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,热学(选修33),第十三章,第35讲 固体、液体和气体,栏目导航,1晶体和非晶体,不规则,异性,同性,有规则,晶体,晶体,非晶体,2液体的表面张力 液晶的微观结构 (1)液体的表面张力 作用：液体的_使液面具有收缩到表面积最小的趋势； 方向：表面张力跟液面_，且跟这部分液面的分界线_ (2)液晶 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_； 液晶分子的位置无序使它像_，排列有序使它像_； 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,表面张力,相切,垂直,异性,流动性,液体,晶体,杂乱无章,3气体、气体实验定律和理想气体 (1)气体分子运动的特点 气体分子间距较_，分子力可以_，因此分子间除碰撞外不受其他力的作用，故气体能充满整个空间； 分子做无规则的运动，速率有大有小，且时时变化，大量分子的速率按_的规律分布； 温度升高时，速率小的分子数_，速率大的分子数_，分子的平均速率将_，但速率分布规律_ (2)气体的状态参量 _、_、_,大,忽略,“中间多，两头少”,减少,增多,增大,不变,压强,体积,温度,压力,单位面积,(4)气体实验定律,p1V1p2V2,(5)理想气体状态方程 理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体； 一定质量的理想气体状态方程：_或_(C为常量),4饱和汽 未饱和汽和饱和汽压 相对湿度 (1)饱和汽与未饱和汽 饱和汽：与液体处于_的蒸汽； 未饱和汽：没有达到_的蒸汽 (2)饱和汽压 定义：饱和汽所具有的_； 特点：饱和汽压随温度而变温度越高，饱和汽压_，且饱和汽压与饱和汽的体积_,动态平衡,饱和状态,压强,越大,无关,水蒸气,压强,1判断正误 (1)单晶体的所有物理性质都是各向异性的( ) (2)单晶体具有固定的熔点，而多晶体和非晶体没有固定的熔点( ) (3)晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化( ) (4)液晶是液体和晶体的混合物( ) (5)船浮于水面上不是由于液体的表面张力( ) (6)水蒸气达到饱和时，水蒸气的压强不再变化，这时蒸发和凝结仍在进行( ) (7)一定质量的理想气体在等压变化时，其体积与摄氏温度成正比( ),2(多选)在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上石蜡，用烧热的针接触石蜡层背面上一点，石蜡熔化的范围分别如图(1)(2)(3)所示，而甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图(4)所示下列判断正确的是( ),BD,A甲、乙为非晶体，丙是晶体 B甲、丙为晶体，乙是非晶体 C甲、丙为非晶体，乙是晶体 D甲为多晶体，乙为非晶体，丙为单晶体 E甲、乙、丙都是非晶体,3(多选)对于一定质量的理想气体，下列论述中正确的是( ) A若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强一定变大 B若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强可能不变 C若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数一定增加 D若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数可能不变 E气体的压强由温度和单位体积内的分子个数共同决定 解析 单位体积内分子个数不变时，分子热运动加剧，单位面积上的碰撞次数和碰撞的平均力都变大，因此这时气体压强一定变大故选项A正确，B错误；气体的压强不变而温度降低时，根据理想气体的状态方程可判定气体的体积一定减小，气体的密度增加，则单位体积内分子个数一定增加，气体的压强跟温度和气体单位体积内的分子个数有关，故选项C、E正确，D错误,ACE,4(多选)对于一定质量的理想气体，下列四种状态变化中，可能实现的是( ) A增大压强时，温度降低，体积增大 B升高温度时，压强增大，体积减小 C降低温度时，压强增大，体积不变 D降低温度时，压强减小，体积增大 5(多选)关于饱和汽压和相对湿度，下列说法中正确的是( ) A温度不同饱和汽的饱和汽压都相同 B温度升高时，饱和汽压增大 C在相对湿度相同的情况下，夏天比冬天的绝对湿度大 D饱和汽压和相对湿度都与体积无关,BD,BCD,对液体性质的三点说明 (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 (3)液体沸腾的条件是饱和汽压和外部压强相等,一 固体和液体的性质,例1(多选)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，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体 E在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变,BCD,解析 晶体，无论体积大小，都是晶体将一块晶体敲碎后，得到的颗粒仍然是晶体，选项A错误；晶体由于空间点阵结构的不同，在不同的方向上有不同的光学性质，选项B正确；由同种元素构成的固体，例如碳元素，由于原子排列方式不同，可能构成石墨，也可能构成金刚石，选项C正确；在合适的条件下，某些晶体可以转变成非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体例如天然水晶是晶体，熔化后再凝固成石英玻璃就是非晶体，选项D正确；在熔化过程中，晶体吸收热量，但是温度保持不变，只是分子平均动能保持不变，而分子势能要增加，内能要增加，选项E错误,平衡状态下气体压强的求法 (1)参考液片法：选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程，消去面积，得到液片两侧压强相等方程，求得气体的压强 (2)力平衡法：选与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象进行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡方程，求得气体的压强 (3)等压面法：在连通器中，同一种液体(中间不间断)同一深度处压强相等,二 气体压强的计算,例2如图所示，竖直放置的U形管，左端开口，右端封闭，管内有a、b两段水银柱，将A、B两段空气柱封闭在管内已知水银柱a长10 cm，水银柱b两个液面间的高度差为5 cm，大气压强为75 cmHg，求空气柱A、B的压强,解析 设空气柱A、B产生的压强分别为pA、pB，管的横截面积为S，取a水银柱为研究对象并进行受力分析如图甲所示，得pASmagp0S，而paSgh1Smag， 故pASpaSp0S，所以pAp0pa 75 cmHg10 cmHg65 cmHg,取水银柱b为研究对象并进行受力分析如图乙所示，同理可得pBSpbSpAS，所以pBpApb65 cmHg5 cmHg60 cmHg 答案 65 cmHg 60 cmHg,气体实验定律的比较,三 气体实验定律及状态方程的应用,思维导引 两气缸活塞面积不等，如何选择受力分析的研究对象？