1、第2讲 气体、液体和固体,考点 1,气体的性质,冷热,平均动能,1.气体的状态参量(1)温度：在宏观上表示物体的_程度；在微观上是,分子_的标志.,容积,频繁碰撞,(2)体积：气体总是充满它所在的容器，所以气体的体积总是等于盛装气体的容器的_.(3)压强：气体的压强是由于气体分子_器壁而,产生的.,2.气体分子动理论,(1)气体分子运动的特点,中间多,两头少,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_,_.,减少,增多,增大,不变,分子做无规则的运动，速率有大有小，且时而变化，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
2、子数_，分子的平均速率将_，但速率分布规律_.,大,忽略,它能达到的,整个空间,平均动能,密集程度,(2)气体压强的微观意义气体的压强是大量分子频繁碰撞器壁产生的.压强的大小跟两个因素有关：气体分子的_；气体分子的_.,反比,正比,正比,3.气体实验定律,(续表),p1V1p2V2,4.理想气体的状态方程,一定质量的理想气体的状态方程：_C(恒量).,考点 2,固体和液体,饱和蒸汽,1.晶体和非晶体,不规则,异,同,(续表),注意：多晶体没有确定的几何形状，且多晶体是各向同性的.,晶体,晶体,非晶体,晶体,非晶体,2.液体、液晶(1)液体的表面张力液体表面各部分间相互_的力叫表面张力.表面张力
3、使液体_，液体表面有收缩到_的趋势.表面张力的方向和液面_；其大小除了跟边界线的长度有关外，还跟液体的种类、温度有关.,吸引,自动收缩,最小,相切,(2)液晶的特性液晶分子既保持排列有序而显示各向_性，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,晶体.,异,流动性,液体,液晶分子的排列从某个方向看比较整齐，从另一个方向看则是杂乱无章的.液晶的物理性质很容易在外界的影响下发生改变.,3.饱和蒸汽与饱和汽压、相对湿度(1)饱和蒸汽与未饱和蒸汽饱和蒸汽：在密闭容器中的液体，不断地蒸发，液面上的蒸汽也不断地凝结，当两个同时存在的过程达到动态平衡时，宏观的蒸发停止，这
4、种与液体处于_的蒸汽称为饱,和蒸汽.,动态平衡,未饱和蒸汽：没有达到饱和状态的蒸汽称为未饱和蒸汽.,(2)饱和汽压：在一定温度下饱和蒸汽的分子密度是一定的，因而饱和蒸汽的压强也是一定的，这个压强称为这种液体的饱和汽压，饱和汽压随温度的升高而_.(3)相对湿度：在某一温度下，水蒸气的_与同温度下饱和水汽压的比，称为空气的相对湿度.,水蒸气的实际压强(p) 相对湿度(B)同温度下水的饱和汽压(ps),.,增大,压强,【基础自测】,1.(多选)下列说法正确的是(,),A.蔗糖受潮后会粘在一起，没有确定的几何形状，它是非晶体B.单晶体的某些性质具有各向异性的特点C.液晶对不同颜色的光的吸收强度随电场强
5、度的变化而变化D.液体的表面层就像张紧的橡皮膜而表现出表面张力，是因为表面层的分子分布比液体内部稀疏E.液晶是液体和晶体的混合物答案：BCD,2.(多选)关于同种液体在相同温度下的未饱和汽、饱和汽的,性质，下面说法不正确的是(,),A.两种汽的压强一样大，饱和汽的密度较大B.饱和汽的压强最大，分子的平均动能也较大C.两种汽的压强一样大，分子平均动能也一样大D.两种汽的分子平均动能一样大，饱和汽的密度较大E.饱和汽的压强大，它们分子的平均动能相同,解析：液体处于动态平衡的蒸汽叫饱和汽；没有达到饱和状态的蒸汽叫未饱和汽.可见，两种蒸汽在同一温度下密度是不同的，未饱和汽较小，饱和汽较大.由温度是分子
6、平均动能的标志可知这两种蒸汽分子的平均动能相同，而密度不同，两种蒸汽的压强也不同，D、E 正确，故选 A、B、C.,答案：ABC,3.(多选)如图13-2-1 所示，DABC 表示一定质量的某,),种气体状态变化的一个过程，则下列说法正确的是(A.DA 是一个等温过程B.AB 是一个等温过程C.A 与 B 的状态参量不同,图 13-2-1,D.BC 体积减小，压强减小，温度不变E.BC 体积增大，压强减小，温度不变,解析：DA 是一个等温过程，A 正确；A、B 两状态温度,压强、温度会发生变化，B 错误、C 正确；BC 是一个等温过程，V 增大，p 减小，D 错误、E 正确.A、C、E 正确.
