2011物理步步高大一轮复习第十一章_第2课时__固体、液体与气体

一、物态和物态变化1.固体第2课固体、液体与气体考点自清单晶体多晶体非晶体外形_____不规则不规则熔点确定_____不确定物理性质_________各向同性各向同性典型物质石英、云母、食盐、硫酸铜玻璃、蜂蜡、松香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可以转化为晶体规则确定各向异性2.液体的表面张力(1)作用:液体的表面张力使液面具有_____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_____.(3)大小:液体的温度越高,表面张力越___;液体中溶有杂质时,表面张力变__;液体的密度越大,表面张力越___.3.液晶(1)物理性质①具有液体的流动性②具有晶体的光学各向___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.收缩垂直小小大异(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.特别提示1.同一种物质在不同的条件下可能是晶体也可能是非晶体.2.晶体中的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.二、气体1.三个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___________________________________图象p1V1=p2V22211TpTp2211TVTV特别提醒在应用气体图象分析问题时,一定要看清纵、横坐标所代表的物理量.同时要注意横坐标表示的是摄氏温度还是热力学温度.2.理想气体状态方程(1)理想气体:气体实验定律都是在压强不太大(相对大气压强)、温度不太低(相对室温)的条件下总结出来的.当压强很大,温度很低时,计算结果与实际测量结果有很大的差别.我们把在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体叫做理想气体.(2)理想气体的状态方程一定质量的理想气体状态方程:或.气体实验定律可看做一定质量理想气体状态方程的特例.三、饱和汽、湿度1.饱和汽与未饱和汽(1)饱和汽:与液体处于_____平衡的蒸汽.(2)未饱和汽:没有达到饱和状态的蒸汽.222111TVpTVp恒量TpV动态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___,且饱和汽压与饱和汽的体积_____.3.湿度(1)定义:空气的干湿程度.(2)描述湿度的物理量①绝对湿度:空气中所含水蒸汽的压强.②相对湿度:空气的_________与同一温度下水的饱和汽压的百分比.大无关绝对湿度热点一为什么晶体有确定的熔点和熔化热而非晶体却没有晶体熔化过程,当温度达到熔点时,吸收的热量全部用来破坏空间点阵,增加分子势能,而分子平均动能却保持不变,所以晶体有固定的熔点.非晶体没有空间点阵,熔化时不需要去破坏空间点阵,吸收的热量主要转化为分子的平均动能,不断吸热,温度就不断上升.由于在不同温度下物质由固态变成液态时吸收的热量不同,而晶体有固定的熔点,因此有固定的熔化热,非晶体没有固定的熔点,也就没有固定的熔化热.热点聚焦热点二表面张力现象的理解1.正确理解浸润和不浸润当水与玻璃板接触时,接触处形成一个附着层,附着层中的水分子受到玻璃分子的吸引比水内部水分子的吸引强,结果附着层中的水分子比内部更密,这时在附着层就出现了水分子相互推斥的作用,使和玻璃接触的水面有扩展的趋势,因而形成浸润现象.当水和石蜡接触时,在接触处形成一个附着层,附着层中的水分子受到石蜡分子的吸引比水内部水分子的吸引弱,结果附着层中的水分子比内部稀疏,这时在附着层就出现了和表面张力相似的收缩力,使和石蜡接触的水面有缩小的趋势,因而形成不浸润现象.2.毛细现象产生的根本原因是什么当毛细管插入浸润液体中时,附着层里水分子的推斥力使附着层沿管壁上升,如图1所示,这部分液体上升引起液面弯曲,呈凹形弯月面使液体表面变大,与此同时,由于表面层的表面张力的收缩作图1用,管内液体也随之上升,直到表面张力向上的拉伸作用与管内升高的液体的重力相等时即达到平衡,液体停止上升，稳定在一定的高度.利用类似的分析,也可以解释不浸润液体在毛细管里下降的现象.热点三有关图象的处理方法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:如图2中,V1对应虚线为等容线,A、B是与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3所示,A、B为等温线,从B状态到A状态压强增大,体积一定减小,所以V2V1.图2图32.一定质量的气体不同图象的比较特点举例p—VpV=CT(其中C为恒量),即pV之积越大的等温线温度越高,线离原点越远p—TV=CVp1温度越高即斜率越大斜率，,，1CTkVCTp体积越小即斜率越大斜率，,T，VCkVCp压强越小即斜率越大斜率，,T，pCkpCV类别图线热点四饱和汽与未饱和汽的几个问题的辨析1.正确理解饱和汽与未饱和汽与实验定律的关系认为饱和汽也遵循气体实验定律是读者常见的误区.实际上,只有不饱和汽遵循气体实验定律,而饱和汽不遵循气体实验的定律.2.注意相对湿度与相对误差的区别把相对湿度计算与相对误差的计算混淆,认为相对湿度=||×100%,这是常见的误区.正确计算相对湿度的方法是:相对湿度=同温度下的饱和汽压同温度下的饱和汽压水蒸气的实际压强.同温度下的饱和汽压水蒸气的实际压强3.湿度、饱和汽压与温度、体积的关系空气的绝对湿度是指空气中所含水蒸气的压强,它与温度、体积无关.水的饱和汽压与温度有关,与体积无关.空气的绝对湿度要小于水的饱和汽压.