固体液体气体讲稿.ppt
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1、关于固体液体气体第一页,讲稿共五十一页哦一一.晶体和非晶体晶体和非晶体固体可以分成晶体和非晶体两类固体可以分成晶体和非晶体两类 在常见的固态物质中,石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、在常见的固态物质中,石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、糖、味精等都是晶体,玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等都是非糖、味精等都是晶体,玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等都是非晶体晶体1.1.晶体、非晶体的外形和物理性质的差异晶体、非晶体的外形和物理性质的差异(1)(1)晶体都具有规则的几何形状晶体都具有规则的几何形状 食盐的晶体呈立方体形,明矾的晶体呈八面体形,石英的晶体中间是食盐的晶体呈立方体形,明矾的晶体呈八面体形,石英的
2、晶体中间是一个六面棱柱,两端是六棱锥冬季的雪花,是水蒸气在空气中凝华时形一个六面棱柱,两端是六棱锥冬季的雪花,是水蒸气在空气中凝华时形成的冰的晶体,它们的形状虽然不同,但一般是六角形的规则图案成的冰的晶体,它们的形状虽然不同,但一般是六角形的规则图案非晶体则没有规则的几何形状非晶体则没有规则的几何形状第二页,讲稿共五十一页哦第三页,讲稿共五十一页哦(2)(2)晶体有一定的熔点,非晶体没有一定的熔点晶体有一定的熔点,非晶体没有一定的熔点.(3)(3)晶体的物理性质晶体的物理性质与方向有关,这种特性叫做与方向有关,这种特性叫做各向异性各向异性 非晶体的各种物理性质非晶体的各种物理性质、在各个方向上
3、都是相同的,所以是、在各个方向上都是相同的,所以是各各向同性向同性的的第四页,讲稿共五十一页哦现象现象:熔化了的石蜡在云母片上呈椭圆形,而在玻璃片上呈熔化了的石蜡在云母片上呈椭圆形,而在玻璃片上呈圆形圆形 结论结论:云母晶体在各个方向上的导热性能不同,而非晶体玻云母晶体在各个方向上的导热性能不同,而非晶体玻璃在各个方向上的导热性能相同璃在各个方向上的导热性能相同第五页,讲稿共五十一页哦 一种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现,一种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现,也就是一种物质是晶体还是非晶体,并不是绝对的也就是一种物质是晶体还是非晶体,并不是绝对的例如,天然水晶是晶体,而熔化以
4、后再凝结的水晶(即石英玻例如,天然水晶是晶体,而熔化以后再凝结的水晶(即石英玻璃)就是非晶体璃)就是非晶体许多非晶体在一定的条件下可以转化为晶体许多非晶体在一定的条件下可以转化为晶体 人们在研究中还发现,在冷却得足够快和冷却到足够低的人们在研究中还发现,在冷却得足够快和冷却到足够低的温度时,几乎所有的材料都能成为非晶体温度时,几乎所有的材料都能成为非晶体第六页,讲稿共五十一页哦二二.单晶体和多晶体单晶体和多晶体1.晶体又可以分为单晶体和多晶体晶体又可以分为单晶体和多晶体 2.2.如果如果一个物体就是一个完整的晶体,例如雪花、食盐小颗粒等这样的晶一个物体就是一个完整的晶体,例如雪花、食盐小颗粒等
