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第十三章热学(选修3－3)固体、液体和气体栏目导航123板块一双基巩固板块二考点突破板块三跟踪检测双基巩固固双基、明易错、强化记忆板块一填一填|——知识体系一、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单晶体多晶体非晶体外形____________不规则熔点确定不确定物理性质各向____________各向____________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规则异性同性2.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3．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二、液体的表面张力现象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____________的蒸汽．(2)未饱和汽：没有达到____________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____________，且饱和汽压与饱和汽的体积无关．动态平衡饱和越大3．相对湿度空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比．即相对湿度＝水蒸气的实际压强同温度水的饱和汽压.四、气体1．气体分子运动的特点(1)气体分子之间的距离大约是分子直径的10倍，气体分子之间的作用力十分微弱，可以忽略不计．(2)气体分子的速率分布，表现出“___________________”的统计分布规律．(3)气体分子向各个方向运动的机会均等．(4)温度一定时，某种气体分子的速率分布是确定的，速率的平均值也是确定的，温度升高，气体分子的平均速率增大，但不是每个分子的速率都增大．中间多，两头少2．气体的压强(1)产生的原因由于大量气体分子无规则地运动而频繁碰撞器壁，形成对器壁各处均匀、持续的压力，作用在器壁____________上的压力叫作气体的压强．(2)决定气体压强大小的因素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数密度．单位面积3．气体的体积由于气体的分子能够到达所能到达的空间，故气体的体积应等于盛放气体的容器的容积．4．理想气体(1)宏观模型：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____________、温度____________的条件下，可视为理想气体．不太大不太低(2)微观模型①气体分子的体积可忽略不计，可以看成质点．②气体分子除碰撞外不受其他力的作用．③气体分子除碰撞外做匀速直线运动．④理想气体分子势能为零，其内能由分子数和分子的平均动能决定(宏观上由物质的量及温度决定，与体积无关)．判一判|——易混易错(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)晶体有天然规则的几何形状，是因为晶体的物质微粒是规则排列的．()(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)水蒸气达到饱和时，水蒸气的压强不再变化，这时，水不再蒸发和凝结．()(7)草叶上的露珠呈球形是表面张力引起的．()(8)单晶体有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点．()××√×√×√×记一记|——规律结论1．区别晶体和非晶体看有无固定熔点，而区分单晶体和多晶体看是否能表现出各向异性．2．液体的表面张力有使液体的表面积收缩到最小的趋势．3．气体的压强是由气体分子频繁撞击器壁产生的，其大小由分子平均动能和单位体积内的分子数共同决定．4．气体的压强可通过分析与气体接触的液柱或活塞的受力，利用平衡条件或牛顿第二定律列式求解．5．气体实验定律和理想气体状态方程的适用条件为一定质量的理想气体．考点突破记要点、练高分、考点通关板块二考点一固体、液体的性质——自主练透|记要点|1．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)凡是具有各向异性的物体必定是晶体，且是单晶体．(3)凡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|练高分|1．(多选)关于晶体和非晶体，下列说法正确的是()A．所有晶体沿各个方向的光学性质都相同B．非晶体沿各个方向的物理性质都相同C．在各种晶体中，原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性D．物质是晶体还是非晶体，是绝对的，不可能相互转化E．有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体解析：选BCE晶体分为单晶体和多晶体，其中单晶体具有各向异性，多晶体是由许多杂乱无章的排列着的小晶体组成的，多晶体和非晶体一样具有各向同性，故A错误；非晶体具有各向同性，故B正确；无论是单晶体还是多晶体，晶体内部的分子按一定的规律排列，即具有空间上的周期性，故C正确；物质是晶体还是非晶体，不是绝对的，在一定条件下可以相互转化，故D错误，E正确．2．(多选)关于液体和液晶，下列说法正确的是()A．