物理選修3-3固體 液體和氣體
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. www.ks5u.com 第2講 固體 液體和氣體 知識(shí)一 固體和液體 1.晶體和非晶體的比較 分類 比較 晶體 非晶體 單晶體 多晶體 外形 規(guī)則 不規(guī)則 熔點(diǎn) 確定 不確定 物理性質(zhì) 各向異性 各向同性 原子排列 有規(guī)則,但多晶體每個(gè)晶體間的排列無規(guī)則 無規(guī)則 形成與轉(zhuǎn)化 有的物質(zhì)在不同條件下能夠形成不同的形態(tài).同一物質(zhì)可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn),有些非晶體在一定條件下也可轉(zhuǎn)化為晶體 典型物質(zhì) 石英、云母、食鹽、硫酸銅 玻璃、蜂蠟、松香 2.液體的表面張力 (1)作用:液體的表面張力使液面具有收縮的趨勢(shì). (2)方向:表面張力跟液面相切,跟這部分液面的分界線垂直. 3.液晶的物理性質(zhì) (1)具有液體的流動(dòng)性. (2)具有晶體的光學(xué)各向異性. (3)從某個(gè)方向上看其分子排列比較整齊,但從另一方向看,分子的排列是雜亂無章的. (1)只有單晶體和液晶具有各向異性的特性,多晶體和非晶體都是各向同性. (2)液體表面張力是液體表面分子作用力的表現(xiàn).液體表面分子間的作用力表現(xiàn)為引力. (3)浸潤(rùn)與不浸潤(rùn)也是表面張力的表現(xiàn). 知識(shí)二 飽和汽、飽和汽壓和濕度 1.飽和汽與飽和汽壓 (1)飽和汽與未飽和汽 ①飽和汽:與液體處于動(dòng)態(tài)平衡的蒸汽. ②未飽和汽:沒有達(dá)到飽和狀態(tài)的蒸汽. (2)飽和汽壓 ①定義:飽和汽所具有的壓強(qiáng). ②特點(diǎn):液體的飽和汽壓與溫度有關(guān),溫度越高,飽和汽壓越大,且飽和汽壓與飽和汽的體積無關(guān). 2.濕度 (1)定義:空氣的干濕程度. (2)描述濕度的物理量 ①絕對(duì)濕度:空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng). ②相對(duì)濕度:某溫度時(shí)空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度時(shí)飽和水汽壓的百分比,即:B=100 %. 知識(shí)三 氣體分子動(dòng)理論和氣體壓強(qiáng) 1.氣體分子之間的距離大約是分子直徑的10倍,氣體分子之間的作用力十分微弱,可以忽略不計(jì). 2.氣體分子的速率分布,表現(xiàn)出“中間多,兩頭少”的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律. 3.氣體分子向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)均等. 4.溫度一定時(shí),某種氣體分子的速率分布是確定的,速率的平均值也是確定的,溫度升高,氣體分子的平均速率增大. 5.氣體壓強(qiáng) (1)產(chǎn)生的原因 由于大量分子無規(guī)則地運(yùn)動(dòng)而碰撞器壁,形成對(duì)器壁各處均勻、持續(xù)的壓力,作用在器壁單位面積上的壓力叫做氣體的壓強(qiáng). (2)決定氣體壓強(qiáng)大小的因素 ①宏觀上:決定于氣體的溫度和體積. ②微觀上:決定于分子的平均動(dòng)能和分子數(shù)密度. 知識(shí)四 氣體實(shí)驗(yàn)定律和理想氣體狀態(tài)方程 1.氣體的三個(gè)實(shí)驗(yàn)定律 (1)等溫變化——玻意耳定律 ①內(nèi)容:一定質(zhì)量的某種氣體,在溫度不變的情況下,壓強(qiáng)與體積成反比. ②公式:p1V1=p2V2或pV=C(常量). (2)等容變化——查理定律 ①內(nèi)容:一定質(zhì)量的某種氣體,在體積不變的情況下,壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比. ②公式:=或=C(常數(shù)). (3)等壓變化——蓋—呂薩克定律 ①內(nèi)容:一定質(zhì)量的某種氣體,在壓強(qiáng)不變的情況下,其體積與熱力學(xué)溫度成正比. ②公式:=或=C(常數(shù)). 2.理想氣體及其狀態(tài)方程 (1)理想氣體 ①宏觀上講,理想氣體是指在任何條件下始終遵守氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體.實(shí)際氣體在壓強(qiáng)不太大、溫度不太低的條件下,可視為理想氣體. ②微觀上講,理想氣體的分子間除碰撞外無其他作用力,分子本身沒有體積,即它所占據(jù)的空間認(rèn)為都是可以被壓縮的空間. (2)狀態(tài)方程:=或=C(常數(shù)). 考點(diǎn)一 氣體實(shí)驗(yàn)定律及狀態(tài)方程的應(yīng)用 應(yīng)用氣體定律或狀態(tài)方程解題的一般步驟: 1.明確研究對(duì)象,即某一定質(zhì)量的氣體. 2.確定氣體在始末狀態(tài)的參量p1、V1、T1及p2、V2、T2. 3.由狀態(tài)方程列式求解. 4.討論結(jié)果的合理性. ———————————— (2013重慶高考)汽車未裝載貨物時(shí),某個(gè)輪胎內(nèi)氣體的體積為V0,壓強(qiáng)為p0;裝載貨物后,該輪胎內(nèi)氣體的壓強(qiáng)增強(qiáng)了Δp.