《高考物理课标版一轮复习课件：13.2第十三章 热学（选修3-3）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理课标版一轮复习课件：13.2第十三章 热学（选修3-3）（42页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2节固体液体气体 2 一 固体1 分类固体分为晶体和非晶体两类 晶体分单晶体和多晶体 2 晶体与非晶体的比较 3 2 液晶的物理性质 1 具有液体的流动性 2 具有晶体的光学各向异性 3 在某个方向上看 其分子排列比较整齐 但从另一方向看 分子的排列是杂乱无章的 二 液体1 液体的表面张力 1 作用 液体的表面张力使液面具有收缩的趋势 2 方向 表面张力跟液面相切 跟这部分液面的分界线垂直 3 大小 液体的温度越高 表面张力越小 液体中溶有杂质时 表面张力变小 液体的密度越大 表面张力越大 4 三 饱和汽湿度1 饱和汽与未饱和汽 1 饱和汽 与液体处于动态平衡的蒸汽 2 未饱和汽 没有达到饱
2、和状态的蒸汽 2 饱和汽压 1 定义 饱和汽所具有的压强 2 特点 液体的饱和汽压与温度有关 温度越高 饱和汽压越大 且饱和汽压与饱和汽的体积无关 3 湿度 1 绝对湿度 空气中所含水蒸气的压强 2 相对湿度 空气的绝对湿度与同一温度下水的饱和汽压之比 3 相对湿度公式 5 四 气体分子运动速率的统计分布气体实验定律理想气体1 气体和气体分子运动的特点 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压力 2 大小 气体的压强在数值上等于气体作用在单位面积上的压力 公式 p 3 国际单位 帕斯卡 符号 Pa 1Pa 1N m2 6 3 气体实验
3、定律 7 4 理想气体状态方程 1 理想气体 在任何温度 任何压强下都遵从气体实验定律的气体 1 教材上是如何把 气体体积一定时 各种气体的压强与摄氏温度之间的线性关系 转化为正比例关系的 提示 由于将各种气体的压强与摄氏温度的线性关系图线反向延长 均交于t 273 处 因此把压强的坐标轴移到 273 处 并引入新的温标 热力学温标 273 为0K 这样 各种气体的压强与热力学温度均成正比例关系 8 2 综合分析热力学第一定律与气体实验定律问题时的结合点 提示 1 热力学第一定律适用于固体 液体 气体 而气体实验定律 状态方程均适用于理想气体 研究理想气体状态变化问题时 应先根据气体定律判断三
4、个状态参量的变化 再依据温度的变化确定内能的变化 依据气体体积的变化确定做功情况 依据内能的变化及做功情况确定过程是吸热还是放热 2 注意理想气体分子间分子力为零 分子势能为零 所以理想气体的内能等于分子动能的总和 而温度是分子平均动能的标志 因此一定质量的某种理想气体的内能只由温度决定 非理想气体分子之间存在分子力 因此分子势能不可忽略 9 考点一 考点二 考点三 考点四 固体和液体的性质 师生共研 1 晶体和非晶体 1 单晶体具有各向异性 但不是在各种物理性质上都表现出各向异性 2 只要是具有各向异性的物体必定是晶体 且是单晶体 3 只要是具有确定熔点的物体必定是晶体 反之 必是非晶体 1
5、0 考点一 考点二 考点三 考点四 2 液体表面张力 1 形成原因 表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大 分子间的相互作用力表现为引力 2 表面特性 表面层分子间的引力使液面产生了表面张力 使液体表面好像一层绷紧的弹性薄膜 分子势能大于液体内部的分子势能 3 表面张力的方向 和液面相切 垂直于液面上的各条分界线 4 表面张力的效果 表面张力使液体表面具有收缩趋势 使液体表面积趋于最小 而在体积相同的条件下 球形的表面积最小 5 表面张力的大小 跟边界线的长度 液体的种类 温度都有关系 11 考点一 考点二 考点三 考点四 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
6、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 答案 解析 12 考点一 考点二 考点三 考点四 例2 多选 下列说法正确的是 A 悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动B 空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果C 彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点D 高原地区水的沸点较低 这是高原地区温度较低的缘故E 干湿泡湿度计的湿泡显示的
7、温度低于干泡显示的温度 这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果 答案 解析 13 考点一 考点二 考点三 考点四 特别提醒对晶体的理解四点提示 1 单晶体的各向异性使晶体的某些物理性质显示各向异性 2 不能从形状上区分晶体与非晶体 3 晶体与非晶体在一定条件下可以相互转化 4 液晶既不是晶体也不是液体 14 考点一 考点二 考点三 考点四 突破训练1 多选 2016 广东联考 下列说法正确的是 A 气体的内能是分子热运动的平均动能与分子间势能之和B 气体的温度变化时 气体分子的平均动能一定改变C 晶体有固定的熔点且物理性质各向异性D 在完全失重的环境中 空中的水滴是个标准的球体E 金属在各个方向具
8、有相同的物理性质 但它是晶体 答案 解析 15 考点一 考点二 考点三 考点四 气体压强的产生与计算 多维探究 1 产生的原因由于大量气体分子无规则地运动而碰撞器壁 形成对器壁各处均匀 持续的压力 作用在器壁单位面积上的压力叫作气体的压强 2 决定因素 1 宏观上 决定于气体的温度和体积 2 微观上 决定于分子的平均动能和分子的密集程度 16 考点一 考点二 考点三 考点四 3 平衡状态下气体压强的求法 1 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 选取与气体接触的液柱 或活塞 为
