固体液体与气体

一、物态和物态变化1.固体第2课时固体、液体与气体考点自清多晶体非晶体外形_____不规则不规则熔点确定_____不确定物理性质_________各向同性各向同性典型物质石英、云母、食盐、硫酸铜玻璃、蜂蜡、松香形成与转化有的物质在不同条件下能够形成不同的形态.同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规则确定各向异性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___.3.液晶(1)物理性质①具有液体的流动性②具有晶体的光学各向___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.收缩垂直小小大异(2)应用①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.②利用温度改变时,液晶颜色会发生改变的性质来测温度.特别提示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1.三个实验定律玻意耳定律查理定律盖—吕萨克定律内容一定质量的某种气体,在温度不变的情况下,压强与体积成反比一定质量的某种气体,在体积不变的情况下,压强与热力学温度成正比一定质量的某种气体,在压强不变的情况下,其体积与热力学温度成正比表达式___________________________________图象p1V1=p2V2

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.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.(2)理想气体的状态方程一定质量的理想气体状态方程:或.气体实验定律可看做一定质量理想气体状态方程的特例.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___,且饱和汽压与饱和汽的体积_____.3.湿度(1)定义:空气的干湿程度.(2)描述湿度的物理量①绝对湿度:空气中所含水蒸汽的压强.②相对湿度:空气的_________与同一温度下水的饱和汽压的百分比.大无关绝对湿度热点一为什么晶体有确定的熔点和熔化热而非晶体却没有晶体熔化过程,当温度达到熔点时,吸收的热量全部用来破坏空间点阵,增加分子势能,而分子平均动能却保持不变,所以晶体有固定的熔点.非晶体没有空间点阵,熔化时不需要去破坏空间点阵,吸收的热量主要转化为分子的平均动能,不断吸热,温度就不断上升.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,而晶体有固定的熔点,因此有固定的熔化热,非晶体没有固定的熔点,也就没有固定的熔化热.热点聚焦热点二表面张力现象的理解1.正确理解浸润和不浸润当水与玻璃板接触时,接触处形成一个附着层,附着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,结果附着层中的水分子比内部更密,这时在附着层就出现了水分子相互推斥的作用,使和玻璃接触的水面有扩展的趋势,因而形成浸润现象.当水和石蜡接触时,在接触处形成一个附着层,附着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,结果附着层中的水分子比内部稀疏,这时在附着层就出现了和表面张力相似的收缩力,使和石蜡接触的水面有缩小的趋势,因而形成不浸润现象.2.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,附着层里水分子的推斥力使附着层沿管壁上升,如图1所示,这部分液体上升引起液面弯曲,呈凹形弯月面使液体表面变大,与此同时,由于表面层的表面张力的收缩作图1用,管内液体也随之上升,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,液体停止上升，稳定在一定的高度.利用类似的分析,也可以解释不浸润液体在毛细管里下降的现象.热点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2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3所示,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.图2图32.一定质量的气体不同图象的比较特点举例p—VpV=CT(其中C为恒量),即pV之积越大的等温线温度越高,线离原点越远p—TV=C类别图线

题型1液体的表面张力的考查【例1】对于液体在器壁附近的液面发生弯曲的现象,如图4所示.对此有下列几种解释,正确的是()图4A.表面层Ⅰ内分子的分布比液体内部疏B.表面层Ⅱ内分子的分布比液体内部密C.附着层Ⅰ内分子的分布比液体内部密D.附着层Ⅱ内分子的分布比液体内部疏题型探究解析

表面层内的分子比液体内部稀疏,分子间表现为引力,这就是表面张力,A正确,B错误;浸润液体的附着层内的液体分子比液体内部的分子密集,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,而附着层Ⅰ为浸润液体,附着层Ⅱ为不浸润液体,故C、D均正确.答案

ACD1.液体与气体、固体分别构成的两个不同液体薄层,浸润时液面是凹面,不浸润时,液面是凸面.2.表面层内液体分子间距比液体内部大,不浸润的附着层内液体分子间距比液体内部大,表现引力,浸润的附着层内液体分子间距比液体内部小,表现斥力.3.液体的表面张力使液体表面具有收缩的趋势.规律总结变式练习1把极细的玻璃管插入水中与水银中，如下图所示,正确表示毛细现象的是()

解析

因为水能浸润玻璃,所以A正确,B错误.水银不浸润玻璃,C正确.D项中外面浸润,里面不浸润,所以是不可能的,故正确的为A、C.AC题型2气体压强的分析与计算【例2】如图5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θ,圆板的质量为图5

M,不计圆板与容器内壁之间的摩擦,若大气压强为

p0,求被圆板封闭在容器中的气体的压强p.

