物理十二 热学 第2讲 气体、液体和固体 .ppt

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1、第2 讲气体、液体和固体一、气体的性质1.气体的状态参量(1)温度：在宏观上表示物体的_程度；在微观上是分子_的标志.冷热平均动能273.15两种温标：摄氏温标 t：单位，在 1 个标准大气压下，水的冰点作为 0，沸点作为 100.热力学温标 T：单位 K，把_作为 0 K.绝对零度(0 K)是低温的极限，只能接近不能达到.(2)体积：气体总是充满它所在的容器，所以气体的体积总是等于盛装气体的容器的_.容积频繁碰撞(3)压强：气体的压强是由于气体分子_器壁而产生的.2.气体的分子动理论(1)气体分子运动的特点.气体分子除了相互碰撞或碰撞器壁外，还有_的作用.分子力杂乱无章有规律平均动能每个气体

2、分子的运动是_的，但对大量分子的整体来说，分子的运动是_的.密集程度(2)气体压强的微观意义：气体的压强是大量分子频繁碰撞器壁产生的.压强的大小跟两个因素有关：气体分子的_；气体分子的_.3.气体实验定律反比pV正比(1)玻意耳定律：一定质量的气体，在温度不变的情况下，(2)查理定律：一定质量的气体，在体积不变的情况下，压强 p 与热力学温度 T 成_，即 pT，_恒量.(3)盖吕萨克定律：一定质量的气体，在压强不变的情况下，体积 V 与热力学温度 T 成_，即 VT，_恒量.正比项目特点举例p-VpVCT(其中 C 为恒量)，即 pV 之积越大的等温线，温度越高，线离原点越远温度越高4.气体

3、状态变化的图象项目特点举例p-T 积越小V-T 强越小(续表)5.理想气体的状态方程(1)理想气体从宏观上来说，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.从微观上来说，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.(2)理想气体的状态方程一定质量的理想气体的状态方程：_C(恒量).【基础检测】)1.(多选)对于一定量的稀薄气体，下列说法正确的是(A.压强变大时，分子热运动必然变得剧烈B.保持压强不变时，分子热运动可能变得剧烈C.压强变大时，分子间的平均距离必然变小D.压强变大

4、时，分子间的平均距离可能变大E.压强变小时，分子间的平均距离可能变小答案：BDE分类晶体非晶体单晶体多晶体外形规则_不规则熔点确定不确定物理性质各向_性各向_性原子排列有规则，但多晶体每个晶粒间的排列无规则无规则二、固体和液体饱和蒸汽1.晶体和非晶体不规则异同分类晶体非晶体单晶体多晶体形成与转化有的物质在不同条件下能够形成不同的_；同一物质可能以_和_两种不同的形态出现；有些_在一定的条件下也可转化为_典型物质石英、云母、食盐、硫酸铜玻璃、松香、蜂蜡(续表)晶体非晶体晶体非晶体晶体2.液体、液晶吸引自动收缩最小相切(1)液体的表面张力液体表面各部分间相互_的力叫表面张力.表面张力使液体_，液体

5、表面有收缩到_的趋势.表面张力的方向和液面_；其大小除了跟边界线的长度有关外，还跟液体的种类、温度有关.(2)液晶的特性液晶分子既保持排列有序而显示各向_性，又可以自由移动位置，保持了液体的_.液晶分子的位置无序使它像_，排列有序使它像晶体.异流动性液体液晶分子的排列从某个方向看比较整齐，从另一个方向看则是杂乱无章的.液晶的物理性质很容易在外界的影响下发生改变.3.饱和蒸汽与饱和汽压、相对湿度：(1)饱和蒸汽：在密闭容器中的液体，不断地蒸发，液面上的蒸汽也不断地凝结，当两个同时存在的过程达到动态平衡时，宏观的蒸发停止，这种与液体处于_的蒸汽称为饱和蒸汽.动态平衡增大压强(2)饱和汽压：饱和蒸汽

6、所具有的压强，叫做这种液体的饱和汽压，饱和汽压随温度的升高而_.(3)相对湿度：某温度时水蒸气的_与同一温度下水的饱和汽压的百分比，称为该温度下空气的相对湿度.水蒸气的实际压强(p)相对湿度(B)同温下水的饱和汽压(ps)100%.【基础检测】2.(多选，2015 年新课标全国卷)下列说法正确的是()A.将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体B.固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同的方向上有不同的光学性质C.由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体D.在合适的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，某些非晶体也可以转化为晶体E.在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保

7、持不变，内能也保持不变答案：BCD考点气体实验定律及状态方程的应用重点归纳利用气体实验定律及气态方程解决问题的基本思路典例剖析例1：(2016 年新课标全国卷)一“U”形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞.初始时，管内汞柱及空气柱长度如图 12-2-1 所示.用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等为止.求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离.已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强 p075.0 cmHg.环境温度不变.图 12-2-1由玻意耳定律得p1l1p1l1解：设初始时，右管中空气柱的压强为p1，长度为l1；

