高考物理鲁科版选修3-3 14.2《固体 液体 气体》课件

欢迎进入物理课堂 1 固体 1 固体分类比较 不规则 异性 同性 晶体 晶体 非晶体 非晶体 晶体 2 由以上表格内容可知 同一种物质在不同的条件下可能是也可能是 晶体中的具有各向异性 但不是在各种上都表现出各向异性 2 液体 1 表面张力 作用 液体的表面张力是液面各部分间的力 液体的表面张力使液面具有 晶体 非晶体 单晶体 物理性质 相互吸引 收缩的趋势 方向 表面张力是跟液面相切的 跟这部分液面的分界线 大小 表面张力的大小与边界线长度有关 与液体的温度 纯度 种类有关 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 产生 液晶是一种特殊的物质状态 介于和之间 垂直 越小 小 越大 液体 固体 物理性质 a 具有液体的性 b 具有晶体的光学性 c 在看其分子排列比较整齐 但从看 分子的排列是杂乱无章的 3 饱和汽与饱和汽压 动态平衡在相同时间内回到水中的分子数等于从水面飞出去的分子数 这时 水蒸气的密度不再增大 液体水也不再减少 液体与气体之间达到了平衡状态 蒸发停止 这种平衡是一种动态平衡 流动 各向异 某个方向 另一个方向 饱和汽和饱和汽压a 饱和汽和未饱和汽与液体处于动态平衡的蒸汽叫做饱和汽 而没有达到饱和状态的蒸汽叫做未饱和汽 b 饱和汽压在一定温度下 饱和汽的分子数密度是一定的 因而饱和汽的压强也是一定的 这个压强叫做这种液体的饱和汽压 未饱和汽的压强小于饱和汽压 饱和汽压与温度的关系温度升高时 饱和汽的密度随着增大 饱和汽压也增大 注意 水的饱和汽压指的只是空气中水蒸气的分气压 与其他气体的压强无关 4 空气的湿度空气的湿度可通俗地理解为空气的潮湿程度 它有和之分 绝对湿度 空气中水蒸气的压强p1叫做空气的绝对湿度 相对湿度 某湿度时空气中与同一温度时水的之比叫做空气的相对湿度 相对湿度的意义 反应了空气的潮湿程度 相对湿度 绝对湿度 水蒸气的压强 饱和汽压 3 气体的状态参量 1 温度宏观上表示物体的 微观上是分子热运动的标志 2 体积气体的体积微观上表示 宏观上等于 温度高低 平均动能 气体分子所占据的空间 气体所充满的容器的体积 3 压强从宏观上看 气体的压强与气体的和有关 从微观上看 与单位体积内的和有关 4 气体实验定律 1 玻意耳定律 内容 一定质量的气体 在保持不变的条件下 压强与体积成 公式 pV 恒量或p1V1 p2V2 体积 温度 气体分子数 分子 的平均动能 温度 反比 2 查理定律 内容 一定质量的气体 在保持不变的条件下 压强与热力学温度成 3 盖 吕萨克定律 内容 一定质量的气体 在保持不变的条件下 体积与热力学温度成 体积 正比 压强 正比 5 理想气体的状态方程 1 理想气体 意义 在任何温度 任何压强下 都遵从的气体 条件 实际气体在不太大 与相比 不太低 与相比 的情况下 可视为理想气体 特点 理想气体无 其内能由来决定 与体积无关 实验定律 气体 压强 大气压强 温度 室温 分子间相互作用力 温度 考点一对固体和液体性质的理解1 关于晶体的各向异性晶体具有各向异性 并不是每种晶体在各种物理性质上都表现出各向异性 有些晶体在导热上表现出显著的各向异性 如云母 石膏晶体 有些晶体在导电性上表现出显著的各向异性 如方铅矿 有些晶体在弹性上表现出显著的各向异性 如立方体的铜晶体 有些晶体在折射上表现出各向异性 如方解石 2 晶体与非晶体的熔化 1 晶体的温度升高时 吸收的热量全部用来破坏其空间排列的规律性 所以晶体熔化时有确定的熔点 虽然在熔化过程中不断地吸收热量 但温度并不升高 2 非晶体在加热时逐渐软化 温度持续升高 没有确定的熔点 从物理性质上看 与液体没有质的不同 所以有时又称非晶体为黏滞系数很大的液体 3 浸润和不浸润现象形成的原因 1 若固体与液体分子间的引力比较强 附着层里的分子分布比内部密 rr0 附着层里分子间的引力占优势 使液体和固体的接触面有收缩的趋势 形成不浸润现象 3 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 案例1 关于晶体和非晶体 