液体表面层的分子分布比内部密B．液体有使其表面积收缩到最小的趋势C．液体表面层分子之间只有引力而无斥力D．液晶具有光学性质各向异性的特点E．液晶分子的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解析：选BDE液体表面层分子比较稀疏，A错误；液体表面张力使其表面积有收缩到最小的趋势，B正确；液体表面层分子之间既有引力又有斥力，C错误；液晶具有光学性质各向异性，D正确；液晶的分子排列会因电场强度的变化而变化，E正确．3．(多选)(2018届安庆模拟)下列说法正确的是()A．液体表面存在张力是因为液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离B．萘的熔点为80℃，质量相等的80℃的液态萘和80℃的固态萘具有不同的分子势能C．车轮在潮湿的地面上滚过后，车辙中会渗出水，属于毛细现象D．液体表面层分子的势能比液体内部分子的势能小E．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似，具有各向同性解析：选ABC液体表面存在张力是因为液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，分子之间表现为引力，A正确；80℃时，液态萘凝固成固态萘的过程中放出热量，温度不变，则分子的平均动能不变，萘放出热量的过程中内能减小，而分子平均动能不变，所以一定是分子势能减小，B正确；由毛细现象的定义可知，C正确；液体表面层的分子间距离比液体内部的分子间距离大，故液体表面层分子之间的作用力表现为引力，分子之间的距离有缩小的趋势，可知液体表面层的分子比液体内部的分子有更大的分子势能，D错误；液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，E错误．考点一温度、饱和汽压与温度、体积的关系——自主练透|记要点|1．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．2．因为相对湿度＝水蒸气的实际压强p1同温度水的饱和汽压ps，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．|练高分|1．(多选)关于饱和汽压和相对湿度，下列说法中正确的是()A．温度相同的不同饱和汽的饱和汽压都相同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有关E．在一定温度下水蒸气达到饱和时，水蒸气的压强不变解析：选BCE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，称为空气的绝对湿度；相对湿度＝水蒸气的实际压强同温度水的饱和汽压，夏天的饱和汽压大，在相对湿度相同时，夏天的绝对湿度大．2．(多选)下列对饱和汽、未饱和汽、饱和汽压以及湿度的认识，正确的是()A．液体的饱和汽压只与液体的性质和温度有关，而与体积无关B．增大压强一定可以使未饱和汽变成饱和汽C．降低温度一定可以使未饱和汽变成饱和汽D．空气中所含水蒸气的压强越大，空气的绝对湿度越大E．干湿泡湿度计的干、湿两支温度计的示数差越小，空气的相对湿度越大解析：选ADE饱和汽压的大小取决于液体的性质和温度，而与体积无关，故选项A正确；饱和汽压与压强无关，故选项B错误；降低温度可能使饱和汽变成未饱和汽，但不一定使未饱和汽变成饱和汽，故选项C错误；空气的湿度是指相对湿度，空气中所含水蒸气的压强越大，空气的绝对湿度越大，相对湿度不一定越大，故选项D正确；干湿泡湿度计的干、湿两支温度计示数差越小，说明空气越潮湿，相对湿度越大，故选项E正确．考点三气体压强的产生与计算——师生共研|记要点|1．产生的原因由于大量气体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做气体的压强．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程度．3．平衡状态下气体压强的求法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p＝p0＋ρgh，p0为液面上方的压强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．|析典例|【例】如图所示，一汽缸水平固定在静止的小车上，一质量为m，面积为S的活塞将一定量的气体封闭在汽缸内，平衡时活塞与汽缸底相距为L.现让小车以一较小的水平恒定加速度向右运动，稳定时发现活塞相对于汽缸移动了距离d.已知大气压强为p0，不计汽缸和活塞间的摩擦；且小车运动时，大气对活塞的压强仍可视为p0；整个过程温度保持不变．求小车加速度的大小．[解析]设小车加速度大小为a，稳定时汽缸内气体的压强为p1，则活塞受到汽缸内外气体的压力分别为F1＝p1S，F0＝p0S由牛顿第二定律得F1－F0＝ma小车静止时，在平衡状态下，汽缸内气体的压强应为p0由玻意耳定律得p1V1＝p0V0式中V0＝SL，V1＝S(L－d)联立以上各式得a＝p0SdmL－d.[答案]p0SdmL－d|反思总结|封闭气体压强的求解方法封闭气体的压强，不仅与气体的状态变化有关，还与相关的水银柱、活塞、汽缸等物体的受力情况和运动状态有关．解决这类问题的关键是要明确研究对象，然后分析研究对象的受力情况，再根据运动情况，列出关于研究对象的力学方程，然后解方程，就可求得封闭气体的压强．|练高分|1．(多选)(2019届山东聊城模