高考综合复习热学专题复习中学教育高考_中学教育-高考.pdf

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1、学习必备 欢迎下载 高考综合复习热学专题复习二 固体 液体和气体 第一部分 固体和液体 知识要点梳理 知识点一固体的分类 知识梳理 1、晶体和非晶体 （1）在外形上，晶体具有确定的几何形状，而非晶体则没有。（2）在物理性质上，晶体具有各向异性，而非晶体则是各向同性的。（3）晶体具有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点。（4）晶体和非晶体并不是绝对的，它们在一定条件下可以相互转化。例如把晶体硫加热熔化（温度不超过 300）后再倒进冷水中，会变成柔软的非晶体硫，再过一段时间又会转化为晶体硫。2、多晶体和单晶体 单个的晶体颗粒是单晶体，由单晶体杂乱无章地组合在一起是多晶体。多晶体具有各向同性。3、晶体

2、的微观结构 组成晶体的物质微粒（分子、原子或离子）都是按照各自的规则排列的，具有空间上的周期性，微粒的热运动表现为在一定的平衡位置附近不停地做振动。知识点二液体 知识梳理 1、液体的微观结构及物理特性 （1）从宏观看 因为液体介于气体和固体之间，所以液体既像固体具有一定的体积，不易压缩，又像气体没有形状，具有流动性。（2）从微观看有如下特点 液体分子密集在一起，具有体积不易压缩；分子间距接近固体分子，相互作用力很大；液体分子在很小的区域内有规则排列，此区域是暂时形成的，边界和大小随时改变，并且杂乱无章排列，因而液体表现出各向同性；液体分子的热运动虽然与固体分子类似，但无长期固定的平衡位置，可在

3、液体中移动，因而显示出流动性，且扩散比固体快。2、液体的表面张力 如果在液体表面任意画一条线，线两侧的液体之间的作用力是引力，它的作用是使液体面绷紧，所以叫液体的表面张力。学习必备 欢迎下载 3、浸润和不浸润 将玻璃放入水中取出来，玻璃上沾一层水，此现象为浸润现象。将玻璃放入水银中取出来，玻璃上无水银痕迹，此现象为不浸润现象。对玻璃来说，水是浸润液体，水银是不浸润液体。产生浸润和不浸润现象的原因是液体和固体接触处形成一个液体薄层的附着层，附着层的液体分于既受到固体分子吸引力作用，同时受到液体内部分子的吸引力作用。当形成浸润现象；当形成不浸润现象。如用墨水在纸上写字，纸被墨水漫润，留下字体，所以

4、墨水是纸的浸润液体。同理，水是毛巾的浸润液体；水是羽毛的不浸润液体。4、毛细现象 把水装在玻璃管里，由于水是玻璃的浸润液体，液体就上升。把水银装在玻璃管里，由于水银是玻璃的不浸润液体，水银就下降。把浸润液体在毛细管里上升的现象和不浸润液体在毛细管里下降的现象，叫做毛细现象。能发生毛细现象的管叫毛细管。产生毛细现象的原因：是附着层内液面的液体分子受力使附着层液面上升（下降），液面弯曲使液面变大，而表面张力的收缩使液面减少，液体上升（下降），直至表面张力与上升（或下降）的液柱所受的重力相平衡为止。特别提醒：毛细现象是浸润和不浸润及表面张力共同作用而形成的结果，毛细管越细，毛细现象越明显。毛细现象在

5、日常生活中有许多应用。疑难导析 表面张力的解释：我们知道分子间的距离大于某一数值时，分子力表现为引力，小于这个数值时表现为斥力，如果分子间的距离等于，分子力为 0。在液体内部，分子间的距离在左右，而在表面层，分子比较稀疏，分子间的距离大于（如图所示），因此分子间的作用表现为相互吸引。特别提醒：表面张力使液体自动收缩，由于有表面张力的作用，液体表面有收缩到最小的趋势，表面张力的方向跟液面相切。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）中分子间距离大，分子间的相互作用表现为引力。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。知识点三液晶 知识梳理 1液晶的物理性质 液

