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第十二章热学第2节固体、液体和气体2一、固体的微观结构、晶体和非晶体液晶的微观结构1．晶体与非晶体晶体分类比较项目单晶体多晶体非晶体外形规则不规则________熔点确定______不确定确定不规则3物理性质各向异性_________各向同性原子排列有规则晶粒的排列_______无规则转化晶体和非晶体在下可以相互转化典型物质石英、云母、明矾、_______玻璃、橡胶食盐各向同性无规则一定条件42.晶体的微观结构晶体的微观结构特点：组成晶体的物质微粒有地、周期性地在空间排列。规则53．液晶(1)液晶分子既保持排列有序而显示各向，又可以自由移动位置，保持了液体的。(2)液晶分子的位置无序使它像，排列有序使它像。(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的。异性流动性液体晶体杂乱无章6二、液体的表面张力1．作用液体的表面张力使液面具有收缩到表面积的趋势。2．方向表面张力跟液面，且跟这部分液面的分界线。3．大小液体的温度越高，表面张力；液体中溶有杂质时，表面张力；液体的密度越大，表面张力。最小相切垂直越小变小越大7三、气体分子运动速率的统计分布1．气体分子运动的特点和气体压强82．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。(2)决定因素①宏观上：决定于气体的温度和。②微观上：决定于分子的平均动能和分子的。压力体积密集程度9四、气体实验定律理想气体1．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，体积与热力学温度成正比10表达式p1V1＝______p1T1＝p2T2V1T1＝V2T2图象p2V2112.理想气体状态方程(1)理想气体：把在任何温度、任何压强下都遵从______________的气体称为理想气体。在压强不太大、温度不太低时，实际气体可以看作理想气体。理想气体的分子间除碰撞外不考虑其他作用，一定质量的某种理想气体的内能仅由温度决定。(2)理想气体状态方程：p1V1T1＝p2V2T2(质量一定的理想气体)。气体实验定律121．思考辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)(1)大块塑料粉碎成形状相同的颗粒，每个颗粒即为一个单晶体。()(2)单晶体的所有物理性质都是各向异性的。()(3)单晶体有天然规则的几何形状，是因为单晶体的物质微粒是规则排列的。()√××13(4)液晶是液体和晶体的混合物。()(5)船浮于水面上不是由于液体的表面张力。()(6)压强极大的气体不遵从气体实验定律。()√×√142．(多选)下列说法正确的是()A．石墨和金刚石都是晶体，都是由碳元素组成的单质，但它们的原子排列方式不同B．晶体和非晶体在熔化过程中都吸收热量，温度不变C．液晶的光学性质随温度的变化而变化D．液晶的分子排列会因所加电压的变化而变化，由此引起光学性质的改变15AD[石墨和金刚石都是晶体，都是由碳元素组成的单质，但它们的原子排列方式不同，选项A正确。晶体在熔化过程中吸收热量，温度不变；非晶体在熔化过程中吸收热量，温度升高，选项B错误。液晶的光学性质与温度的高低无关，其随所加电压的变化而变化，即液晶的分子排列会因所加电压的变化而变化，由此引起光学性质的改变，选项C错误，D正确。]163．(多选)下列说法不正确的是()A．把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面上，这是由于水表面存在表面张力的缘故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．将玻璃管道裂口放在火上烧，它的尖端就变圆，是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下，表面要收缩到最小的缘故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的缘故17BD[水的表面张力托起针，A正确；B、D两项也是表面张力原因，故B、D均错误，C项正确。]184．把玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，它的尖端就变钝了。产生这一现象的原因是()A．玻璃是非晶体，熔化再凝固后变成晶体B．玻璃是晶体，熔化再凝固后变成非晶体C．熔化的玻璃表面分子间表现为引力使其表面绷紧D．熔化的玻璃表面分子间表现为斥力使其表面扩张19C[玻璃是非晶体，熔化再凝固后仍然是非晶体，故A、B错误；玻璃裂口尖端放在火焰上烧熔后尖端变钝，是表面张力的作用，因为表面张力具有减小表面积的作用，即使液体表面绷紧，故C正确，D错误。]205．(人教版选修3－3P25T1改编)对一定质量的气体来说，下列几点能做到的是()A．保持压强和体积不变而改变它的温度B．保持压强不变，同时升高温度并减小体积C．保持温度不变，同时增加体积并减小压强D．保持体积不变，同时增加压强并降低温度C[根据理想气体状态方程pVT＝C逐一分析，只有C正确。]216.(人教版选修3－3P23T2)如图所示，向一个空的铝制饮料罐(即易拉罐)中插入一根透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱(长度可以忽略)。如果不计大气压的变化，这就是一个简易的气温计。已知铝罐的容积是360cm3，吸管内部粗细均匀，横截面积为0.2cm2，吸管的有效长度为20cm，当温度为25℃时，油柱离管口10cm。22(1)吸管上标刻温度值时，刻度是否应该均匀；(2)估算这个气温计的测量范围。23[解析](1)由于罐内气体压强始终不变，所以V1T1＝V2T2，V1T1＝ΔVΔT，ΔV＝V1T1ΔT＝362298ΔT，ΔT＝298362·SΔL由于ΔT与ΔL成正比，刻度是均匀的。24(2)ΔT＝298362×0.2×(20－10)K≈1.6K故这个气温计可以测量的温度范围为(25－1.6)℃～(25＋1.6)℃，即23.4～26.6℃。[答案](1)刻度是均匀的(2)23.4～26.6℃25关键能力全突破26固体、液体的性质[依题组训练]1．(多选)(2015·全国卷Ⅰ改编)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27D．