5、这样的晶体就叫做体就叫做单晶体单晶体制造各种晶体管集成电路只能用单晶体制造各种晶体管集成电路只能用单晶体(单晶硅或单晶锗单晶硅或单晶锗)3.3.如果整个物体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体组成的,这样的物体就叫如果整个物体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体组成的,这样的物体就叫做做多晶体多晶体 由许多食盐单晶体粘在一起而成大块的食盐,就是多晶体其中的小晶由许多食盐单晶体粘在一起而成大块的食盐,就是多晶体其中的小晶体叫做晶粒体叫做晶粒各种金属材料,也是多晶体各种金属材料,也是多晶体 多晶体没有规则的几何形状,也不显示各向异性多晶体没有规则的几何形状,也不显示各向异性,但是同单晶体一样,但是同单晶体
6、一样,仍有确定的熔点仍有确定的熔点第七页,讲稿共五十一页哦三三.晶体的微观结构晶体的微观结构 晶体和非晶体在外形和物理性质上存在那么多的差异,这晶体和非晶体在外形和物理性质上存在那么多的差异,这是为什么呢?是为什么呢?1.1.组成晶体的物质微粒(分子或原子、离子)依照一定的组成晶体的物质微粒(分子或原子、离子)依照一定的规律在空间中整齐地排列、晶体中物质微粒的相互作用很规律在空间中整齐地排列、晶体中物质微粒的相互作用很强强,具有空间上的周期性具有空间上的周期性微粒的热运动不足以克服它们的微粒的热运动不足以克服它们的相互作用而远离微粒的热运动表现为在一定的平衡位置相互作用而远离微粒的热运动表现为
7、在一定的平衡位置附近不停地做微小的振动附近不停地做微小的振动X X射线对晶体结构进行研究射线对晶体结构进行研究电子显微镜对晶体内部结构进行直接观察和照相电子显微镜对晶体内部结构进行直接观察和照相第八页,讲稿共五十一页哦食盐的晶体结构示意图食盐的晶体结构示意图 食盐的晶体是由钠离子食盐的晶体是由钠离子NaNa+和氯离子和氯离子CICI组成的,它们等距组成的,它们等距离、交错地排列在三组相互垂直的平行线上,因而食盐具有正立离、交错地排列在三组相互垂直的平行线上,因而食盐具有正立方体的外形方体的外形(1)晶体外形的规则性可以用物质微粒的规则排列来解释晶体外形的规则性可以用物质微粒的规则排列来解释第九
8、页,讲稿共五十一页哦(2)(2)晶体的各向异性也是由晶体的内部结构决定的晶体的各向异性也是由晶体的内部结构决定的 下图表示在一个平面上晶体物质微粒的排列情况从图上可以看出下图表示在一个平面上晶体物质微粒的排列情况从图上可以看出,在沿不同方向所画的等长直线,在沿不同方向所画的等长直线ABAB、ACAC、ADAD上,物质微粒的数目不上,物质微粒的数目不同直线同直线ABAB上物质微粒较多,直线上物质微粒较多,直线ADAD上较少,直线上较少,直线ACAC上更少正因为上更少正因为在不同方向上物质微粒的排列情况不同,才引起晶体的不同方向上物理性在不同方向上物质微粒的排列情况不同,才引起晶体的不同方向上物理
9、性质的不同质的不同第十页,讲稿共五十一页哦 2.2.有的物质能够生成种类不同的几种晶体,有的物质能够生成种类不同的几种晶体,是因为它们的物是因为它们的物质微粒能够形成不同的晶体结构质微粒能够形成不同的晶体结构 例如,碳原子如果按图甲那样排列就成为石墨,按图乙那例如,碳原子如果按图甲那样排列就成为石墨,按图乙那样排列就成为金刚石样排列就成为金刚石第十一页,讲稿共五十一页哦第十二页,讲稿共五十一页哦液晶液晶 液晶:像液体一样具有流动性,而其化学性质与液晶:像液体一样具有流动性,而其化学性质与某些晶体相似,具有各项异性的物质叫液晶某些晶体相似,具有各项异性的物质叫液晶第十三页,讲稿共五十一页哦液体的
10、微观结构液体的微观结构 液体有一定的体积,不易被压缩,这一特点跟固液体有一定的体积,不易被压缩,这一特点跟固体体样;另一方面又像气体,没有一定的形状,具有样;另一方面又像气体,没有一定的形状,具有流动性。流动性。液体的分子间距离大约为液体的分子间距离大约为r0,相互作用较强,液体分,相互作用较强,液体分子的热运动主要表现为在平衡位置附近做微小的振动子的热运动主要表现为在平衡位置附近做微小的振动,这一点跟固体分子的运动情况类似。但液体分子没,这一点跟固体分子的运动情况类似。但液体分子没有固定的平衡位置,它们在某一平衡位置附近振动一有固定的平衡位置,它们在某一平衡位置附近振动一小段时间后,又转到另