下列说法中正确的是 A 同种物质不可能呈现晶体和非晶体两种不同的形态B 非晶体中原子 或分子 离子 都按照一定规则排列 具有空间上的周期性C 单晶体和多晶体都具有各向异性的物理性质D 某些液晶中掺入少量多色性染料 可表现出光学各向异性 解析 同种物质有可能呈现晶体和非晶体两种不同状态 如天然的水晶是晶体 熔化后再凝固就是非晶体了 单晶体具有各向异性 而多晶体是由许多单晶体杂乱无章组合而成的 因此呈现各向同性 故正确答案为D 答案 D 即时巩固1 2010 课标全国 关于晶体和非晶体 下列说法正确的是 A 金刚石 食盐 玻璃和水晶都是晶体B 晶体的分子 或原子 离子 排列是有规则的C 单晶体和多晶体有固定的熔点 非晶体没有固定的熔点D 单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的 非晶体是各向同性的 答案 B C 案例2 下列现象中 不是表面张力起主要作用的是 A 小缝衣针漂浮在水面上B 木船漂浮在水面上C 荷叶上的小水珠呈球形D 慢慢向小酒杯中注水 即使水面稍高出杯口 水仍不会流出来 解析 表面张力和液体浮力不同 表面张力形成的原因是液体表面层的分子力 而浮力产生的原因是浸入液体内部的物体上 下表面的压强差 小缝衣针漂浮在水面上 针并没有浸入液体中 只受到水表面的作用力 故是表面张力现象 小船漂浮在水面上 受到的是水的浮力 表面张力的作用效果可以使液面收缩 C D也是表面张力现象 故选B 答案 B 即时巩固2 在天平的左盘挂一根铁丝 右盘放一砝码 且铁丝浸于液体中 此时天平平衡 如图所示 现将左端液体慢慢下移使铁丝下端刚刚露出液面 则 A 天平仍然平衡B 由于铁丝离开水面沾上液体 重量增加而使天平平衡被破坏 左端下降C 由于铁丝刚离开液面时和液面间生成一液膜 此液膜的表面张力使天平左端下降D 以上说法都不对 解析 当铁丝下端刚刚露出水面时 铁丝与水面间形成薄膜 由于薄膜的表面张力使铁丝受到向下的拉力 因此天平左端下降 而铁丝离开水面时沾上的液体微乎其微 对平衡的影响非常小 由此可知A B D错误 C正确 答案 C 考点二饱和汽和饱和气压1 饱和汽 未饱和汽和饱和汽压 1 液体和气体之间的动态平衡 在密闭的容器中 液面上水分子密度增大到一定的程度时 在单位时间内回到液体中的分子数等于从液面飞出去的分子数 这时 水蒸气的密度不再增大 液体也不再减少 液体和气体之间达到了平衡状态 蒸发停止 这种平衡是一种动态平衡 2 饱和汽和未饱和汽 与液体处于动态平衡的蒸汽叫做饱和汽 而未达到饱和状态的蒸汽叫做未饱和汽 在一定温度下 饱和汽的分子数密度是一定的 饱和汽的密度随温度的升高而增大 3 饱和汽压和未饱和汽压 饱和汽所具有的压强叫做这种液体的饱和汽压 用ps表示 它随温度的升高而增大 与液体的种类有关 与体积无关 未饱和汽的压强小于饱和汽压 2 空气的湿度 1 空气的湿度 空气的湿度可通俗地理解为空气的潮湿程度 2 空气的绝对湿度 指空气中所含水蒸气的压强 用p1表示 3 相对湿度 表示空气中水蒸气离饱和状态的远近的物理量 某温度时空气中水蒸气的实际压强与同一温度下水的饱和汽压之比叫做这时空气的相对湿度 相对湿度 3 湿度 饱和汽压与温度 体积的关系空气的绝对湿度是指空气中所含水蒸气的压强 它与温度 体积无关 水的饱和汽压与温度有关 与体积无关 空气的绝对湿度要小于水的饱和汽压 因为相对湿度 而空气的绝对湿度与水的饱和汽压都与体积无关 故相对湿度与体积无关 因饱和汽压与温度有关 故相对湿度与温度有关 在绝对湿度p1不变而降低温度时 由于水的饱和汽压减小会使空气的相对湿度增大 居室的相对湿度以40 60 较适宜 案例3 2011 海南高考 关于空气湿度 下列说法正确的是 A 当人们感到潮湿时 空气的绝对湿度一定较大B 当人们感到干燥时 空气的相对湿度一定较小C 空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示D 空气的相对湿度定义为水的饱和蒸汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比 解析 