高中物理 9.1 固体 9.2 液体课件 新人教选修33.ppt
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1、2021/8/11 星期三12021/8/11 星期三22021/8/11 星期三32021/8/11 星期三42021/8/11 星期三52021/8/11 星期三62021/8/11 星期三72021/8/11 星期三82021/8/11 星期三92021/8/11 星期三102021/8/11 星期三112021/8/11 星期三122021/8/11 星期三132021/8/11 星期三14一、晶体和非晶体的比较及晶体的微观结构一、晶体和非晶体的比较及晶体的微观结构2021/8/11 星期三151.单晶体、多晶体及非晶体的区别与联系单晶体、多晶体及非晶体的区别与联系(1)区别区别固体可
2、以分为晶体、非晶体两大类,其中晶体又分为单晶体和固体可以分为晶体、非晶体两大类,其中晶体又分为单晶体和多晶体,其区别和联系如下:多晶体,其区别和联系如下:2021/8/11 星期三162021/8/11 星期三17(2)联系联系:在一定条件下在一定条件下,晶体可以变为非晶体晶体可以变为非晶体,非晶体也可以变非晶体也可以变为晶体为晶体.2021/8/11 星期三182.正确理解单晶体的各向异性正确理解单晶体的各向异性(1)在物理性质上在物理性质上,单晶体具有各向异性单晶体具有各向异性,而非晶体则是各向同性的而非晶体则是各向同性的.单晶体的各向异性是指单晶体在不同方向上的物理性质不同单晶体的各向异
3、性是指单晶体在不同方向上的物理性质不同,也就是沿不同方向去测试单晶体的物理性能时,测试结果不同也就是沿不同方向去测试单晶体的物理性能时,测试结果不同.通常所说的物理性质包括弹性、硬度、导热性能、导电性通常所说的物理性质包括弹性、硬度、导热性能、导电性能、磁性等能、磁性等.2021/8/11 星期三19(2)单晶体具有各向异性单晶体具有各向异性,并不是说每一种单晶体都能在各种物并不是说每一种单晶体都能在各种物理性质上表现出各向异性理性质上表现出各向异性,举例如下举例如下:云母、石膏晶体在导热性上表现出显著的各向异性云母、石膏晶体在导热性上表现出显著的各向异性沿不沿不同方向传热的快慢不同同方向传热
4、的快慢不同.方铅矿石晶体在导电性上表现出显著的各向异性方铅矿石晶体在导电性上表现出显著的各向异性沿不同沿不同方向电阻率不同方向电阻率不同.立方体形的铜晶体在弹性上表现出显著的各向异性立方体形的铜晶体在弹性上表现出显著的各向异性沿不沿不同方向的弹性不同同方向的弹性不同.方解石晶体在光的折射上表现出各向异性方解石晶体在光的折射上表现出各向异性沿不同方向的沿不同方向的折射率不同折射率不同.2021/8/11 星期三203.晶体的微观结构与物理性质晶体的微观结构与物理性质(1)晶体微观结构晶体微观结构组成晶体的物质微粒有规则地在空间排列组成晶体的物质微粒有规则地在空间排列,呈现周而复始的呈现周而复始的
5、周期性周期性.晶体内部各微粒之间存在很强的相互作用力晶体内部各微粒之间存在很强的相互作用力,结构的不同、结构的不同、结构距离的不同、作用力的大小也不同结构距离的不同、作用力的大小也不同,微粒被相互的作用力微粒被相互的作用力约束在一定的位置上约束在一定的位置上.微粒在各自的平衡位置附近做微小的振动微粒在各自的平衡位置附近做微小的振动.当外界干扰强烈当外界干扰强烈或温度变化时或温度变化时,结构也发生变化结构也发生变化,周期性被破坏,晶体也可以转周期性被破坏,晶体也可以转为非晶体为非晶体.2021/8/11 星期三21(2)物理性质物理性质晶体的微观结构决定其宏观物理性质,改变物质的微观结构从晶体的
6、微观结构决定其宏观物理性质,改变物质的微观结构从而改变物质的属性,如碳原子可以组成性质差别很大的石墨和而改变物质的属性,如碳原子可以组成性质差别很大的石墨和金刚石,有些晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化金刚石,有些晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化.2021/8/11 星期三22 晶体、非晶体的区分关键是看有无固定的熔点,晶体、非晶体的区分关键是看有无固定的熔点,单晶体与多晶体的区分关键是看有无规则外形及物理性质是各单晶体与多晶体的区分关键是看有无规则外形及物理性质是各向异性还是各向同性向异性还是各向同性.2021/8/11 星期三23【典例典例1】(2020昆明高二检测昆明高二检测)关于