若輪胎內(nèi)氣體視為理想氣體,其質(zhì)量、溫度在裝載貨物前后均不變,求裝載貨物前后此輪胎內(nèi)氣體體積的變化量. 【解析】 對(duì)輪胎內(nèi)的氣體: 初狀態(tài)p1=p0,V1=V0 末狀態(tài)p2=p0+Δp,V2=ΔV+V0 由玻意耳定律得p1V1=p2V2 解得:ΔV=- 【答案】 ΔV=- ———————————— 圖11-2-1 (2013新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ)如圖11-2-1,兩個(gè)側(cè)壁絕熱、頂部和底部都導(dǎo)熱的相同氣缸直立放置,氣缸底部和頂部均有細(xì)管連通,頂部的細(xì)管帶有閥門K.兩氣缸的容積均為V0,氣缸中各有一個(gè)絕熱活塞(質(zhì)量不同,厚度可忽略).開始時(shí)K關(guān)閉,兩活塞下方和右活塞上方充有氣體(可視為理想氣體),壓強(qiáng)分別為p0和;左活塞在氣缸正中間,其上方為真空;右活塞上方氣體體積為.現(xiàn)使氣缸底與一恒溫?zé)嵩唇佑|,平衡后左活塞升至氣缸頂部,且與頂部剛好沒有接觸;然后打開K,經(jīng)過一段時(shí)間,重新達(dá)到平衡.已知外界溫度為T0,不計(jì)活塞與氣缸壁間的摩擦.求: (1)恒溫?zé)嵩吹臏囟萒; (2)重新達(dá)到平衡后左氣缸中活塞上方氣體的體積Vx. 【解析】 (1)與恒溫?zé)嵩唇佑|后,在K未打開時(shí),右活塞不動(dòng),兩活塞下方的氣體經(jīng)歷等壓過程,由蓋—呂薩克定律得 =① 由此得 T=T0② (2)由初始狀態(tài)的力學(xué)平衡條件可知,左活塞的質(zhì)量比右活塞的大.打開K后,左活塞下降至某一位置,右活塞必須升至氣缸頂,才能滿足力學(xué)平衡條件. 氣缸頂部與外界接觸,底部與恒溫?zé)嵩唇佑|,兩部分氣體各自經(jīng)歷等溫過程,設(shè)左活塞上方氣體壓強(qiáng)為p,由玻意耳定律得 pVx=③ (p+p0)(2V0-Vx)=p0V0④ 聯(lián)立③④式得 6V-V0Vx-V=0⑤ 其解為 Vx=V0⑥ 另一解Vx=-V0,不合題意,舍去. 【答案】 (1)T0 (2V0 考點(diǎn)二 用圖象法分析氣體的狀態(tài)變化 一定質(zhì)量的氣體不同過程圖象的比較 過程 類別 圖線 特點(diǎn) 舉例 等溫 p-V pV=CT(其中C為恒量),即pV之積越大的等溫線溫度越高,線離原點(diǎn)越遠(yuǎn) 過程 p- p=CT,斜率k=CT,即斜率越大,溫度越高 等容過程 p-T p=T,斜率k=,即斜率越大,體積越小 等壓過程 V-T V=T,斜率k=,即斜率越大,壓強(qiáng)越小 ———————————— (2011上海高考)如圖11-2-2,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a沿直線變化到狀態(tài)b,在此過程中,其壓強(qiáng)( ) 圖11-2-2 A.逐漸增大 B.逐漸減小 C.始終不變 D.先增大后減小 【解析】 由理想氣體狀態(tài)方程=C可得,氣體的壓強(qiáng)p=C,由圖象可知,氣體的溫度升高,體積減小,所以氣體的壓強(qiáng)逐漸增大,故A正確,B、C、D錯(cuò)誤. 【答案】 A ———————————— 一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了溫度緩慢升高的變化,如圖11-2-3所示,p-T和V-T圖各記錄了其部分變化過程,試求: 圖11-2-3 (1)溫度600 K時(shí)氣體的壓強(qiáng); (2)在p-T圖象上將溫度從400 K升高到600 K的變化過程補(bǔ)充完整. 【解析】 (1)由題圖知, p1=1.0105 Pa,V1=2.5 m3,T1=400 K p2=?,V2=3 m3,T2=600 K 由理想氣體狀態(tài)方程得 = p2==1.25105 Pa (2)在原p-T圖象上補(bǔ)充兩段直線 【答案】 (1)1. 25105 Pa (2)如圖所示 1.(2012重慶高考)圖11-2-4為伽利略設(shè)計(jì)的一種測(cè)溫裝置示意圖,玻璃管的上端與導(dǎo)熱良好的玻璃泡連通,下端插入水中,玻璃泡中封閉有一定量的空氣.若玻璃管內(nèi)水柱上升,則外界大氣的變化可能是( ) 圖11-2-4 A.溫度降低,壓強(qiáng)增大 B.溫度升高,壓強(qiáng)不變 C.溫度升高,壓強(qiáng)減小 D.溫度不變,壓強(qiáng)減小 【答案】 A 2. 圖11-2-5 一定質(zhì)量理想氣體的狀態(tài)經(jīng)歷了如圖11-2-5所示的ab、bc、cd、da四個(gè)過程,其中bc的延長(zhǎng)線通過原點(diǎn),cd垂直于ab且與水平軸平行,da與bc平行,則氣體體積在( ) A.a(chǎn)b過程中不斷減小 B.bc過程中保持不變 C.cd過程中不斷增加 D.da過程中保持不變 【解析】 首先,因?yàn)閎c的延長(zhǎng)線通過原點(diǎn),所以bc是等容線,即氣體體積在bc過程中保持不變,B正確;ab是等溫線,壓強(qiáng)減小則體積增大,A錯(cuò)誤;cd是等壓線,溫度降低則體積減小,C錯(cuò)誤;連接aO交cd于e,則ae是等容線,即Va=Ve,因?yàn)閂d- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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