2013新课标高三物理一轮复习课件选修33第2节固体液体与气体

第二节固体 液体与气体 一 晶体与非晶体 不规则 异性 同性 特别提示 1 只要是具有各向异性的固体必定是单晶体 2 晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化 二 液体1 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 收缩 垂直 3 大小 液体的温度越高 表面张力越小 液体中溶有杂质时 表面张力变小 液体的密度越大 表面张力越大 2 液晶的物理性质 1 具有液体的流动性 2 具有晶体的光学各向异性 3 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 三 饱和汽湿度1 饱和汽与未饱和汽 1 饱和汽 与液体处于动态平衡的蒸汽 2 未饱和汽 没有达到饱和状态的蒸汽 2 饱和汽压 1 定义 饱和汽所具有的压强 2 特点 液体的饱和汽压与温度有关 温度越高 饱和汽压越大 且饱和汽压与饱和汽的体积无关 3 湿度 1 定义 空气的干湿程度 四 气体1 气体分子运动的特点 1 气体分子间距较大 分子力可以忽略 因此分子间除碰撞外不受其他力的作用 故气体能充满它能达到的整个空间 2 分子做无规则的运动 速率有大有小 且时而变化 大量分子的速率按 中间多 两头少 的规律分布 3 温度升高时 速率小的分子数减少 速率大的分子数增加 分子的平均速率将增大 但速率分布规律不变 2 气体的压强 1 产生原因由于大量分子无规则地运动而碰撞器壁 形成对器壁各处均匀 持续的压力 作用在器壁 上的压力叫做气体的压强 单位面积 2 决定因素 宏观上 决定于气体的温度和体积 微观上 决定于分子的平均动能和分子数密度 3 气体实验三定律 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p与体积V成 公式 或pV C 常量 温度 反比 p1V1 p2V2 微观解释 一定质量的某种理想气体 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 反之亦然 所以气体的压强与体积成反比 体积 正比 微观解释 一定质量的理想气体 气体总分子数N不变 气体体积V不变 则单位体积内的分子数不变 当气体温度升高时 说明分子的平均动能增大 则单位时间内跟器壁单位面积上碰撞的分子数增多 且每次碰撞器壁产生的平均冲力增大 因此气体压强p将增大 压强 正比 微观解释 一定质量的理想气体 当温度升高时 气体分子的平均动能增加 要保持压强不变 必须减小单位体积内的分子个数 即增大气体的体积 五 理想气体状态方程1 理想气体 1 宏观上讲 理想气体是指在任何温度 任何压强下始终遵从气体实验定律的气体 实际气体在压强不太大 温度不太低的条件下 可视为理想气体 2 微观上讲 理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力 分子本身没有体积 即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间 特别提示 1 气体实验定律可看成理想气体状态方程的特例 2 一般情况下 压强参量从受力角度分析 而体积参量要从几何角度分析 温度参量要注意温标的选取 一 气体分子的运动特点与统计规律 即时应用1 2011 高考上海卷 某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图2 1所示 图中f v 表示v处单位速率区间内的分子数百分率 所对应的温度分别为T T T 则 图2 1 A T T T B T T T C T T T T D T T T 二 气体实验定律图象 特别提醒 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 即时应用2 2011 高考上海卷 如图2 2所示 一定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 图2 2 A 逐渐增大B 逐渐减小C 始终不变D 先增大后减小解析 选A 在V T图象中 各点与坐标原点连线的斜率表示压强的大小 斜率越小 压强越大 3 应用状态方程或实验定律解题的一般步骤 1 明确研究对象 即某一定质量的理想气体 2 确定气体在始末状态的参量p1 V1 T1及p2 V2 T2 3 由状态方程或实验定律列式求解 4 讨论结果的合理性 即时应用3 2010 高考上海卷 如图2 3所示 玻璃管内封闭了一段气体 气柱长度为l 管内外水银面高度差为h 若温度保持不变 把玻璃管稍向上提起一段距离 则 图2 3 A h l均变大B h l均变小C h变大l变小D h变小l变大解析 选A 开始时 玻璃管中的封闭气体的压强p1 p0 gh 上提玻璃管 假设h不变 l变长 由玻意耳定律得 p1l S p2 l l S 所以气体内部压强小了 大气压p0必然推着液柱上升 假设不成立 h必然升高一些 最后稳定时 封闭气体的压强p2 p0 g h h 减小 再根据玻意耳定律 p1l1 S p2l2 S l2 l1 l变大 故A对 改编题 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 晶体的物理性质都是各向异性的B 露珠呈球状是由于液体表面张力的作用C 气体分子比较稀疏 除碰撞外 分子间的作用力可忽略不计D 气体温度升高 所有气体分子的动能都增大 解析 多晶体的物理性质各向同性 故A错 液体表面张力使表面有收缩趋势 液体呈球形 故B对 气体分子间距大 分子十分微弱 故C对 温度升高 气体分子平均动能增大 单个分子的动能是否增大无法确定 故D错 答案 BC 2010 高考上海卷 一定质量理想气体的状态经历了如图2 4所示的ab bc cd da四个过程 其中bc的延长线通过原点 cd垂直于ab且与水平轴平行 da与bc平行 则气体体积在 图2 4 A ab过程中不断增加B bc过程中保持不变C cd过程中不断增加D da过程中保持不变 解析 由图象可知a b温度不变 压强减小 所以体积增大 b c是等容变化 体积不变 因此A B正确 答案 AB 规律总结 本题考查p T图象的有关规律 解答这类题目的关键是明确p T图象中点 线 斜率 截距的物理意义 2011 高考新课标全国卷 如图2 5所示 一上端开口 下端封闭的细长玻璃管 下部有长l1 66cm的水银柱 中间封有长l2 6 6cm的空气柱 上部有长l3 图2 5 44cm的水银柱 此时水银面恰好与管口平齐 已知大气压强为p0 76cmHg 如果使玻璃管绕底端在竖直平面内缓慢地转动一周 求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度 封入的气体可视为理想气体 在转动过程中没有发生漏气 解析 设玻璃管开口向上时 空气柱的压强为p1 p0 gl3 式中 和g分别表示水银的密度和重力加速度 玻璃管开口向下时 原来上部的水银有一部分会流出 封闭端会有部分真 空 设此时开口端剩下的水银柱长度为x 则p2 gl1 p2 gx p0 式中p2为管内空气柱的压强 由玻意耳定律得p1 Sl2 p2 Sh 式中h是此时空气柱的长度 S为玻璃 管的横截面积 由 式和题给条件得h 12cm 从开始转动一周后 设空气柱的压强为p3 则p3 p0 gx