因为相对湿度=,而空气的绝对湿度与水的饱和汽压都与体积无关,故相对湿度与体积无关;因饱和汽压与温度有关,故相对湿度与温度有关;在绝对湿度P1不变而降低温度时,由于水的饱和汽压减小会使空气的相对湿度增大.居室的相对湿度以40%~60%较适宜.同温度下的饱和汽压水蒸气的实际压强题型1液体的表面张力的考查【例1】对于液体在器壁附近的液面发生弯曲的现象,如图4所示.对此有下列几种解释,正确的是()图4A.表面层Ⅰ内分子的分布比液体内部疏B.表面层Ⅱ内分子的分布比液体内部密C.附着层Ⅰ内分子的分布比液体内部密D.附着层Ⅱ内分子的分布比液体内部疏题型探究解析表面层内的分子比液体内部稀疏,分子间表现为引力,这就是表面张力,A正确,B错误;浸润液体的附着层内的液体分子比液体内部的分子密集,不浸润液体的附着层内的液体分子比液体内部的分子稀疏,而附着层Ⅰ为浸润液体,附着层Ⅱ为不浸润液体,故C、D均正确.答案ACD1.液体与气体、固体分别构成的两个不同液体薄层,浸润时液面是凹面,不浸润时,液面是凸面.2.表面层内液体分子间距比液体内部大,不浸润的附着层内液体分子间距比液体内部大,表现引力,浸润的附着层内液体分子间距比液体内部小,表现斥力.3.液体的表面张力使液体表面具有收缩的趋势.规律总结变式练习1把极细的玻璃管插入水中与水银中，如下图所示,正确表示毛细现象的是()解析因为水能浸润玻璃,所以A正确,B错误.水银不浸润玻璃,C正确.D项中外面浸润,里面不浸润,所以是不可能的,故正确的为A、C.AC题型2饱和汽、饱和汽压和相对湿度的考查【例2】由饱和汽和饱和汽压的概念，选出下列结论中哪些是正确的()A.饱和汽和液体之间的动态平衡,是指汽化和液化同时进行的过程,且进行的速率相等B.一定温度下饱和汽的密度为一定值,温度升高,饱和汽的密度增大C.一定温度下的饱和汽压,随饱和汽的体积增大而增大D.饱和汽压与饱和汽的温度成正比解析由动态平衡概念可知A正确.在一定温度下,饱和汽的密度是一定的,它随着温度升高而增大,B正确.一定温度下的饱和汽压与体积无关,C错.饱和汽压随温度升高而增大,原因是:温度升高时,饱和汽的密度增大,温度升高时,气体分子平均速率增大.理想气体状态方程不适用于饱和汽,饱和汽压和绝对温度的关系不成正比,饱和汽压随温度的升高而增大,增大的比线性关系更快,D错.答案AB变式练习2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汽,饱和汽压都相同B.温度升高时,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.空气中所含水蒸气的压强,叫做空气的绝对湿度;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.答案BCD，同温度下的饱和汽压水蒸气的实际压强题型3气体压强的分析与计算【例3】如图5所示,一个横截面积为S的圆管形容器竖直放置,金属圆板A的上表面是水平的,下表面是倾斜的,下表面与水平面的夹角为θ,圆板的质量为图5M,不计圆板与容器内壁之间的摩擦,若大气压强为p0,求被圆板封闭在容器中的气体的压强p.思维导图——列平衡方程,可能是牛顿第二定律方程选取研究对象分析受力重点求出气体压强产生的力求压强解析对圆板进行受力分析:重力Mg,大气压的作用力p0S,封闭气体对它的作用力容器侧壁的作用力F1和F2,如右图所示.由于不需要求出侧壁的作用力,所以只考虑竖直方向合外力为零,就可以求被封闭的气体压强.圆板在竖直方向上合外力为零,有p0S+Mg=(pS/cosθ)cosθ,由此可得p=p0+Mg/S.答案p0+Mg/S,cospS方法提炼1.封闭气体有两种情况:一是平衡状态系统中的封闭气体,二是变速运动系统中的封闭气体.2.封闭气体压强的计算方法:选与气体接触的液柱(或活塞、汽缸)为研究对象,进行受力分析;再根据运动状态列出相应的平衡方程或牛顿第二定律方程,从而求出压强.变式练习3若已知大气压强为p，在图6中各装置均处于静止状态,求被封闭气体的压强.图6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S=-ρghS+p0S所以p气=p0-ρgh由图乙中,以B液面为研究对象,由平衡方程F上=F下有:pAS+phS=p0Sp气=pA=p0-ρgh在图丙中,仍以B液面为研究对象,有pA+ρghsin60°=pB=p0所以p气=pA=在图丁中,以液面A为研究对象,由二力平衡得pAS=(p0+ρgh1)S所以p气=pA=p0+ρgh1答案甲:p0-ρgh乙:p0-ρgh丙:丁:p0+ρgh1ghp230ghp230题型4气体实验定律的图象问题【例4】一定质量的理想气体由状态A变为状态D,其有关数据如图7甲所示,若状态D的压强是2×104Pa.图7(1)求状态A的压强.(2)请在图乙画出该状态变化过程的p—T图象,并分别标出A、B、C、D各个状态,不要求写出计算过程.思路点拨读出V—T图上各点的体积和温度,由理想气体的状态方程即可求出各点对应的压强.解析(1)据理想气体的状态方程得:(2)p—T图象及A、B、C、D各个状态如下图所示答案(1)4×104Pa(2)见解析DDDAAATVpTVpPa1044DAADDATVTVpp规律总结1.图象上的一个点表示一定质量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或曲线表示一定质量气体状态变化的一个过程.2.在V—T或p—T图象中,比较两个状态的压强或体积大小,可以用这两个状态到原点连线的斜率大小来判断.斜率越大,压强或体积越小;斜率越小,压强或体积越大.变式练习4如图8甲是一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的V—T图象.已知气体在状态A时的压强是1.5×105Pa.(1)说出A→B过程中压强变化的情形,并根据图象提供的信息,计算图中TA的温度值.(2)请在图乙坐标系中,作出由状态A经过状态B变为状态C的p—T图象,