《选修3-3-1-2气体、固体与液体》由会员分享，可在线阅读，更多相关《选修3-3-1-2气体、固体与液体（56页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2讲 气体、固体与液体一、理想气体把在任何温度、任何压压强下都遵从 的气体称为为理想气体在压压强不太高、温度不太低时时，实际实际 气体可以看做理想气体气体实验定律二、气体的状态参量通常用压压强、体积积、温度描述一定质质量的某种理想气体的状态态，这这三个物理量称为为气体的状态态参量1气体的压强(1)产产生原因：由于气体分子无规则规则 的热热运动动，大量的分子频频繁地碰撞器壁产产生持续续而稳稳定的压压力作用在单单位面积积上的压压力叫做气体的压压强(2)决定压压强大小的因素从宏观观来看，一定质质量的气体其压压强与气体的 和 有关从微观观角度说说，决定气体压压强大小的因素是分子的密集程度及气体分子的
2、 (3)常用单单位及换换算关系国际单际单 位：帕斯卡，符号：Pa,1 Pa1 N/m2常用单单位：标标准大气压压(atm)；厘米汞柱(cmHg)换换算关系：1 atm cmHg Pa1.0105 Pa10 m水柱产产生的压压强体积温度平均动能761.011052气体的温度(1)物理意义：宏观上温度表示物体的冷热程度，微观上温度是分子平均动能的标志(2)国际单位：开尔文，简称开，符号：K(3)热力学温度与摄氏温度的关系：Tt273.15 K3气体的体积气体体积为气体分子所能达到的空间的体积，即气体所充满容器的容积国际单位：立方米，符号：m3常用单位：升(L)、毫升(mL)换算关系：1 m3103
3、 L,1 L103 mL三、三个实验定律1玻意耳定律(1)数学表达式： 或p1V1p2V2或pVC(常数)(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查理定律(1)数学表达式： (常数)(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
4、压强p将增大3盖一吕萨克定律(1)数学表达式： (常数)(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，即增大气体的体积气体实验定律图象定律变化过程一定质量气体的两条图线图线特点玻 意 耳 定 律等温变化等温变化在pV图象中是双曲线，由 常数，知T越大，pV值就越大，远离原点的等温线对应 的温度就高，即T10，W0，气体吸热，D错答案：C2(1)气体膨胀对胀对 外做100 J的功，同时时从外界吸收120 J的热热量，则这则这 个过过程气体的内能_(填“增加”或“减少”)_ J在任何自然过过程中，一个孤立系统统的熵熵是_(填“
5、增加”“减小”或“不变变”)的(2)如图图122所示，一定质质量的理想气体，由状态态A沿直线线AB变变化到状态态B.在此过过程中，气体分子平均速率的变变化情况是_(3)密闭闭容器内充满满100的水的饱饱和汽此时时容器内压压强为为1标标准大气压压，若保持温度不变变，使其体积变为积变为 原来的一半，此时时容器内水蒸气的压压强等于_标标准大气压压解析：(2)根据pV图的性质判断，沿直线从A到B的过程中，会经过一系列等温线，这些等温线温度逐渐升高达最高后再逐渐降低最后回到原来的等温线上(3)不能用p1V1p2V2解题，因为压强增大后，水蒸气会变成水，即气体的质量变小了所以仍然保持原来的大气压答案：(1
6、)增加 20 增加 (2)先增大后减小 (3)13如图图123所示，教室内用截面积为积为 0.2 m2的绝热绝热 活塞，将一定质质量的理想气体封闭闭在圆圆柱形气缸内，活塞与气缸之间间无摩擦a状态态是气缸放在冰水混合物中气体达到的平衡状态态，活塞离气缸底部的高度为为0.6 m；b状态态是气缸从容器中移出后达到的平衡状态态，活塞离气缸底部的高度为为0.65 m设设室内大气压压强始终终保持1.0105 Pa，忽略活塞质质量(1)求教室内的温度；(2)若气体从状态态a变变化到状态态b的过过程中，内能增加了560 J，求此过过程中气体吸收的热热量解析：(1)由题意知气体做等压变化，设教室内温度为T2，由
7、 知T2 295.75 K.(2)气体对外界做功为Wp0S(h2h1)103 J，据热力学第一定律得QUW1 560 J.答案：(1)295.75 K (2)1 560 J1理想气体(1)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(2)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4. 图图124为为一定质质量的某种气体的等温线线，设设B点温度为为300 K，求E点温度若F，根据理想气体状态态方程 ，点沿直线线BF变变化到F点，则则F点的温度多高？解析：由查理