6、晶具有液体的流动性，又具有晶体的光学各向异性。的分类知识梳理晶体和非晶体在外形上晶体具有确定的几何形状而非晶体则没有在物理性质上晶体具有各向异性而非晶体则是各向同性的晶体具有确定的熔点而非晶体没有确定的熔点晶体和非晶体并不是绝对的它们在一定条件下可体硫多晶体和单晶体单个的晶体颗粒是单晶体由单晶体杂乱无章地组合在一起是多晶体多晶体具有各向同性晶体的微观结构组成晶体的物质微粒分子原子或离子都是按照各自的规则排列的具有空间上的周期性微粒的热运动表现为在固体之间所以液体既像固体具有一定的体积不易压缩又像气体没有形状具有流动性从微观看有如下特点液体分子密集在一起具有体积不易压缩分子间距接近固体分子相互作

7、用力很大液体分子在很小的区域内有规则排列此区域是暂时学习必备 欢迎下载 2液晶分子的排列特点 液晶分子的位置无序，但排列是有序的。知识点四 物态变化中的能量交换 知识梳理 1熔化 （1）熔点跟物质的种类有关，还受压强的影响。（2）晶体有一定的熔点，在压强一定时，熔化热为一定值；非晶体没有确定的熔点，也没有确定的熔化热。（3）熔化热的单位：焦千克（）。2汽化 （1）汽化有两种方式：蒸发和沸腾蒸发在任何温度下都能发生，沸腾只在一定的温度下才会发生，这个温度就是液体的沸点。（2）物体的汽化热与温度和压强有关。（3）汽化热的单位：焦千克（）。疑难导析 1、为何晶体熔化时要从外界吸热，而温度又不升高 结

8、合分子动理论，对晶体熔化的过程可分为三个阶段进行分析。（1）开始熔化之前，从外界获得的能量，主要用来增加微粒的平均动能，因而物体的温度升高，因热膨胀而体积变化引起的势能变化可不考虑。（2）熔化过程，晶体从外界获得的能量，完全用来破坏晶体内部微粒的规则排列，克服微粒间引力做功，只增加微粒的势能，而不增加微粒的动能，所以晶体在熔化过程中温度保持不变。（3）熔化终了之后，晶体全部由固态变为液态继续加热，液体升温，于是分子平均动能增大。2、影响饱和汽压的因素 （1）饱和汽压跟液体的种类有关 实验表明，在相同的温度下，不同液体的饱和汽压一般是不同的。挥发性大的液体，饱和汽压大。（2）饱和汽压跟温度有关

9、微观解释：饱和汽压随温度的升高而增大这是因为温度升高时，液体里能量较大的分子增多，单位时间内从液面飞出的分子也增多，致使饱和汽的密度增大，同时分子热运动的平均动能也增大，这也导致饱和汽压增大。（3）饱和汽压跟体积无关 第二部分 气体 知识要点梳理 知识点一压强的理解和计算 知识梳理 的分类知识梳理晶体和非晶体在外形上晶体具有确定的几何形状而非晶体则没有在物理性质上晶体具有各向异性而非晶体则是各向同性的晶体具有确定的熔点而非晶体没有确定的熔点晶体和非晶体并不是绝对的它们在一定条件下可体硫多晶体和单晶体单个的晶体颗粒是单晶体由单晶体杂乱无章地组合在一起是多晶体多晶体具有各向同性晶体的微观结构组成晶

10、体的物质微粒分子原子或离子都是按照各自的规则排列的具有空间上的周期性微粒的热运动表现为在固体之间所以液体既像固体具有一定的体积不易压缩又像气体没有形状具有流动性从微观看有如下特点液体分子密集在一起具有体积不易压缩分子间距接近固体分子相互作用力很大液体分子在很小的区域内有规则排列此区域是暂时学习必备 欢迎下载 1静止或匀速运动系统中封闭气体压强的确定 （1）液体封闭的气体的压强 平衡法：选与气体接触的液柱为研究对象，进行受力分析，利用它的受力平衡，求出气体的压强。熟练后可直接由压强平衡关系写出待测压强，不一定非要从力的平衡方程式找起。取等压面法：根据同种液体在同一水平液面处压强相等，在连通器内灵

11、活选取等压面,由两侧压强相等建立方程求出压强。选取等压面时要注意，等压面下一定要是同种液体，否则就没有压强相等的关系。（2）固体（活塞或气缸）封闭的气体的压强 由于该固体必定受到被封闭气体的压力，所以可通过对该固体进行受力分析，由平衡条件建立方程，来找出气体压强与其它各力的关系。2加速运动系统中封闭气体压强的确定 要恰当地选择研究对象进行受力分析，然后依据牛顿第二定律列式求出封闭气体的压强。一般地，进行受力分析的研究对象选择为与封闭气体相联系的液柱、活塞或气缸等。该解法的实质就是把要求解的热学中的压强问题转化为力学问题。特别提醒：气体问题中应用牛顿第二定律列式时，式中气体压力中的“p”必须采用

