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1、第二讲固体、液体与气体一、固体的微观结构、晶体和非晶体液晶的微观结构1晶体与非晶体2.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现象原因晶体有规则的外形由于内部微粒有规则的排列晶体各向异性由于内部从任一结点出发在不同方向的相同距离上的微粒数不同晶体的多形性由于组成晶体的微粒可以形成不同的空间点阵3.液晶(1)液晶分子既保持排列有序而显示各向异性，又可以自由移动位置，保持了液体的流动性(2)液晶分子的位置无序使它像液体，排列有序使它像晶体(3)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杂乱无章的(4)
2、液晶的物理性质很容易在外界的影响下发生改变二、液体的表面张力1概念液体表面各部分间互相吸引的力2作用液体的表面张力使液面具有收缩到表面积最小的趋势3方向表面张力跟液面相切，且跟这部分液面的分界线垂直4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、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(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相对湿度空气中水蒸气的压强与同一温度时水的
3、饱和汽压之比即：相对湿度.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：由于气体分子做无规则的热运动，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)常用单位及换算关系：国际单位：帕斯卡，符号为：Pa,1 Pa1 N/m2.常用单位：标准大气压(atm)；厘米汞柱(cmHg)换算关系：1 atm76 cmHg1.013105 Pa1.0105 Pa.3气体实验定律玻意耳定律查理定律盖吕萨克定律内容一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比一定质量的某种
4、气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积与热力学温度成正比表达式p1V1p2V2或或图象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(2)理想气体状态方程：或C.小题快练1判断题(1)单晶体的所有物理性质都是各向异性的( )(2)晶体有天然规则的几何形状，是因为物质微粒是规则排列的( )(3)液晶是液体和晶体的混合物( )(4)船浮于水面上是液体的表面张力作用的结果( )(5)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( )2(多选)关于空气湿度，下列说法正确的是( BC )A当人们
5、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汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比3下列说法中正确的是( D )A气体压强是由气体分子间的斥力产生的B在失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁没有压强C气体分子的平均动能增大，气体的压强一定增大D气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力4一定质量的理想气体，由状态a经状态b变化到状态c，如图所示，下图中能正确反映出这种变化过程的是( C )考点一固体、液体的性质 (自主学习)1晶体和非晶体(1)单晶体具有各向异性，但
6、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(4)晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化2液体表面张力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表面张力的方向和液面相切，垂直于液面上的各条分界线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11.晶体的性质(多选)(2015全国卷)下列说法正确的是()A将一块晶体敲碎后
7、，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，内能也保持不变答案：BCD12.表面张力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，针可以把水面压弯而不沉没，是因为针的重力小，同时受到液体的浮力B在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
8、下，表面要收缩到最小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答案：C13.饱和汽(多选)关于饱和汽，下列说法中正确的是()A达到饱和汽时液面上的气体分子的密度不断增大B达到饱和汽时液面上的气体分子的密度不变C将未饱和汽转化成饱和汽可以保持温度不变，减小体积D将未饱和汽转化成饱和汽可以保持体积不变，降低温度答案：BCD考点二气体压强的产生与计算 (自主学习)1产生的原因由于大量分子无规则运动而碰撞器壁，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
9、程度3平衡状态下气体压强的求法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，求得气体的压强力平衡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，得到液柱(或活塞)的受力平衡方程，求得气体的压强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液体内深h处的总压强pp0gh，p0为液面上方的压强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21.气体压强的产生(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
10、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答案：ACE22.液柱封闭气体的压强若已知大气压强为p0，在图中各装置均处于静止状态，图中液体密度均为，求被封闭气体的压强解析：在甲图中，以高为h的液柱为研究对象，由二力平衡知p气 SghSp0S所以p气p0gh在图乙中，以B液面为研究对象，由平衡方程F上F下有：p气 SpghSp0Sp气p0gh在图丙中，仍以B液面为研究对象
11、，有p气ghsin 60pBp0所以p气p0gh在图丁中，以液面A为研究对象，由二力平衡得p气S(p0gh1)S所以p气p0gh1.答案：甲：p0gh乙：p0gh丙：p0gh丁：p0gh123.汽缸封闭气体的压强如图所示，一圆筒形汽缸静止于地面上，汽缸的质量为M，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，求开始汽缸内封闭气体的压强和刚提离地面时封闭气体的压强解析：开始时由于活塞处于静止状态，由平衡条件可得p0Smgp1S，则p1p0当汽缸刚提离地面时汽缸处于静
12、止，汽缸与地面间无作用力，因此由平衡条件可得p2SMgp0S，则p2p0.答案：p0p0考点三气体实验定律的应用 (自主学习)1三大气体实验定律(1)玻意耳定律(等温变化)：p1V1p2V2或pVC(常数)(2)查理定律(等容变化)：或C(常数)(3)盖吕萨克定律(等压变化)：或C(常数)2利用气体实验定律解决问题的基本思路31.变质量问题(2016全国卷)一氧气瓶的容积为0.08 m3，开始时瓶中氧气的压强为20个大气压某实验室每天消耗1个大气压的氧气0.36 m3.当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时，需重新充气若氧气的温度保持不变，求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天解析：设氧气开始
13、时的压强为p1，体积为V1，压强变为p2(2个大气压)时，体积为V2.根据玻意耳定律得p1V1p2V2重新充气前，用去的氧气在p2压强下的体积为V3V2V1设用去的氧气在p0(1个大气压)压强下的体积为V0，则有p2V3p0V0设实验室每天用去的氧气在p0下的体积为V，则氧气可用的天数为N联立式，并代入数据得N4(天)答案：4天32.玻璃管封闭气体(2019兰州一中期中)如图所示，一个质量为m的T形活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞的体积可忽略不计，距汽缸底部h0处连接一U形细管(管内气体体积可忽略)，初始时，封闭气体温度为T0，活塞水平部分距离汽缸底部1.4h0.现缓慢降低气体的温度，
14、直到U形管中两边水银面恰好相平，此时T形活塞的竖直部分与汽缸底部接触已知大气压强为p0，汽缸横截面积为S，活塞竖直部分高为1.2h0，重力加速度为g.求：(1)汽缸底部对T形活塞的支持力大小；(2)两水银面相平时气体的温度解析：(1)由U形管两边的液面相平可知，p0Smgp0SFN，FNmg.(2)初态时，p1p0，V11.4 h0S，T1T0，末态时，p2p0，V21.2 h0S，由理想气体状态方程得，解得T2.答案：(1)FNmg(2)T233.水下气泡压强计算(2016全国卷)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0.070 N/m.现让水下10 m处一半径为0.50 cm的气泡缓慢上升已知大气压强p01.0105 Pa，水的密度1.0103 kg/m3，重力加速度大小g取10 m/s2.(1)求在水下10 m处气泡内外的压强差；(2)忽略