7、,答案：ACE,4.(多选)对于一定质量的气体，在压强不变时，体积增大到,原来的两倍，则正确的说法是(,),A.气体的摄氏温度升高到原来的两倍B.气体的热力学温度升高到原来的两倍,C.温度每升高 1 K 体积增加是原来的,1 273,D.体积的变化量与温度的变化量成正比E.气体的体积与热力学温度成正比,答案：BDE,热点 1考向 1,固体与液体的性质固体的性质,热点归纳晶体和非晶体：(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.(4)晶体和非晶体在一定条件下可以
8、相互转化.,【典题 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,解析：晶体被敲碎后，构成晶体的分子或原子的空间点阵结构没有发生变化，仍然是晶体，A 错误；有些晶体在光学性质方面是各向异性的，B 正确；同种元素构成的不同晶体互为该元素的同素异形体，C 正确；如果外界条件改变了物质分子或原子
9、的排布情况，晶体和非晶体之间可以相互转化，D 正确；晶体熔化过程中，分子势能发生变化，内能发生了变化，E 错误.,答案：BCD,考向 2,液体的性质,热点归纳液体表面张力：,【典题 2】(多选)下列说法正确的是(,),A.把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面.这是由于水表面存在表面张力的缘故B.水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干净的玻璃板上却不能.这是因为油脂使水的表面张力增大的缘故C.在围绕地球飞行的宇宙飞船中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果D.在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质有关E.当两薄玻璃板间夹有一层水膜时，在垂直于玻璃板的
10、方向很难将玻璃板拉开.这是由于水膜具有表面张力的缘故,解析：水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，这是不浸润的结果，而干净的玻璃板上不能形成水珠，这是浸润的结果，B 错误.玻璃板很难被拉开是由于分子引力的作用，E 错误.,答案：ACD,考向 3,饱和汽压和相对湿度的理解,(1)饱和汽压跟液体的种类有关，在相同的温度下，不同液体的饱和汽压一般是不同的.(2)饱和汽压跟温度有关，饱和汽压随温度的升高而增大.(3)饱和汽压跟体积无关，在温度不变的情况下，饱和汽压不随体积而变化.,【典题 3】(多选)关于饱和汽压和相对湿度，下列说法正确,的是(,),A.温度相同的不同饱和蒸汽的饱和汽压都相同B.温度升高时
11、，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E.水蒸气的实际压强越大，人感觉越潮湿,解析：在一定温度下，饱和汽压是一定的，饱和汽压随温度的升高而增大，饱和汽压与液体的种类有关，与体积无关，A 错误，B 正确；空气中所含水蒸气的压强，称为空气的绝对,湿度，相对湿度,，夏天的饱和汽压大，,在相对湿度相同时，夏天的绝对湿度大，C、D 正确；空气潮湿程度是相对湿度，E 错误.答案：BCD,热点 2考向 1,气体压强的产生与计算压强的产生,热点归纳1.产生的原因：气体的压强是大量分子频繁地碰撞器壁而产生的，单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的，但大量分子频
12、繁地碰撞器壁，对于器壁就产生了持续、平均的作用力，数值上气体压强等于大量分子作用在器壁单位面积的平均作用力.,2.决定因素：,(1)从宏观上看，气体压强由体积和温度决定.,(2)从微观上看，气体压强由气体分子的密集程度和平均动,能决定.,错误的是( ),【典题 4】(多选)下列关于密闭容器中气体的压强的说法,A.是由气体分子间的相互作用力(吸引和排斥)产生的B.是由大量气体分子频繁地碰撞器壁所产生的C.是由气体受到的重力所产生的D.当容器自由下落时将减小为零E.气体压强与分子运动的剧烈程度有关,. .,解析：气体压强产生的原因：大量做无规则热运动的分子对器壁频繁、持续地碰撞产生了气体的压强.单