12、国际单位。如题中告诉压强为 75cmHg，则应写成Pa。疑难导析 1气体的压强与大气压强 因密闭容器中的气体密度一般很小，由气体自身重力产生的压强极小，可以忽略不计，故气体压强由气体分子碰撞器壁产生，与地球引力无关。气体对上下左右器壁的压强大小都是相等的。大气压强却是由于空气受到重力作用而产生的。由于地球引力作用的原因，大气层的分子密度上方小下方大，从而使得大气压强的值随高度而减小。2求解气体的压强时，应注意：（1）封闭气体对器壁的压强处处相等。（2）同种液体，如果中间间断，那么同一深度处压强不相等。（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。知识点二气体实验定律

13、知识梳理 1、气体实验定律 （1）等温变化 等温变化：一定质量的气体，在温度不变的情况下其压强随体积的变化关系。玻意耳定律 内容：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强 p 与体积 V成反比。的分类知识梳理晶体和非晶体在外形上晶体具有确定的几何形状而非晶体则没有在物理性质上晶体具有各向异性而非晶体则是各向同性的晶体具有确定的熔点而非晶体没有确定的熔点晶体和非晶体并不是绝对的它们在一定条件下可体硫多晶体和单晶体单个的晶体颗粒是单晶体由单晶体杂乱无章地组合在一起是多晶体多晶体具有各向同性晶体的微观结构组成晶体的物质微粒分子原子或离子都是按照各自的规则排列的具有空间上的周期性微粒的热运动表现为

14、在固体之间所以液体既像固体具有一定的体积不易压缩又像气体没有形状具有流动性从微观看有如下特点液体分子密集在一起具有体积不易压缩分子间距接近固体分子相互作用力很大液体分子在很小的区域内有规则排列此区域是暂时学习必备 欢迎下载 公式：或 或（常量）（2）等容变化 等容变化：一定质量的气体在体积不变的情况下，压强随温度的变化关系。查理定律 内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强 p 与热力学温度 T成正比。公式：或或（常量）（3）等压变化 等压变化：一定质量的气体在压强不变的情况下，体积随温度的变化关系。盖吕萨克定律 内容：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积 V与热力学温度 T

15、成正比。公式：或或（常量）2、气体实验定律三种图线的对比 知识点三理想气体状态方程 知识梳理 1、理想气体 （1）宏观上讲 理想气体是指在任何条件下始终遵守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。特别提醒：理想气体是不存在的，它是实际气体在一定程度的近似，是一种理想化的模型。“理想气体”如同力学中的“质点”一样，是一种理想的物理模型，是一种重要的物理研究方法。对“理想气体”研究得出的规律在很大温度范围和压强范围内都能适用于实际气体，因此它是有很

16、大实际意义的。2、理想气体状态方程 （1）内容 一定质量的某种理想气体在从一个状态 1 变化到另一个状态 2 时，尽管 p、V、T都可能改变，但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变，这就叫作一定质量的理想气体的状态方程。（2）表达式 的分类知识梳理晶体和非晶体在外形上晶体具有确定的几何形状而非晶体则没有在物理性质上晶体具有各向异性而非晶体则是各向同性的晶体具有确定的熔点而非晶体没有确定的熔点晶体和非晶体并不是绝对的它们在一定条件下可体硫多晶体和单晶体单个的晶体颗粒是单晶体由单晶体杂乱无章地组合在一起是多晶体多晶体具有各向同性晶体的微观结构组成晶体的物质微粒分子原子或离子都是按照各自的规

17、则排列的具有空间上的周期性微粒的热运动表现为在固体之间所以液体既像固体具有一定的体积不易压缩又像气体没有形状具有流动性从微观看有如下特点液体分子密集在一起具有体积不易压缩分子间距接近固体分子相互作用力很大液体分子在很小的区域内有规则排列此区域是暂时学习必备 欢迎下载 （或）在中，恒量 C与气体的种类和质量无关，即只要物质的量相同，C就相同。（3）适用条件 一定质量、理想气体。（4）推导（利用任何两个等值变化过程）例如：从状态 1状态 C状态2，由和联立即得。3、几个有用的推论 （1）查理定律的推论：（2）盖吕萨克定律的推论：（3）理想气体状态方程的推论：a.密度方程：b.分态式方程：特别提醒：