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28BCD[将一晶体敲碎后，得到的小颗粒仍是晶体，故选项A错误；单晶体具有各向异性，有些单晶体沿不同方向上的光学性质不同，故选项B正确；例如金刚石和石墨由同种元素构成，但由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体，故选项C正确；晶体与非晶体在一定条件下可以相互转化。如天然水晶是晶体，熔融过的水晶(即石英玻璃)是非晶体，也有些非晶体在一定条件下可转化为晶体，故选项D正确。]292．(2019·郑州模拟改编)下列说法正确的是()A．单晶体和多晶体都有固定的熔点和规则的几何外形B．液体表面存在着张力是因为液体表面层分子间的距离小于液体内部分子间的距离C．布朗运动反映了花粉小颗粒内部分子的无规则运动D．密闭在汽缸里的一定质量的理想气体发生等压膨胀时，单位时间碰撞单位面积的器壁的气体分子数一定减少30D[多晶体无规则的几何外形，故A错误；液体的表面张力是由于表层分子间距大于内层分子间距产生的，B错误；布朗运动反映了液体分子的无规则运动，C错误；气体的压强取决于分子的平均动能和分子密集程度，在等压膨胀过程中，气体压强不变，体积增大，温度升高，分子的平均动能增大，但分子密集程度减小，则单位时间内碰撞单位面积器壁的气体分子数一定减少，D正确。]313．(多选)下列现象中，主要是液体表面张力作用的是()A．水黾可以停在水面上B．小木船漂浮在水面上C．荷叶上的小水珠呈球形D．慢慢向小酒杯中注水，即使水面稍高出杯口，水仍不会流下来32ACD[水黾可以停在水面上是液体表面张力的作用，小木船漂浮在水面上是因为浮力，二者最直观的区别是物体有没有一部分陷进水里面；表面张力使液体表面有收缩的趋势，所以荷叶上的小水珠呈球形，水面稍高出杯口也不会流下来，故A、C、D正确，B错误。]334．(多选)(2019·衡水金卷模拟改编)下列说法正确的是()A．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B．脱脂棉脱脂的目的在于使它从不被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液C．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体34D．在空间站完全失重的环境下，水滴能收缩成标准的球形是因为液体表面张力的作用35ABD[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，选项A正确；脱脂棉脱脂的目的在于使它从不被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液，选项B正确；烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明云母片的物理性质具有各向异性，云母片是单晶体，选项C错误；在空间站完全失重的环境下，水滴能收缩成标准的球形是因为液体表面张力的作用，选项D正确。]361．晶体和非晶体(1)凡是具有确定熔点的物体必定是晶体，反之，必是非晶体。(2)凡是具有各向异性的物体必定是晶体，且是单晶体。(3)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。(4)晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化。372．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38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，球形的表面积最小典型现象球形液滴、肥皂泡、涟波、毛细现象，浸润和不浸润39气体的性质及气体压强的计算[依题组训练]1．(多选)(2017·全国卷Ⅰ改编)氧气分子在0℃和100℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。下列说法正确的是()40A．图中两条曲线下面积相等B．图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形C．图中实线对应于氧气分子在100℃时的情形D．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目41ABC[A对：面积表示总的氧气分子数，二者相等。B对：温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大，虚线为氧气分子在0℃时的情形，分子平均动能较小。C对：实线为氧气分子在100℃时的情形。D错：曲线给出的是分子数占总分子数的百分比。]422．(2019·北京高考)下列说法正确的是()A．温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度B．内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和C．气体压强仅与气体分子的平均动能有关D．气体膨胀对外做功且温度降低，分子的平均动能可能不变43A[温度是分子平均动能的量度(标志)，A对；内能是物体内所有分子的分子动能和分子势能的总和，B错；气体压强不仅与分子的平均动能有关，还与分子的密集程度有关，C错；温度降低，则分子的平均动能变小，D错。]443．(多选)(2019·河北唐山模拟改编)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45C．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46AC[气体压强的大小与气体分子的平均动能和单位体积内的分子数两个因素有关。若单位体积内分子数不变，当分子热运动加剧时，决定压强的两个因素中一个不变，一个增大，故气体的压强一定变大，A对，B错；若气体的压强不变而温度降低，只有增大单位体积内的分子个数才能实现，故C对，D错。]474．如图中两个汽缸质量均为M，内部横截面积均为S，两个活塞的质量均为m，左边的汽缸静止在水平面上，右边的活塞和汽缸竖直悬挂在天花板下。两个汽缸内分别封闭有一定质量的空气A、B，大气压为p0，求封闭