13、个分子碰撞器壁的冲力是短暂的，但是大量分子频繁地碰撞器壁，就对器壁产生持续、均匀的压力.所以从分子动理论的观点来看，气体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，A、C 错误，B、E 正确.当容器自由下落时，虽然处于失重状态，但分子热运动不会停止，故压强不会减小为零，D 错误.,答案：ACD,方法技巧：(1)气体压强与大气压强不同，大气压强由重力而产生，随高度增大而减小，气体压强由大量气体分子频繁碰撞器壁而产生，大小不随高度而变化.,(2)容器内气体的压强是大量分子频繁碰撞器壁而产生的，,并非因其重力而产生.,考向 2,压强的计算,热点归纳(1)活塞模型图 13-2-2 和图 1
14、3-2-3 所示是最常见的封闭气体的两种方式.对“活塞模型”类求压强的问题，其基本的方法就是先对“活塞”进行受力分析，然后根据平衡条件或牛顿第二定律列方程.图 13-2-2 中活塞的质量为 m，活塞横截面积为 S，外界大气压强为p0.由于活塞处于平衡状态，所以p0SmgpS.,图 13-2-2,图 13-2-3,图 13-2-3 中的液柱也可以看成一个活塞，由于液柱处于平衡状态，所以pSmgp0S.,(2)连通器模型,图 13-2-4,如图 13-2-4 所示，U 形管竖直放置.根据帕斯卡定律可知，同一液体中的相同高度处压强一定相等.所以气体 B 和 A 的压强关系可由图中虚线所示的等高线联系
15、起来.则有pBgh2pA.,而pAp0gh1，,所以气体 B 的压强为pBp0g(h1h2).,其实该类问题与“活塞模型”并没有什么本质的区别.熟练后以上压强的关系式均可直接写出，不一定都要从受力分析入手.,【典题 5】若已知大气压强为 p0，图 13-2-5 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.,甲,乙,丙,丁,图 13-2-5,解：(1)在图甲中，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. (2)在图乙中，以B液面为研究对象，由平衡方程F上 F下有 pASphSp0S 所以p气pAp0gh.,【迁移拓展】如图 13-2-6
16、 中两个气缸质量均为 M，内部横截面积均为 S，两个活塞的质量均为 m，左边的气缸静止在水平面上，右边的活塞和气缸竖直悬挂在天花板下.两个气缸内分别封闭有一定质量的空气 A、B，大气压为 p0，求封闭气体 A、B 的压强各多大？,甲,乙,图 13-2-6,解：题图甲中选 m 为研究对象.,甲,乙,图 D71pASp0Smg,热点 3,气体实验定律的应用,热点归纳1.三大气体实验定律：(1)玻意耳定律(等温变化)：,2.利用气体实验定律解决问题的基本思路：,考向 1,玻意耳定律,【典题 6】(2018 年新课标卷)在两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一股水银柱，水银柱的两端各封闭有一段空气.当
17、 U 形管两端竖直朝上时，左、右两边空气柱的长度分别为l118.0 cm和l212.0 cm，左边气体的压强为12.0 cmHg.现将 U 形管缓慢平放在水平桌面上，没有气体从管的一边通过水银逸入另一边.求 U形管平放时两边空气柱的长度.在整个过程中，,气体温度不变.,图 13-2-7,解析：设 U 形管两端竖直朝上时，左、右两边气体的压强分别为 p1 和 p2.U 形管水平放置时，两边气体压强相等，设为 p.此时原左、右两边气柱长度分别变为 l1 和 l2.由力的平衡条件有图 D72,p1p2g(l1l2),式中为水银密度，g 为重力加速度大小,由玻意耳定律有,p1l1pl1p2l2pl2,
18、两边气柱长度的变化量大小相等,l1l1l2l2,由式和题给条件得,l122.5 cml27.5 cm答案：7.5 cm,考向 2,查理定律,【典题 7】(2018 届广东茂名五校联考)如图13-2-8所示，质量 m50 kg 的导热气缸置于水平地面上，质量不计，横截面积 S0.01 m2 的活塞通过轻杆与右侧墙壁相连.活塞与气缸间无摩擦且不漏气，气体温度 t27 ，气缸与地面间的动摩擦因数0.4，且最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，热力学温度与摄氏温度之间的关系为 Tt273，求：,(1)缓慢升高气体温度，气缸恰好开始向左运动时气体的压,强 p 和温度 t.,(2)保证气缸静止不动时温度的范围.,
