人教版高中物理一轮复习课件：选修3-3固体、液体与气体 49页

第2讲 固体、液体与气体 考点1 固体和液体 1.晶体与非晶体 (1)固体分为_______和_________两类.晶体分_______和_______. (2)单晶体具有______的几何形状，多晶体和非晶体________的 几何形状；晶体有______的熔点，非晶体________的熔点. (3)单晶体具有各向______，多晶体和非晶体具有各向_______. 晶体 非晶体 多晶体 规则 无一定 确定 无确定 异性 同性 单晶体 2.液体 (1)液体的表面张力. ①概念：液体表面各部分间____________的力. ②作用：液体的__________使液面具有收缩到表面积最小的趋势. ③方向：表面张力跟液面_______，且跟这部分液面的分界线 _________. ④大小：液体的温度越高，表面张力_______；液体中溶有杂质 时，表面张力______；液体的密度越大，表面张力_______. (2)液晶. ①液晶分子既保持排列有序而显示各向______，又可以自由移动 位置，保持了液体的_________； 互相吸引 表面张力 相切 垂直 越小 变小 越大 异性 流动性 ②液晶分子的位置无序使它像______，排列有序使它像_____； ③液晶分子的排列从某个方向看比较整齐，而从另外一个方向 看则是____________的； ④液晶的物理性质很容易在外界的影响下_________. (3)毛细现象. 浸润液体在细管中______的现象以及不浸润液体在细管中____ 的现象. 液体 晶体 杂乱无章 发生改变 上升 下降 1.对晶体与非晶体的两点说明 (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，晶 体和非晶体在一定条件下可以相互转化. (2)晶体中的多晶体具有各向同性，晶体中的单晶体具有各向异 性，但单晶体并不一定在各种物理性质上都表现出各向异性. 2.对液体性质的两点说明 (1)液体表面层、附着层的分子结构特点是导致表面张力、浸润 和不浸润现象、毛细现象等现象的根本原因. (2)同一种液体，对一些固体是浸润的，对另一些固体可能不浸 润. 考点2 气体 1.气体的状态参量 _______、_______、温度. 2.气体的压强 (1)产生原因：由于气体分子无规则的热运动，大量的分子频繁 地碰撞器壁产生持续而稳定的________. (2)大小:气体的压强在数值上等于气体作用在_____________的 压力.公式： 压力 单位面积上 Fp= .S 压强 体积 3.气体实验定律 (1)等温变化——玻意耳定律. ①内容：一定质量的某种气体，在______不变的情况下，压强 与体积成_______. ②公式：____________或pV=C(常量) (2)等容变化——查理定律. ①内容：一定质量的某种气体，在________不变的情况下，压 强与热力学温度成_______. ②公式：___________或 (常量). ③推论式：Δp= ·ΔT. 温度 反比 p1V1=p2V2 体积 正比 1 1 2 2 p T=p T p =CT 1 1 p T (3)等压变化——盖—吕萨克定律. ①内容：一定质量的某种气体，在_______不变的情况下，其体 积与热力学温度成______. ②公式：__________或 (常量). ③推论式：ΔV= ·ΔT. 4.理想气体状态方程 (1)理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从_____________ 的气体. 压强 1 1 2 2 V T=V T V =CT 1 1 V T 气体实验定律 正比 (2)一定质量的理想气体状态方程： (常量). (3)应用状态方程解题的一般步骤. ①明确研究对象，即某一定质量的理想气体； ②确定气体在始末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2； ③由状态方程列式求解; ④讨论结果的合理性. 1 1 2 2 1 2 p V p V pV= =CT T T或 1.气体和气体分子运动的特点 2.对气体实验定律的微观解释 (1)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.气体的体积减小时，分子的密 集程度增大，气体的压强就增大，反之情况相反，所以气体的 压强与体积成反比.这就是等温变化. (2)一定质量的理想气体，体积保持不变，分子的密集程度保持 不变，当温度升高时，分子的平均动能增大，因而气体压强增 大.温度降低时，情况相反.这就是等容变化. (3)一定质量的理想气体，温度升高时，分子的平均动能增大. 要保持压强不变，只有增大气体体积，减小分子的密集程度才 行.这就是等压变化. 3.