9、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 4 加速运动系统中封闭气体压强的求法选取与气体接触的液柱 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 17 考点一 考点二 考点三 考点四 例3 多选 2016 河北唐山模拟 对于一定质量的理想气体 下列论述正确的是 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
10、单位体积内分子个数可能不变E 若气体体积减小 温度升高 单位时间内分子对器壁的撞击次数增多 平均撞击力增大 因此压强增大 答案 解析 18 考点一 考点二 考点三 考点四 例4若已知大气压强为p0 图中各装置均处于静止状态 液体密度均为 求被封闭气体的压强 答案 解析 19 考点一 考点二 考点三 考点四 例5如图所示 光滑水平面上放有一质量为m0的汽缸 汽缸内放有一质量为m的可在汽缸内无摩擦滑动的活塞 活塞面积为S 现用水平恒力F向右推汽缸 最后汽缸和活塞达到相对静止状态 求此时缸内封闭气体的压强p 已知外界大气压为p0 答案 解析 20 考点一 考点二 考点三 考点四 方法归纳确定封闭气体
11、压强的方法液体柱和汽缸静止时 用 平衡法 确定压强 液体柱和汽缸有加速度时 用牛顿第二定律确定压强 21 考点一 考点二 考点三 考点四 22 答案D 23 考点一 考点二 考点三 考点四 3 2016 河北廊坊期末 如图所示 一圆筒形汽缸静止于地面上 汽缸的质量为m0 活塞 连同手柄 的质量为m 汽缸内部的横截面积为S 大气压强为p0 平衡时汽缸内的容积为V 现用手握住活塞手柄缓慢向上提 设汽缸足够长 不计汽缸内气体的重力和活塞与汽缸壁间的摩擦 求开始时汽缸内封闭气体的压强和刚提离地面时封闭气体的压强 答案 解析 24 考点一 考点二 考点三 考点四 气体实验定律和理想气体状态方程的应用 师
12、生共研 1 理想气体状态方程与气体实验定律的关系 2 几个重要的推论 25 考点一 考点二 考点三 考点四 例6如图所示 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 已知大活塞的质量为m1 2 50kg 横截面积为S1 80 0cm2 小活塞的质量为m2 1 50kg 横截面积为S2 40 0cm2 两活塞用刚性轻杆连接 间距保持为l 40 0cm 汽缸外大气的压强为p 1 00 105Pa 温度为T 303K 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为T1 495K 现汽缸内气体温度缓慢下降 忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦 重力加速度大小g取10m s2 求
13、26 考点一 考点二 考点三 考点四 1 在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间 汽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 解析 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 V2 S2l 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 p1 p m1g m2g S2 p1 p 故此过程缸内气体的压强不变 由盖 吕萨克定律有 27 考点一 考点二 考点三 考点四 联立 式并代入题给数据得T2 330K 2 在大活塞与大圆筒底部刚接触时 由 式得被封闭气体的压强为p1 1
14、10 105Pa 在此后与汽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 式并代入题给数据得p 1 01 105Pa 答案 1 330K 2 1 01 105Pa 28 考点一 考点二 考点三 考点四 思维点拨 1 活塞缓慢下移的过程中 缸内气体做等压变化 遵守盖 吕萨克定律 2 缸内气体与外界大气达到热平衡的过程中 缸内气体做等容变化 遵守查理定律 29 考点一 考点二 考点三 考点四 例7 2017 安徽合肥模拟 如图所示 粗细均匀的U形管 左端封闭 右端开口 左端用水银封闭着长l 15cm的理想气体 当温度为27 时 两管水银
15、面的高度差 h 3cm 设外界大气压与75cm高汞柱产生的压强相等 1 若对封闭气体缓慢加热 为了使左 右两管中的水银面相平 温度需升高到多少 2 若保持温度为27 不变 为了使左 右两管中的水银面相平 需从右管的开口端再缓慢注入的水银柱长度应为多少 30 答案 1 70 75 2 4 2cm 31 考点一 考点二 考点三 考点四 方法归纳利用气体实验定律及气体状态方程解决问题的基本思路 32 考点一 考点二 考点三 考点四 突破训练4 2016 全国理综乙 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之间的关系为 p 其中 0 070N m 现让水下10m处一半径
16、为0 50cm的气泡缓慢上升 已知大气压强p0 1 0 105Pa 水的密度 1 0 103kg m3 重力加速度大小g取10m s2 1 求在水下10m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 33 考点一 考点二 考点三 考点四 解析 1 当气泡在水下h 10m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 p1 28Pa 2 设气泡在水下10m处时 气泡内空气的压强为p1 气泡体积为V1 气泡到达水面附近时 气泡内空气的压强为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p1V1 p2V2 由力学平衡条件有p1 p0 gh p1 p2 p0 p2 34 考点一 考点二 考点三 考点四 气泡体积V1和V2分别为 由 式知 pi p0 i 1 2 故可略去 式中的 pi项 代入题给数据得 答案 1 28Pa 2 1 3 35 考点一 考点二 考点三 考点四 气体状态变化中的图象问题 师生共研 一定质量的理想气体不同图象的比较 36 考点一 考点二 考点