19、图 13-2-8,考向 3,盖吕萨克定律,【典题 8】(2017 年新课标卷)一热气球体积为V，内部充有温度为Ta的热空气，气球外冷空气的温度为Tb.已知空气在1个大气压、温度为 T0 时的密度为0，该气球内、外的气压始终都为 1 个大气压，重力加速度大小为 g.(1)求该热气球所受浮力的大小.(2)求该热气球内空气所受的重力.(3)设充气前热气球的质量为 m0，求充气后它还能托起的最大质量.,热点 4,理想气体状态方程的应用,热点归纳1.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
20、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.,3.应用状态方程解题的一般步骤：(1)明确研究对象，即某一定质量的理想气体；(2)确定气体在始末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2；(3)由状态方程列式求解；(4)讨论结果的合理性.,【典题 9】(2018 届辽宁朝阳模拟)如图13-2-9 甲所示，一导热性能良好、内壁光滑的气缸水平放置，横截面积为 S2,103 m2、质量为m4 kg厚度不计的活塞与气缸底部之间封闭了一部分气体，此时活塞与气缸底部之间的距离为20 cm，在活塞的右侧10 cm处有一对与气缸固定连接的卡环，气体的温度为30
21、0 K，大气压强P01.0105 Pa.现将气缸缓慢竖直放置，如图1329乙所示，取g10 m/s2.结果保留3位有效数字.求：,(1)竖直稳定后活塞距卡环的距离.(2)竖直稳定后再在活塞上轻轻放置 3 kg 的小物块后，为使活塞恰好与卡环接触，气体温度为多少？,甲,乙,图 13-2-9,解：(1)对封闭气体，p1p0，V120S，T1300 K,解得 T3608 K.,气缸竖直放置稳定后， V2LS，T2300 K 由活塞平衡p2Sp0Smg 由玻意耳定律p1V1p2V2 竖直稳定后活塞距卡环的距离x30L 解得：x13.3 cm. (2)竖直稳定后再在活塞上轻轻放置3 kg的小物块后，活塞
22、恰好与卡环接触，气体体积V330S，气体温度为T3， 由活塞平衡 p3Sp0S(mm)g,热点 5,用图象法分析气体的状态变化,热点归纳1.利用垂直于坐标轴的线作辅助线去分析同质量、不同温度的两条等温线，不同体积的两条等容线，不同压强的两条等压线的关系.例如：在图 13-2-10 甲中，V1 对应虚线为等容线，A、B 分别是虚线与 T2、T1 两线的交点，可以认为从 B 状态通过等容升压到 A 状态，温度必然升高，所以 T2T1.,又如图乙所示，A、B 两点的温度相等，从 B 状态到 A 状态压强增大，体积一定减小，所以 V2V1.,乙,甲图 13-2-10,2.关于一定质量的气体的不同图象的
23、比较：,(续表),【典题 10】(2016 年甘肃兰州一模)一定质量的理想气体体积 V 与热力学温度 T 的关系图象如图 13-2-11 所示，气体在状态A时的压强pAp0，温度TAT0，线段AB与V轴平行，BC的延长线过原点.求：,(1)气体在状态 B 时的压强 pB.,(2)气体在状态 C 时的压强 pC 和温度 TC.,图 13-2-11,方法总结：气体状态变化的图象的应用技巧：,(1)明确点、线的物理意义：求解气体状态变化的图象问题，应当明确图象上的点表示一定质量的理想气体的一个平衡状态，它对应着三个状态参量；图象上的某一条直线段或曲线段表示一定质量的理想气体状态变化的一个过程.,(2
24、)明确斜率的物理意义：在V-T 图象(或p-T 图象)中，比较两个状态的压强(或体积)大小，可以比较这两个状态到原点连线的斜率的大小，其规律是：斜率越大，压强(或体积)越小；斜率越小，压强(或体积)越大.,“两团气”模型,(1)分析“两团气”初状态和末状态的压强关系.(2)分析“两团气”的体积及其变化关系.,(3)分析“两团气”状态参量的变化特点，选取合适的实验,定律列方程.,【典题 11】(2018 年新课标卷)如图13-2-12，容积为V的汽缸由导热材料制成，面积为 S 的活塞将汽缸分成容积相等的上下两部分，汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连，细管上有一阀门 K.开始时，K 关闭，汽缸内上下两部分气体的压强均为 p0，现将 K 打开，容器内的液体缓慢地流入汽缸，当外界温度保持不变，重力加速度大小为 g.求流入汽,缸内液体的质量.,图 13-2-12,解：设活塞再次平衡后，活塞上方气体的体积为V1，压强为 p1；下方气体的体积为 V2，压强为 p2.在活塞下移的过程中，活塞上、下方气体的温度均保持不变，由玻意耳定律得,