气缸平衡时受到哪几个力作用？第一次下降过程中气体温度下降，气体进行了哪种状态变化？内外气温达到相等过程中气体进行了哪种状态变化？,答案 (1)330 K (2)1.01105 Pa,1(多选)对于液体在器壁附近的液面发生弯曲的现象，如图所示，对此有下列几种解释，正确的是( ) A表面层内分子的分布比液体内部疏 B表面层内分子的分布比液体内部密 C附着层内分子的分布比液体内部密 D附着层内分子的分布比液体内部疏,ACD,解析 液体表面具有收缩的趋势，即液体表面表现为张力，是液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，密度较小，且液面分子间表现为引力；故表面层、内分子的分布比液体内部疏，故选项A正确，B错误；附着层内分子与容器壁间引力大于内部液体分子引力，附着层分子距离小，密度大，故选项C正确；附着层内分子与容器壁间吸引力小于内部液体分子引力，附着层分子距离大，密度小，故选项D正确,2(2017全国卷 )(多选)氧气分子在0 和100 温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示下列说法正确的是( ),ABC,A图中两条曲线下面积相等 B图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形 C图中实线对应于氧气分子在100 时的情形 D图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目 E与0 时相比，100 时氧气分子速率出现在0400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大,解析 根据气体分子单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化曲线的意义可知，题图中两条曲线下面积相等，选项A正确；题图中虚线占百分比较大的分子速率较小，所以对应于氧气分子平均动能较小的情形，选项B正确；题图中实线占百分比较大的分子速率较大，分子平均动能较大，根据温度是分子平均动能的标志，可知实线对应于氧气分子在100 时的情形，选项C正确；根据分子速率分布图可知，题图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目占总分子数的百分比，不能得出任意速率区间的氧分子数目，选项D错误；由分子速率分布图可知，与0 时相比，100 时氧气分子速率出现在0400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小，选项E错误,3下列关于液体表面现象的说法中正确的是( ) A把缝衣针小心地放在水面上，缝衣针可以把水面压弯而不沉没，是因为缝衣针的重力小，又受到液体的浮力的缘故 B处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会成球状，是因为液体内分子间有相互吸引力 C玻璃管裂口放在火上烧熔，它的尖端就变圆，是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下，表面要收缩到最小的缘故 D漂浮在热菜汤表面上的油滴，从上面观察是圆形的，是因为油滴液体呈各向同性的缘故,C,解析 把缝衣针轻放在水面上，它会浮在水面上，这是由于水表面存在表面张力的缘故，选项A错误；水银成球状，是由于液体表面张力的缘故，选项B错误；菜汤表面上的油滴是圆形的，也是液体表面存在张力的缘故，故选项D错误,5(2017江苏高考)(多选)定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C，其VT图象如图所示下列说法正确的有_ AAB的过程中，气体对外界做功 BAB的过程中，气体放出热量 CBC的过程中，气体压强不变 DABC的过程中，气体内能增加,BC,6(2017湖南长沙模拟)一定质量的理想气体由状态A变为状态D，其有关数据如图甲所示，若状态D的压强是2104 Pa (1)求状态A的压强 (2)请在乙图中画出该状态变化过程的pT图象，并分别标出A、B、C、D各个状态，不要求写出计算过程,答案 (1)4104 Pa (2)见解析,例1(10分)汽缸截面积为S，质量为m的梯形活塞上面是水平的，下面与右侧竖直方向的夹角为，如图所示，当活塞上放质量为M的重物时处于静止设外部大气压为p0，若活塞与缸壁之间无摩擦求汽缸中气体的压强,答题送检来自阅卷名师报告,1(2018湖北黄石模拟)在光滑水平面上有一个内外壁都光滑的汽缸，汽缸质量为M，汽缸内有一质量为m的活塞，已知Mm.活塞密封一部分理想气体现对汽缸施一水平向左的拉力F时，如图甲，汽缸的加速度为a1，封闭气体的压强为P1，体积为V1；若用同样大小的力F水平向左推活塞，如图乙，汽缸的加速度为a2，封闭气体的压强为P2，体积为V2，设密封气体的质量和温度均不变，则( ) Aa1a2，p1V2 Ba1p2，V1a2，p1p2，V1V2,A,解析 对汽缸与活塞组成的整体，据牛顿第二定律可知a1a2.对甲图，以活塞为研究对象，有p0Sp1Sma1；对乙图，以汽缸为研究对象，有p2Sp0SMa2；由以上两式可知p1p2.根据玻意耳定律可知p1V1p2V2，则V1V2.选项A正确,2如图所示，有一圆筒形汽缸静置在地上，汽缸圆筒的质量为M，活塞及手柄的质量为m，活塞截面积为S.现用手握住活塞手柄缓慢地竖直向上提，求汽缸刚离地时缸内封闭气体的压强(当时的大气压强为p0，当地的重力加速度为g，活塞与汽缸壁的摩擦不计，活塞未脱离汽缸),答案 (1)1.2105 Pa (2)500 K,
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