思维导图

——

列平衡方程,可能是牛顿第二定律方程选取研究对象分析受力重点求出气体压强产生的力求压强解析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容器侧壁的作用力F1和F2,如右图所示.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/cosθ)cosθ,由此可得p=p0+Mg/S.答案

p0+Mg/S

方法提炼1.封闭气体有两种情况:一是平衡状态系统中的封闭气体,二是变速运动系统中的封闭气体.2.封闭气体压强的计算方法:选与气体接触的液柱(或活塞、汽缸)为研究对象,进行受力分析;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,从而求出压强.变式练习2若已知大气压强为p，在图6中各装置均处于静止状态,求被封闭气体的压强.图6解析

在甲图中,以高为h的液柱为研究对象,由二力平衡知p气S=-ρghS+p0S所以p气=p0-ρgh由图乙中,以B液面为研究对象,由平衡方程F上=F下有:pAS+phS=p0Sp气=pA=p0-ρgh在图丙中,仍以B液面为研究对象,有pA+ρghsin60°=pB=p0所以p气=pA=在图丁中,以液面A为研究对象,由二力平衡得pAS=(p0+ρgh1)S所以p气=pA=p0+ρgh1

答案

甲:p0-ρgh乙:p0-ρgh丙:丁:p0+ρgh1

1.关于液体表面现象的说法中正确的是()A.把缝衣针小心地放在水面上,针可以把水面压弯而不沉没,是因为针受到重力小,又受液体的浮力的缘故B.在处于失重状态的宇宙飞船中,一大滴水银会成球状,是因为液体内分子间有相互吸引力C.玻璃管道裂口放在火上烧熔,它的尖端就变圆,是因为熔化的玻璃,在表面张力的作用下,表面要收缩到最小的缘故素能提升D.飘浮在热菜汤表面上的油滴,从上面的观察是圆形的,是因为油滴液体呈各向同性的缘故

解析

A项的缝衣针不受浮力,受表面张力;B项水

银会成球状是因为表面张力;D也是表面张力的作用.

答案

C2.甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡,由烧热的针接触其上一点,蜡熔化的范围如图7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间变化的关系如图丁所示()

图7A.甲、乙为非晶体,丙是晶体B.甲、丙为晶体,乙是非晶体C.甲、丙为非晶体,丙是晶体D.甲为多晶体,乙为非晶体,丙为单晶体解析

由图甲、乙、丙可知:甲、乙各向同性,丙各向异性;由图丁可知:甲、丙有固定熔点,乙无固定熔点,所以甲、丙为晶体,乙是非晶体.其中甲为多晶体,丙为单晶体.

答案

BD3.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,某同学自行设计制作了一个简易测试装置,该装置是一个装有电加热器和温度传感器的密闭容器.测试过程可分为如下操作步骤:a.记录密闭容器内空气的初始温度t1;b.当安全阀开始漏气时,记录容器内空气的温度t2;c.用电加热器加热容器内的空气;d.将待测安全阀安装在容器盖上;e.盖紧装有安全阀的容器盖,将一定量空气密闭在容器内.(1)将每一步骤前的字母按正确的操作顺序填写:____.(2)若测得的温度分别为t1=27℃,t2=87℃,已知大气压强为1.0×105

Pa,则测得这个安全阀能承受的最大内部压强是_____________.解析(1)将安全阀安装在容器盖上,然后密封空气,记录其初始温度t1,然后加热密封空气,待漏气时记录容器内空气温度t2,故正确操作顺序为d、e、a、c、b.(2)已知T1=300K,T2=360K,p0=1.0×105

Pa,由于密封空气的体积不变,由查理定律可得:答案

(1)d、e、a、c、b(2)1.2×105

Pa4.(1)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,可以通过____________方法来判断它是否为晶体.(2)在严寒的冬天,房间玻璃上往往会结一层雾,雾珠是在窗玻璃的______表面.(填“外”或“内”)(3)密闭容器里液体上方的蒸汽达到饱和后,还有没有液体分子从液面飞出?为什么这时看起来不再蒸发?