8、定律 ，得TE600 K，由BF，根据理想气体状态方程 ，得TF600 K.答案：600 K 600 K解析：由查理定律 ，得TE600 K，由BF，根据理想气体状态方程 ，得TF600 K.答案：600 K 600 K一、晶体和非晶体1晶体与非晶体(1)物理性质：有些晶体在物理性质上表现为 ，非晶体的物理性质表现为 (2)熔点：晶体 的熔化温度，非晶体 一定的熔化温度各向异性各向同性具有一定没有2单晶体与多晶体(1)单晶体整个物体就是一个晶体，具有天然的 的几何形状，物理性质表现为各向异性；而多晶体是由许许多多的细小的晶体(单晶体)集合而成，没有天然的规则的几何形状，物理性质表现为各向同性(
9、2)熔点：单晶体和多晶体都有一定的熔化温度有规则3晶体的微观结构(1)晶体的微观结构特点：组成晶体的物质微粒有规则地、周期性地在空间排列(2)用晶体的微观结构解释晶体的特点晶体有天然的规则几何形状是由于内部微粒 地排列晶体表现为各向异性是由于从内部任何一点出发，在不同方向上相等距离内微粒数 晶体的多型性是由于组成晶体的微粒不同的 形成的有规则不同空间排列二、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，表面张力越大三、液晶1物理性质(1)具有液体的
10、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2应用(1)利用液晶上加电压时，旋光特性消失，实现显示功能，如电子手表、计算器、微电脑等(2)利用温度改变时，液晶颜色会发生改变的性质来测温度四、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)定义：空气的干湿程度(2)描述湿度的物理量绝对湿度：空气中所含水蒸气的压强相对湿度：空气的
11、绝对湿度与同一温度下水的饱和汽压的百分比晶体和非晶体的比较分类 比较晶 体非晶体单晶体多晶体外 形规 则不规则不规则熔 点确 定不确定物理性质各向异性各向同性原子排列有规则但多晶体每个晶体间的 排列无规则无规则形成与转 化有的物质在不同条件下能够形成不同的形态同一物质可能以 晶体和非晶体两种不同的形态出现，有些非晶体，在一定条件 下也可转化为晶体典型物质石英、云母、食盐、硫酸铜玻璃、蜂蜡、松香5关于液晶，下列说说法中正确的是( ) A液晶是一种晶体 B液晶分子的空间间排列是稳稳定的，具有各向异性C液晶的光学性质质随温度的变变化而变变化 D液晶的光学性质质不随温度的变变化而变变化解析：液晶的微观
12、结构介于晶体和液体之间，虽然液晶分子在特定的方向排列比较整齐，具有各向异性，但分子的排列是不稳定的，所以A、B错误；外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变化，从而改变液晶的某些性质，如温度、压力、外加电压等因素的变化，都会引起液晶光学性质的变化答案：C6在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡，由烧热烧热 的针针接触其上一点，蜡熔化的范围围如图图125甲乙丙所示，而甲、乙、丙三种液体在熔解过过程中温度随加热时间变热时间变 化的关系如图图丁所示( )A甲、乙为为非晶体，丙是晶体 B甲、丙为为晶体，乙是非晶体C甲、丙为为非晶体，丙是晶体 D甲为为多晶体，乙为为非晶体，丙为单为单晶体解析：由图甲乙丙可知
13、：甲、乙各向同性，丙各向异性；由图丁可知：甲、丙有固定熔点，乙无固定熔点，所以甲、丙为晶体，乙是非晶体其中甲为多晶体，丙为单晶体答案：BD7. (1)小强新买买了一台照相机，拍到如图图126所示照片，他看到的小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中，他认为认为 是靠水的浮力作用，同班的小明则认为则认为 小强的说说法不对对事实实上小昆虫受到的支持力是由_提供的小强将照相机带带入房间时间时 ，发现镜头发现镜头 上蒙上了一层雾层雾 ，说说明室内水蒸气的压压强相对对室外温度，超过过了其对应对应 的_，此时时室内湿度相对对室外的温度_100%.(2)若把体积为积为 V的油滴滴在平静的水面上，扩扩展成面积为积
14、为 S的单单分子油膜，则该则该油滴的分子直径约为约为 _已知阿伏加德罗罗常数为为NA，油的摩尔质质量为为M，则则一个油分子的质质量为为_答案：(1)水的表面张力 饱和蒸汽压 达到甚至超过 (2) 【例1】 如图图127所示，气缸放置在水平台上，活塞质质量为为5 kg，面积为积为 25 cm2，厚度不计计，气缸全长长25 cm，大气压压强为为1105 Pa，当温度为为27时时，活塞封闭闭的气柱长长10 cm，若保持气体温度不变变，将气缸缓缓慢竖竖起倒置g取10 m/s2.(1)气缸倒置过过程中，下列说说法正确的是( )A单单位时间时间 内气缸单单位面积积上气体分子撞击击次数增多B单单位时间时间 内气缸单单位面积积上气体分子撞击击次数减少C吸收热热量，对对外做