一定质量的气体不同图象的比较 类别 图线 特点 举例 p-V pV=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 1p V  1p CT , kV CT,   斜率 即斜率越 大，温度越高 p T2>T1 O T2T1 V p T2>T1 O T2 T1 1/V 过程 等 温 过 程 类别 图线 特点 举例 p-T V-T Cp T, kV C ,V  斜率 即斜率越大， 体积越小 CV T, kp C ,p  斜率 即斜率越大， 压强越小 p V2p2,T2>T1，所以V2>V1. ③由于水面的表面张力作用，当昆虫在水面上时，液体的表面向 下凹，像张紧的橡皮膜，小昆虫受到向上的弹力与重力平衡，所 以小昆虫可以在水面上停留或能跑来跑去而不会沉入水中. 答案：(1)C (2)见解析 1 2 2 1 2 1 p TV = V .p T 8.(1)下列说法正确的是___________(填写选项前的字母). A.压缩气体需要做功，说明气体分子间存在斥力 B.用手捏面包，面包体积会缩小，说明分子间有空隙 C.温度相同的氢气和氧气，氢气分子的平均动能和氧气分子的 不相同 D.夏天荷叶上小水珠呈球形，是由于液体表面张力使其表面积 具有收缩到最小趋势的缘故 (2)如图所示为一沾有肥皂膜的闭合金属框，若将膜面上棉线圈 内部的膜戳破后，棉线圈会被拉成圆形，这是因为___________ _________的作用；与戳破前相比，肥皂膜的内能_________(选 填“增加”、“减少”或“不变”). (3)如图所示，一边长为L的立方体容器内充有密度为ρ的某种 气体，已知该气体的摩尔质量为μ，阿伏加德罗常数为NA，求 容器内气体的分子数. 【解析】(1)选D.压缩气体需要做功，克服的是气体的压强，而 并非分子间的斥力，A错；用手捏面包，面包体积减小，只能说 明宏观物体间有空隙，不能说明微观分子间有空隙，B错；温度 是分子平均动能的标志，温度相同，物体分子的平均动能相同， C错；夏天荷叶上小水珠呈球形，是由于液体表面张力使其表面 积具有收缩到最小趋势的缘故，这是因为在体积相等的各种形 状的物体中，球形物体的表面积最小，D对. (2)将棉线圈内部的肥皂膜戳破后，由于液体表面张力的作用， 棉线圈会被拉成圆形，因周长一定，圆的面积最大.戳破后表面 张力做正功，肥皂膜的内能减少. (3)气体的体积V=L3,故气体的质量为m=ρL3，气体的摩尔数为 故容器内气体的分子数为nNA= . 答案：(1)D (2)液体表面张力 减少 (3) 3m Ln= = .   3 AL N  3 AL N  9.(1)(多选)如图中，p表示压强，V表示体积，T为热力学温度， 则各图中正确描述一定质量的气体发生等温变化的是( ) (2)如图所示，是一定质量的气体从状态A经状态B、C到状态D的 p-T图象，已知气体在状态B时的体积是8 L，状态A时的体积是 4 L，状态D时的体积为 L，求VC，并画出此过程的V-T图.32 3 【解析】(1)选A、B、C.A图表示温度T始终不变，B、C图表示pV 为定值，即温度不变,A、B、C对；D中p∝V，此时温度必然变化， 故D错. (2)B→C，等容过程，所以VC=VB=8 L. 此过程的V-T图如图： 答案：(1)A、B、C (2)8 L V-T图见解析 10.医疗室用的电热高压灭菌锅的锅盖密封 良好，盖上有一个排气孔，上面扣一个限压 阀，利用其重力将排气孔压住，排气孔和限 压阀的示意图如图所示，加热过程中当锅内 气压达到一定程度时，气体就会把限压阀顶 起来，使高压气体排出，这样就使锅内能保 持较高而又安全稳定的压强.若限压阀的质量m=0.1 kg，横截面 直径D=2 cm，排气孔直径d=0.3 cm，大气压为标准值(取 p0=1×105 Pa)，g取10 m/s2,则锅内气压最大可达多少？ 【解析】当锅内气压达到最大时，限压阀被顶起，此时限压阀 处于受力平衡状态，设此时锅内气压为p，则由平衡条件可得 p0S+mg=pS,S=π 所以p=p0+ =2.4×105 Pa. 答案：2.4×105 Pa 2d 4 2 4mg d 【总结提升】封闭气体压强的计算方法 (1)系统处于平衡状态下的气体压强计算方法 ①液体封闭的气体压强的确定 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. 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 通器内灵活选取等压面，由两侧压强相等建立方程求出压强.液 体内部深度为h处的总压强为p=p0+ρgh. ②固体(活塞或汽缸)封闭的气体压强的确定 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他各 力的关系. (2)加速运动系统中封闭气体压强的计算方法：一般选与气体接 触的液柱或活塞为研究对象，进行受力分析，利用牛顿第二定 律列方程求解.