漏气 相连 可沿水平方向无摩擦滑动 两个汽缸都不漏气 初始时a b中气体的体积皆为v0 温度皆为t0 300k a中气体压强pa 1 5p0 p0是汽缸外的大气压强 现对a加热 使其中