解析

(1)加热时,晶体有固定熔点,而非晶体没有固定的熔点,因而可以用加热时有无固定熔点的实验来判断.(2)靠近窗的温度降低时,饱和气压也变小.这时会有部分水蒸气液化变成水附在玻璃上，故在内侧出现雾珠.(3)还有液体分子从液面飞出,但同时也有气体分子被碰撞飞回到液体中去,当液体上的蒸汽达到饱和时,单位时间内逸出液体表面的分子数与回到液体表面的分子数相等而呈动态平衡即饱和汽,液体不再减少,从宏观上看好像不再蒸发了.答案

(1)用加热时有无固定熔点的实验(2)内(3)见解析5.汽车行驶时轮胎的胎压太高容易造成爆胎事故,太低又会造成耗油量上升.已知某型号轮胎能在-40℃~90℃正常工作,为使轮胎在此温度范围内工作时的最高胎压不超过3.5atm,最低胎压不低于1.6atm,那么,在t=20℃时给该轮胎充气,充气后的胎压在什么范围内比较合适(设轮胎的体积不变).

解析

对于胎内气体,根据查理定律:若t1、p1分别为-40℃、1.6atm

若t3、p3分别为90℃、3.5atm根据查理定律得:胎压范围为2.01atm≤p≤2.83atm

答案

2.01atm≤p≤2.83atm

反思总结返回第一节活塞式空压机的工作原理第二节活塞式空压机的结构和自动控制第三节活塞式空压机的管理复习思考题单击此处输入你的副标题，文字是您思想的提炼，为了最终演示发布的良好效果，请尽量言简意赅的阐述观点。第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor压缩空气在船舶上的应用：

1.主机的启动、换向；

2.辅机的启动；

3.为气动装置提供气源；

4.为气动工具提供气源；

5.吹洗零部件和滤器。

排气量:单位时间内所排送的相当第一级吸气状态的空气体积。单位：m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor空压机分类：按排气压力分：低压0.2～1.0MPa；中压1～10MPa；高压10～100MPa。按排气量分：微型<1m3/min；小型1～10m3/min；中型10～100m3/min；大型>100m3/min。第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor第一节活塞式空压机的工作原理容积式压缩机按结构分为两大类：往复式与旋转式两级活塞式压缩机单级活塞压缩机活塞式压缩机膜片式压缩机旋转叶片式压缩机最长的使用寿命-

----低转速（1460RPM），动件少（轴承与滑片），润滑油在机件间形成保护膜，防止磨损及泄漏，使空压机能够安静有效运作；平时有按规定做例行保养的JAGUAR滑片式空压机，至今使用十万小时以上，依然完好如初，按十万小时相当于每日以十小时运作计算，可长达33年之久。因此，将滑片式空压机比喻为一部终身机器实不为过。滑(叶)片式空压机可以365天连续运转并保证60000小时以上安全运转的空气压缩机1.进气2.开始压缩3.压缩中4.排气1.转子及机壳间成为压缩空间，当转子开始转动时，空气由机体进气端进入。2.转子转动使被吸入的空气转至机壳与转子间气密范围，同时停止进气。3.转子不断转动，气密范围变小，空气被压缩。4.被压缩的空气压力升高达到额定的压力后由排气端排出进入油气分离器内。4.被压缩的空气压力升高达到额定的压力后由排气端排出进入油气分离器内。1.进气2.开始压缩3.压缩中4.排气1.凸凹转子及机壳间成为压缩空间，当转子开始转动时，空气由机体进气端进入。2.转子转动使被吸入的空气转至机壳与转子间气密范围，同时停止进气。3.转子不断转动，气密范围变小，空气被压缩。螺杆式气体压缩机是世界上最先进、紧凑型、坚实、运行平稳，噪音低，是值得信赖的气体压缩机。螺杆式压缩机气路系统：