由于在空气中水蒸气含量不变的情况下 气温越高时饱和蒸汽压越大 人的感觉是越干燥 即人的感觉取决于相对湿度而非绝对湿度 A错误 B正确 空气的相对湿度是指空气中所含水蒸气压强与同温度下的饱和蒸汽压的比值 空气的绝对湿度的定义就是用空气中所含水蒸气的压强来表示湿度的方法 故C正确 D错误 答案 B C 即时巩固3 下列说法正确的是 A 饱和汽压与温度有关 且随着温度的升高而增大B 饱和蒸汽是指液体不再蒸发 蒸汽不再液化时的状态C 所有晶体都有固定的形状 固有的熔点和沸点D 所有晶体由固态变成液态后 再由液态变成固态时 固态仍为晶体 解析 饱和汽压与温度有关 A正确 饱和蒸汽是指蒸发和液化处于动态平衡 B错误 单晶体有固定形状 而多晶体没有固定形状 C错误 水晶为晶体 熔化再凝固后变为非晶体 D错误 本题答案为A 答案 A 考点三气体实验定律1 玻意耳定律 2 微观解释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 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 2 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 即增大气体的体积 4 理想气体的状态方程 1 理想气体宏观上讲 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 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 技巧提示 三个气体实验定律和理想气体状态方程只有在温度不太低 压强不太大的条件下才成立 5 气体实验定律三种图线的对比 技巧提示 在应用气体图线分析问题时 一定要看清纵 横坐标所代表的物理量 尤其是横坐标表示的是摄氏温度还是热力学温度 案例4 2011 上海高考 如图 一定量的理想气体从状态a沿直线变化到状态b 在此过程中 其压强 A 逐渐增大B 逐渐减小C 始终不变D 先增大后减小 解析 在V T图象中 各点与坐标原点连线的斜率表示压强的大小 斜率越小 压强越大 答案 A 即时巩固4 2010 江苏高考 为了将空气装入气瓶内 现将一定质量的空气等温压缩 空气可视为理想气体 下列图象能正确表示该过程中空气的压强p和体积V关系的是 解析 由玻意耳定律可知 在等温变化过程中 压强p与1 V成正比 故选B项 答案 B 案例5 2011 全国新课标 如图 一上端开口 下端封闭的细长玻璃管 下部有长l1 66cm的水银柱 中间封有长l2 6 6cm的空气柱 上部有长l3 44cm的水银柱 此时水银面恰好与管口平齐 已知大气压强为p0 76cmHg 如果使玻璃管绕底端在竖直平面内缓慢地转动一周 求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度 封入的气体可视为理想气体 在转动过程中没有发生漏气 解析 设玻璃管开口向上时 空气柱的压强为p1 p0 gl3 式中 和g分别表示水银的密度和重力加速度 玻璃管开口向下时 原来上部的水银有一部分会流出 封闭端会有部分真空 设此时开口端剩下的水银柱长度为x 则p2 gl1 p2 gx p0 式中p2为管内空气柱的压强 由玻意耳定律得p1 Sl2 p2 Sh 式中h是此时空气柱的长度 S为玻璃管的横截面积 由 式和题给条件得h 12cm 从开始转动一周后 设空气柱的压强为p3 则p3 p0 gx 由玻意耳定律得p1 Sl2 p3 Sh 式中h 是此时空气柱的长度 由 式得h 9 2cm 答案 12cm9 2cm 即时巩固5 2010 上海高考 如图所示 上端开口的圆柱形气缸竖直放置 截面积为5 10 3m2 一定质量的气体被质量为2 0kg的光滑活塞封闭在气缸内 其压强为 Pa 大气压强取1 01 105Pa g取10m s2 若从初温27 开始加热气体 使活塞离气缸底部的高度由0 50m缓慢地变为0 51m 则此时气体的温度为 答案 1 05 10533 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全