11、一个平衡位置去振动。这就是小段时间后,又转到另一个平衡位置去振动。这就是液体具有流动性的原因。这一个特点明显区别于固体液体具有流动性的原因。这一个特点明显区别于固体。第十四页,讲稿共五十一页哦 液体与非晶体的微观结构很类似。非晶体液体与非晶体的微观结构很类似。非晶体随着温度的升高而逐渐软化,流动性也逐随着温度的升高而逐渐软化,流动性也逐渐增加。因此,有时把非晶体看作是过冷渐增加。因此,有时把非晶体看作是过冷液体,而固体往往只专指晶体。液体,而固体往往只专指晶体。第十五页,讲稿共五十一页哦第十六页,讲稿共五十一页哦液体的表面张力液体的表面张力1、硬币为何会浮在水面上?棉线为什么会绷紧?、硬币为何
12、会浮在水面上?棉线为什么会绷紧?第十七页,讲稿共五十一页哦液体的表面张力液体的表面张力 液体表面有一层跟气液体表面有一层跟气体接触的薄层,叫做体接触的薄层,叫做表面层表面层 第十八页,讲稿共五十一页哦 处于表面层的液体分子,一方面受到上处于表面层的液体分子,一方面受到上方气体分子作用,另一方面又受到下方方气体分子作用,另一方面又受到下方液体分子作用。而液体分子比气体分子液体分子作用。而液体分子比气体分子的作用强,所以,表面层分子排列比液的作用强,所以,表面层分子排列比液体内部要稀疏些,分子间距离较液体内体内部要稀疏些,分子间距离较液体内部也大一点部也大一点 在表面层里分子间的作用就表现为引力。
13、在表面层里分子间的作用就表现为引力。第十九页,讲稿共五十一页哦 液面各部分间的相互吸引力就叫做表面张力液面各部分间的相互吸引力就叫做表面张力 o液体表面具有收缩到最小的趋势液体表面具有收缩到最小的趋势 第二十页,讲稿共五十一页哦第二十一页,讲稿共五十一页哦一、气体的状态和状态参量一、气体的状态和状态参量 对于气体的某种性质均需用一个物理量来描对于气体的某种性质均需用一个物理量来描述述.如气体的热学性质可用温度如气体的热学性质可用温度(T)来描述来描述,其其力学性质可用压强力学性质可用压强(p)来描述,几何性质用来描述,几何性质用体积体积(V)来描述来描述.状态参量状态参量:描述气体性质的物理量
14、叫状态参描述气体性质的物理量叫状态参量量.第二十二页,讲稿共五十一页哦第二十三页,讲稿共五十一页哦第二十四页,讲稿共五十一页哦第二十五页,讲稿共五十一页哦第二十六页,讲稿共五十一页哦1 1、文字表述:、文字表述:一定质量某种气体,在温度不一定质量某种气体,在温度不变的情况下,压强变的情况下,压强p p与体积与体积V V成反比。成反比。2 2、公式表述:、公式表述:pV=CpV=C(常数)常数)或或p p1 1V V1 1=p=p2 2V V2 24 4、适用范围:、适用范围:温度不太低,压强不太大温度不太低,压强不太大一、玻意耳定律一、玻意耳定律3 3、条件、条件:气体质量一定且温度不变气体质
15、量一定且温度不变(玻意耳玻意耳马略特定律马略特定律)第二十七页,讲稿共五十一页哦小试牛刀小试牛刀一定质量气体的体积是一定质量气体的体积是20L20L时,压强为时,压强为1 110105 5PaPa。当。当气体的体积减小到气体的体积减小到16L16L时,压强为多大?设气体的时,压强为多大?设气体的温度保持不变。温度保持不变。2211VpVp解:以气体为研究对象,解:以气体为研究对象,由由 得得PaVVpp521121025.1第二十八页,讲稿共五十一页哦二、二、P-V图像(等温线)图像(等温线)过原点的直线过原点的直线 双曲线的一支双曲线的一支 物理意义:等温线上的某点表示气体的一个确定状态物理
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