7、晶体和非晶体关于晶体和非晶体,下列说法下列说法中正确的是中正确的是()A.有规则几何外形的固体一定是晶体有规则几何外形的固体一定是晶体B.晶体在物理性质上一定是各向异性的晶体在物理性质上一定是各向异性的C.非晶体不可能转化为晶体非晶体不可能转化为晶体D.晶体有确定的熔点晶体有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点非晶体没有确定的熔点 【解题指导解题指导】解答本题可以按以下思路进行解答本题可以按以下思路进行:2021/8/11 星期三24【标准解答标准解答】选选D.D.因为外形是否规则可以用人工的方法处理因为外形是否规则可以用人工的方法处理,所以选项所以选项A A错错;多晶体在物理性质上是各向同性的多
8、晶体在物理性质上是各向同性的,B,B错错;实验证实验证明非晶体在适当的条件下可以转化为晶体明非晶体在适当的条件下可以转化为晶体,C,C错错;晶体与非晶体晶体与非晶体的区别表现在是否有确定的熔点的区别表现在是否有确定的熔点.答案为答案为D.D.2021/8/11 星期三25【规律方法规律方法】判断晶体与非晶体的方法判断晶体与非晶体的方法晶体与非晶体最本质的区别是晶体有确定的熔点,而非晶体无晶体与非晶体最本质的区别是晶体有确定的熔点,而非晶体无确定的熔点,由于多晶体和非晶体都是具有各向同性,没有规确定的熔点,由于多晶体和非晶体都是具有各向同性,没有规则外形的特点,仅从各向同性或几何形状不能断定某一
9、固体是则外形的特点,仅从各向同性或几何形状不能断定某一固体是晶体还是非晶体晶体还是非晶体.2021/8/11 星期三26二、液体的微观结构与表面张力二、液体的微观结构与表面张力2021/8/11 星期三311.液体的微观结构与宏观特性液体的微观结构与宏观特性液体中的分子跟固体一样是密集在一起的,液体分子的热运动液体中的分子跟固体一样是密集在一起的,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,所以液体具有一定主要表现为在平衡位置附近做微小的振动,所以液体具有一定的体积,但液体分子只在很小的区域内有规则地排列,这种区的体积,但液体分子只在很小的区域内有规则地排列,这种区域是暂时形成的,边
10、界和大小随时改变,有时瓦解,有时又重域是暂时形成的,边界和大小随时改变,有时瓦解,有时又重新形成新形成.所以液体具有流动性,液体由大量这种暂时形成的小所以液体具有流动性,液体由大量这种暂时形成的小区域构成,这种小区域杂乱无章地分布着区域构成,这种小区域杂乱无章地分布着.无一定的形状,分无一定的形状,分子的移动比固体容易,所以扩散比固体要快子的移动比固体容易,所以扩散比固体要快.2021/8/11 星期三322.液体表面张力的形成液体表面张力的形成(1)分子间距特点:由于蒸发现象,液体表面分子分布比内部分分子间距特点:由于蒸发现象,液体表面分子分布比内部分子稀疏子稀疏.(2)分子力特点:液体内部
11、分子间引力、斥力基本上相等,而液分子力特点:液体内部分子间引力、斥力基本上相等,而液体表面层分子之间距离较大,分子力表现为引力体表面层分子之间距离较大,分子力表现为引力.(3)表面特性:表面层分子之间的引力使液面产生了表面张力,表面特性:表面层分子之间的引力使液面产生了表面张力,使液体表面形成一层绷紧的膜使液体表面形成一层绷紧的膜.(4)表面张力的方向:表面张力的方表面张力的方向:表面张力的方向和液面相切,垂直于液面上的各条向和液面相切,垂直于液面上的各条分界线分界线.如图所示如图所示.2021/8/11 星期三333.表面张力及其作用表面张力及其作用(1)表面张力使液体表面具有收缩趋势,使液