8、左管中空气柱的压强为p2p0，长度为l2.活塞被下推h后，右管中空气柱的压强为p1，长度为l1；左管中空气柱的压强为p2，长度为l2.以cmHg为压强单位.由题给条件得p1p0(20.05.00)cmHg联立式和题给条件解得p1144 cmHg依题意，有p2p1 由玻意耳定律得p2l2p2l2联立式和题给条件解得h9.42 cm.备考策略：由题意知两部分封闭气体的温度与环境温度保持相等，气体都做等温变化.先研究的右端气体，根据玻意耳定律求出活塞下移后的压强.水银面相平时，两部分气体的压强相等，再研究左端的气体，求出活塞下移后的长度和气体压强，根据几何关系求解活塞向下移动的距离.【考点练透】1.

9、(2016 年新课标全国卷)在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强，两压强差p 与气泡半径 r 之间的关系cm的气泡缓慢上升，已知大气压强p01.0105 Pa，水的密度1.0103 kg/m3，重力加速度大小g取10 m/s2.(1)求在水下 10 m 处气泡内外的压强差.(2)忽略水温随水深的变化，在气泡上升到十分接近水面时，求气泡的半径与其原来半径之比的近似值.解：(1)当气泡在水下h10 m处时，设其半径为r1，气泡内外压强差为p1，则代入题给数据得p128 Pa.(2)设气泡在水下10 m处时，气泡内空气的压强为p1，气泡体积为V1；气泡到达十分接近水面时，气泡内空气的压强为

10、p2，内外压强差为p2，其体积为V2，半径为r2，气泡上升过程中温度不变，根据玻意耳定律有p1V1p2V2由力学平衡条件有p1p0ghp1p2p0p2气泡体积V1和V2分别为2.(2015 年新课标全国卷)如图 12-2-2 所示，一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞.已知大活塞的质量m12.50 kg，横截面积S180.0 cm2；小活塞的质量m21.50 kg，横截面积S240.0 cm2；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持l40.0 cm；汽缸外大气的压强p1.00105 Pa，温度 T303 K.初始时大活塞与大圆筒底部相距两活塞间封闭气体的温度 T1495 K

11、.现汽缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移.忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦，重力加速度大小 g 取 10 m/s2.求：(1)在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，缸内封闭气体的温度.(2)缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强.图 12-2-2解：(1)设初始时气体体积为V1，在大活塞与大圆筒底部刚接触时，缸内封闭气体的体积为V2，温度为T2.由题给条件得V2S2l在活塞缓慢下移的过程中，用p1 表示缸内气体的压强，由力的平衡条件得S1(p1p)m1gm2gS2(p1p)此过程缸内气体的压强不变.由盖吕萨克定律有联立式并代入题给数据解得T2330 K.(2)在大活塞与大圆筒底部刚接

12、触时，被封闭气体的压强为p1.在此后与气缸外大气达到热平衡的过程中，被封闭气体的体积不变.设达到热平衡时被封闭气体的压强为 p，由查理定律，有联立式并代入题给数据解得p1.01105 Pa.易错点气体状态变化图象例 2：(2014 年云南师大附中检测)一定质量的某种理想气体从状态 A 开始按图 12-2-3 所示的箭头方向经过状态 B 达到状态 C，已知气体在 A 状态时的体积为 1.5 L，求：(1)气体在状态 C 时的体积.(2)说明 AB、BC 两个变化过程是吸热还是放热，并比较 AB、BC 两个过程中热量的大小.图 12-2-3解：(1)A 至 B 过程为等压变化，由盖吕萨克定律得得V

13、B2 LB至C为等容过程，所以VCVB2 L.(2)AB 过程吸热，BC 过程放热.AB 过程中气体体积增大，对外做功，BC 过程体积不变，对外不做功，而气体内能变化相同，故 AB 过程吸收的热量大于 BC 过程放出的热量.【触类旁通】(2016 年江苏卷)如图 12-2-4 甲所示，在斯特林循环的 p-V图象中，一定质量理想气体从状态 A 依次经过状态 B、C 和 D后再回到状态 A，整个过程由两个等温和两个等容过程组成.BC 的过程中，单位体积中的气体分子数目_(填“增大”“减小”或“不变”).状态 A 和状态 D 的气体分子热运动速率的统计分布图象如图乙所示，则状态 A 对应的是_(填“”或“”).甲乙图 12-2-4解析：由题图甲知 BC 的过程中气体的体积不变，所以密度不变，即单位体积中的气体分子数目不变；因当温度升高，分子热运动加剧，速率较大的分子所占百分比增高，分布曲线的峰值向速率大的方向移动即向高速区扩展，峰值变低，曲线变宽，变平坦，由题中图知状态 A 的温度较低，所以应的是.答案：不变