18、（1）运用式可以解决温度变化时水银柱的移动问题，要注意温度升高时，水银柱向压强增加少的一侧移动；温度降低时，水银柱向压强减少量多的一侧移动。（2）一般利用式求解变质量问题，但也可解决定质量问题。疑难导析 1对理想气体状态方程从以下几点理解、掌握 （1）适用对象：一定质量的理想气体。（2）应用理想气体状态方程的关键是：对气体状态变化过程的分析和状态参量的确定。即：“一过程六参量”。（3）应用理想气体状态方程解题的一般思路和步骤：运用理想气体状态方程解题前，应确定在状态变化过程中保持质量不变。解题时，第一，必须确定研究的分类知识梳理晶体和非晶体在外形上晶体具有确定的几何形状而非晶体则没有在物理性质

19、上晶体具有各向异性而非晶体则是各向同性的晶体具有确定的熔点而非晶体没有确定的熔点晶体和非晶体并不是绝对的它们在一定条件下可体硫多晶体和单晶体单个的晶体颗粒是单晶体由单晶体杂乱无章地组合在一起是多晶体多晶体具有各向同性晶体的微观结构组成晶体的物质微粒分子原子或离子都是按照各自的规则排列的具有空间上的周期性微粒的热运动表现为在固体之间所以液体既像固体具有一定的体积不易压缩又像气体没有形状具有流动性从微观看有如下特点液体分子密集在一起具有体积不易压缩分子间距接近固体分子相互作用力很大液体分子在很小的区域内有规则排列此区域是暂时学习必备 欢迎下载 对象，即某一定质量的气体，分析它的变化过程。第二，确定

20、初、末两状态，正确找出初、末两状态的六个状态参量，特别是压强。第三，用理想气体状态方程列式，并求解。（4）注意方程中各物理量的单位。T必须是热力学温度，公式两边中 p 和 V单位必须统一，但不一定是国际单位。2对有相互联系的两部分（或几部分）气体，我们简称之为“关联气体”。研究该类问题时，一般也要先对各部分气体做“隔离体”。即先分别以各部分气体为研究对象，分析状态参量，根据变化特征列出状态方程；然后分析关联气体间压强的关系、体积的关系等，建立相应的辅助方程。3对讨论型、判断型的气体问题分析 有一些气体问题，若根据题给条件作定性分析，会发现气体的末状态不能被唯一确定，具有多种可能性，不同的可能性

21、与不同的外界条件相对应，这就形成了两种类型的气体问题。一种类型的问题是要对气体的各种可能状态一一进行讨论（讨论型），分析找出每种可能状态成立的条件及其结论；另一类型的问题是要根据题给条件，进一步定量地分析判断（判断型），看看究竟哪种可能状态是符合题意的真实状态，继而对该种状态进行研究。分析求解这两种类型的问题，都要求考虑问题必须全面，对各种可能性都要考虑到；还要善于找出气体状态发生转折和突变的临界状态，确定出临界状态时对应的一些临界值。知识点四气体分子运动的特点 知识梳理 1、气体分子运动的特点 （1）气体分子之间的距离很大，大约是分子直径的 10 倍，在空间能够自由移动，可以充满它所能达到的

22、空间。（2）分子的运动杂乱无章，在某一时刻，向着任何一个方向运动的分子都有，而且向各个方向运动的气体分子数目都相等。（3）每个气体分子都在做永不停息的运动，常温下大多数气体分子的速率都达到数百米每秒，在数量级上相当于子弹的速率。（4）大量分子的热运动与统计规律有关，单个分子的运动没有什么规律，速率分布表现为“中间多，两头少”。2、气体压强的产生 从分子动理论的观点看，气体的压强是大量气体分子对容器碰撞而产生的。从微观角度看，气体压强的大小跟两个因素有关：一个是平均动能，一个是分子密度。气体分子的平均动能越大，分子撞击器壁时对器壁产生的作用力越大，气体的压强就越大。而温度是分子平均动能的标志，可

23、见气体的压强跟温度有关。气体分子越密集，每秒撞击器壁单位面积的分子越多，气体的压强就越大，一定质量的气体体积越小，分子越密集，可见气体的压强跟体积有关。的分类知识梳理晶体和非晶体在外形上晶体具有确定的几何形状而非晶体则没有在物理性质上晶体具有各向异性而非晶体则是各向同性的晶体具有确定的熔点而非晶体没有确定的熔点晶体和非晶体并不是绝对的它们在一定条件下可体硫多晶体和单晶体单个的晶体颗粒是单晶体由单晶体杂乱无章地组合在一起是多晶体多晶体具有各向同性晶体的微观结构组成晶体的物质微粒分子原子或离子都是按照各自的规则排列的具有空间上的周期性微粒的热运动表现为在固体之间所以液体既像固体具有一定的体积不易压