A

进气过滤器

B

空气进气阀

C

压缩机主机

D

单向阀

E

空气/油分离器

F

最小压力阀

G

后冷却器

H

带自动疏水器的水分离器油路系统：

J

油箱

K

恒温旁通阀

L

油冷却器

M

油过滤器

N

回油阀

O

断油阀冷冻系统：

P

冷冻压缩机

Q

冷凝器

R

热交换器

S

旁通系统

T

空气出口过滤器螺杆式压缩机涡旋式压缩机

涡旋式压缩机是20世纪90年代末期开发并问世的高科技压缩机，由于结构简单、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪声、长寿命等诸方面大大优于其它型式的压缩机，已经得到压缩机行业的关注和公认。被誉为“环保型压缩机”。由于涡旋式压缩机的独特设计，使其成为当今世界最节能压缩机。涡旋式压缩机主要运动件涡卷付，只有磨合没有磨损，因而寿命更长，被誉为免维修压缩机。

由于涡旋式压缩机运行平稳、振动小、工作环境安静，又被誉为“超静压缩机”。

涡旋式压缩机零部件少，只有四个运动部件,压缩机工作腔由相运动涡卷付形成多个相互封闭的镰形工作腔，当动涡卷作平动运动时，使镰形工作腔由大变小而达到压缩和排出压缩空气的目的。活塞式空气压缩机的外形第一节活塞式空压机的工作原理一、理论工作循环（单级压缩）工作循环：4—1—2—34—1吸气过程

1—2压缩过程

2—3排气过程第一节活塞式空压机的工作原理一、理论工作循环（单级压缩）

压缩分类：绝热压缩：1—2耗功最大等温压缩：1—2''耗功最小多变压缩：1—2'耗功居中功＝P×V（PV图上的面积）加强对气缸的冷却，省功、对气缸润滑有益。二、实际工作循环（单级压缩）1.不存在假设条件2.与理论循环不同的原因：1）余隙容积Vc的影响Vc不利的影响—残存的气体在活塞回行时，发生膨胀，使实际吸气行程（容积）减小。Vc有利的好处—

（1）形成气垫，利于活塞回行；（2）避免“液击”（空气结露）；（3）避免活塞、连杆热膨胀，松动发生相撞。第一节活塞式空压机的工作原理表征Vc的参数—相对容积C、容积系数λv合适的C：低压0.07-0.12

中压0.09-0.14

高压0.11-0.16

λv＝0.65—0.901）余隙容积Vc的影响C越大或压力比越高，则λv越小。保证Vc正常的措施：余隙高度见表6-1压铅法—保证要求的气缸垫厚度2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理2）进排气阀及流道阻力的影响吸气过程压力损失使排气量减少程度，用压力系数λp表示：保证措施：合适的气阀升程及弹簧弹力、管路圆滑畅通、滤器干净。λp

（0.90-0.98）2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理3）吸气预热的影响由于压缩过程中机件吸热，所以在吸气过程中，机件放热使吸入的气体温度升高，使吸气的比容减小，造成吸气量下降。预热损失用温度系数λt来衡量（0.90-0.95）。保证措施：加强对气缸、气缸盖的冷却，防止水垢和油污的形成。2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理4）漏泄的影响内漏：排气阀（回漏）；外漏：吸气阀、活塞环、气缸垫。漏泄损失用气密系数λl来衡量（0.90-0.98）。保证措施：气阀的严密闭合，气缸与活塞、气缸与缸盖等部件的严密配合。5）气体流动惯性的影响当吸气管中的气流惯性方向与活塞吸气行程相反时，造成气缸压力较低，气体比容增大，吸气量下降。保证措施：合理的设计进气管长度，不得随意增减进气管的长度，保证滤器的清洁。2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理上述五条原因使实际与理论循环不同。4）漏泄的影响5）气体流动惯性的影响1）余隙容积Vc的影响2）进排气阀及流道阻力的影响3）吸气预热的影响2.与理论循环不同的原因：