12、体表面积趋于最小表面张力使液体表面具有收缩趋势,使液体表面积趋于最小.而在体积相同的条件下,球形的表面积最小而在体积相同的条件下,球形的表面积最小.例如,吹出的肥皂泡呈球形,滴在洁净玻璃板上的水银滴呈球例如,吹出的肥皂泡呈球形,滴在洁净玻璃板上的水银滴呈球形形.(但由于受重力的影响,往往呈扁球形,在完全失重条件下但由于受重力的影响,往往呈扁球形,在完全失重条件下才呈球形才呈球形.)(2)表面张力的形成原因是表面层表面张力的形成原因是表面层(液体跟空气接触的一个薄层液体跟空气接触的一个薄层)中分子间距离大,分子间的相互作用表现为引力中分子间距离大,分子间的相互作用表现为引力.(3)表面张力的大小
13、除了跟边界线长度有关外,还跟液体的种类、表面张力的大小除了跟边界线长度有关外,还跟液体的种类、温度有关温度有关.2021/8/11 星期三34 表面张力使液面有收缩的趋势表面张力使液面有收缩的趋势,故往往会误认为收故往往会误认为收缩后缩后rr0.rr0.实质上液体表面张力是液体表面层分子间距离大实质上液体表面张力是液体表面层分子间距离大于分子间平衡距离于分子间平衡距离r0r0时,表现出的分子间的吸引力时,表现出的分子间的吸引力.2021/8/11 星期三35【典例典例2】关于液体,下列说法正确的是关于液体,下列说法正确的是()A.液体的性质介于气体和固体之间,更接近气体液体的性质介于气体和固体
14、之间,更接近气体B.小液滴成球状,说明液体有一定形状和体积小液滴成球状,说明液体有一定形状和体积C.液面为凸形时表面张力使表面收缩,液面为凹形时表面张力液面为凸形时表面张力使表面收缩,液面为凹形时表面张力使表面伸张使表面伸张D.液体的扩散比固体的扩散快液体的扩散比固体的扩散快2021/8/11 星期三36 【解题指导解题指导】求解此题应把握以下三点:求解此题应把握以下三点:2021/8/11 星期三37【标准解答标准解答】选选D.D.液体性质介于气体和固体之间,更接近于固液体性质介于气体和固体之间,更接近于固体,具有不易被压缩,有一定体积,没有一定形状,扩散比固体,具有不易被压缩,有一定体积,
15、没有一定形状,扩散比固体快等特点,体快等特点,A A、B B错,错,D D对对.无论液面为凸面还是凹面,表面张无论液面为凸面还是凹面,表面张力总是使表面收缩,力总是使表面收缩,C C错错.2021/8/11 星期三38三、对浸润和不浸润现象及毛细现象的分析三、对浸润和不浸润现象及毛细现象的分析2021/8/11 星期三411.附着层内分子受力情况附着层内分子受力情况液体和固体接触时,附着层的液体分子除受液体内部的分子吸液体和固体接触时,附着层的液体分子除受液体内部的分子吸引外,还受到固体分子的吸引引外,还受到固体分子的吸引.2.浸润的成因浸润的成因当固体分子吸引力大于液体内部分子力时,附着层内
16、液体分子当固体分子吸引力大于液体内部分子力时,附着层内液体分子比液体内部分子稠密,附着层中分子之间表现为斥力,具有扩比液体内部分子稠密,附着层中分子之间表现为斥力,具有扩展的趋势,这时表现为液体浸润固体展的趋势,这时表现为液体浸润固体.2021/8/11 星期三423.不浸润的成因不浸润的成因当固体分子吸引力小于液体内部分子力时,附着层内液体分子当固体分子吸引力小于液体内部分子力时,附着层内液体分子比液体内部分子稀疏,附着层中分子之间表现为引力,具有收比液体内部分子稀疏,附着层中分子之间表现为引力,具有收缩的趋势,这时表现为液体不浸润固体缩的趋势,这时表现为液体不浸润固体.4.毛细现象毛细现象
17、(1)两种表现:浸润液体在细管中上升及不浸润液体在细管中下两种表现:浸润液体在细管中上升及不浸润液体在细管中下降降.(2)产生原因产生原因毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系.2021/8/11 星期三43如图所示,如图所示,甲是浸润情况,此时管内液面呈凹形,因为水的甲是浸润情况,此时管内液面呈凹形,因为水的表面张力作用,液体会受到一向上的作用力,表面张力作用,液体会受到一向上的作用力,因而管内液面因而管内液面要比管外高;乙是不浸润情况,管内液面呈凸形,表面张力的要比管外高;乙是不浸润情况,管内液面呈凸形,表面张力的作用使液体受到一向下的力,因而
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