24、缩又像气体没有形状具有流动性从微观看有如下特点液体分子密集在一起具有体积不易压缩分子间距接近固体分子相互作用力很大液体分子在很小的区域内有规则排列此区域是暂时学习必备 欢迎下载 特别提醒：气体的压强：容器中的大量气体分子对器壁的频繁碰撞，就对器壁产生一个持续的均匀的压力，而器壁单位面积上受到的压力就是气体的压强。决定气体压强大小的因素：对于质量一定的某种气体，气体的密度越大，单位体积内分子数就越多；气体的温度越高，分子的平均速率越大。所以从宏观上说，气体压强的大小是由气体的密度和温度共同决定的。气体密度越大，温度越高，气体的压强就越大。疑难导析 对气体实验定律的微观解释 1玻意耳定律的微观解释

25、 一定质量的理想气体，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，气体的体积减小到原来的几分之一，气体的密度就增大到原来的几倍，因此压强就增大到原来的几倍，反之亦然，所以气体的压强与体积成反比。2查理定律的微观解释 一定质量的理想气体，说明气体总分子数 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。3盖吕萨克定律的微观解释 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大；要保持压强不变，必须减小单位体积内的分子个数

26、，即增大气体的体积。：一个密闭的绝热容器中，有一个绝热的活塞将它隔成 A、B两部分空间，在 A、B两部分空间内封有相同质量的空气，开始时活塞被销钉固定，A部分气体的体积大于 B部分气体的体积，温度相同，如图所示。若拔出销钉后，达到平衡时，A、B两部分气体体积为、，则（）A B C D条件不足，不能确定 答案：A 解析：气体的压强与气体分子密度和温度有关，分子密度越大、温度越高，压强越大。开始时 A的体积大于 B的体积，则 A的气体分子密度小于 B气体分子密度，又它们的温度相同，所以 A的压强小于 B的压强。拔出销钉后，活塞向 A气体方向移动，活塞对 A气体做功，而 B气体对活塞做功，使 A的气

27、体分子密度增大，温度升高，B气体分子密度减小，温度降低，直至 A、B两部分气体压强相等，此时 A的温度高于 B的温度。又因为最终 A、B两部分气体压强相等活塞才能静止，而它们质量相等，A的温度高于 B的温度，所以 A的气的分类知识梳理晶体和非晶体在外形上晶体具有确定的几何形状而非晶体则没有在物理性质上晶体具有各向异性而非晶体则是各向同性的晶体具有确定的熔点而非晶体没有确定的熔点晶体和非晶体并不是绝对的它们在一定条件下可体硫多晶体和单晶体单个的晶体颗粒是单晶体由单晶体杂乱无章地组合在一起是多晶体多晶体具有各向同性晶体的微观结构组成晶体的物质微粒分子原子或离子都是按照各自的规则排列的具有空间上的周

28、期性微粒的热运动表现为在固体之间所以液体既像固体具有一定的体积不易压缩又像气体没有形状具有流动性从微观看有如下特点液体分子密集在一起具有体积不易压缩分子间距接近固体分子相互作用力很大液体分子在很小的区域内有规则排列此区域是暂时学习必备 欢迎下载 体分子密度小于 B气体分子密度，则。的分类知识梳理晶体和非晶体在外形上晶体具有确定的几何形状而非晶体则没有在物理性质上晶体具有各向异性而非晶体则是各向同性的晶体具有确定的熔点而非晶体没有确定的熔点晶体和非晶体并不是绝对的它们在一定条件下可体硫多晶体和单晶体单个的晶体颗粒是单晶体由单晶体杂乱无章地组合在一起是多晶体多晶体具有各向同性晶体的微观结构组成晶体的物质微粒分子原子或离子都是按照各自的规则排列的具有空间上的周期性微粒的热运动表现为在固体之间所以液体既像固体具有一定的体积不易压缩又像气体没有形状具有流动性从微观看有如下特点液体分子密集在一起具有体积不易压缩分子间距接近固体分子相互作用力很大液体分子在很小的区域内有规则排列此区域是暂时