12.第2课时 固体、液体与气体
固体液体与气体的特征
固体液体与气体的特征固体、液体和气体是物质存在的三种常见形态。
它们具有不同的特征和行为，对于我们了解物质的性质和相互作用具有重要意义。
本文将从宏观和微观层面，对固体、液体和气体的特征进行介绍。
一、固体的特征固体是物质最常见的形态之一，具有以下几个主要特征：1. 形状稳定：固体的分子或原子之间存在着较强的相互作用力，使得固体能够保持一定的形状，不易改变。
2. 体积不可压缩：固体具有较高的密度，分子或原子之间距离短，且相互作用力强，因此固体的体积不容易被外界压缩。
3. 熔点和沸点存在：固体具有一定的熔点和沸点，在不同的温度下，固体可以从固态转变为液态或气态。
4. 有序排列：固体的分子或原子以规则的方式有序排列，形成了晶体结构。
二、液体的特征液体是介于固体和气体之间的一种物质形态，具有以下几个主要特征：1. 无固定形状：液体具有较低的分子间相互作用力，因此没有固定的形状，可以根据容器的形状自由流动。
2. 体积不可压缩：与固体相似，液体的分子间距离也较近，体积不容易被外界压缩。
3. 具有表面张力：液体表面会形成张力，使得液体表面呈现收缩的现象，在一定条件下可以形成液滴。
4. 可流动性：由于液体分子之间的相互滑动性质，液体能够流动，并且会在底部形成平滑的表面。
三、气体的特征气体是物质的另一种形态，具有以下几个主要特征：1. 无固定形状和体积：气体的分子间距离非常大，分子间的相互作用力非常弱，因此气体没有固定的形状和体积，能够充满整个容器。
2. 可压缩性：由于气体分子之间的距离较大，气体的体积可以通过增加外界压力而减小，具有较高的可压缩性。
3. 容易扩散：气体分子具有高速运动的特点，因此在空气中能够快速扩散。
4. 高温下易变为等离子体：在高温和高能量条件下，气体分子的电子可以脱离原子形成带电粒子，此时气体变为等离子体。
四、小结通过对固体、液体和气体的特征进行整理和归纳，我们可以更好地理解和区分这三种常见物质的性质。
青岛版小学科学新三年级上册科学《固体、液体和气体》课件
液体：没有固定的形状，能流动；表面在静止时一般 会保持水平。
气体：没有固定的形状，能流动。 3.液体的表面在静止时一般会保持水平。
青岛版
气体的形状
扇一扇： 感受空气的流动性
固体、液体和气体的特点： 固体有固定的形状，不能流动。 液体和气体没有固定的形状，能流动。
把物体倾斜放置：
液体的表面在止 时一般会保持水平。
生活中人们是如何确定墙上的两个点在一个水平面的？
用条透明的水管注满水，水在管子两端是在同 一水平上的。
小结 1. 像水、牛奶、醋这样的物体属于液体；像石头、 木块、螺母这样的物体属于固体；像空气这样的物 体属于气体。
固体、液体和气体
把物品分类 固体
液体
气体
认识固体、液体和气体
像水、牛奶、醋这样的物体属于液体；像石头、 木块、螺母这样的物体属于固体；像空气这样的物 体属于气体。
摸一摸、捏一捏...... 能画出形状吗？
牛奶和石头相比......
下面物体都能画出形状吗？
水的形状，水的流动性 水没有固定的形状，能流动。
教科版高中物理选择性必修第三册精品课件 第2章 固体、液体和气体 第2课时 理想气体状态方程
B.只要气体压强不是很高就可视为理想气体
C.一定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关
D.在任何温度、任何压强下,理想气体都遵守气体实验定律
解析 理想气体分子除碰撞外,无相互作用的外力和斥力,故气体分子间的
分子势能可以忽略;理想气体在任何温度、任何压强下都遵守气体实验定
解析 如图所示。
对点演练3
一定质量的理想气体,在状态变化过程中的p-T图像如图所示,在A状态时的
体积为V0,试画出对应的V-T图像和p-V图像(标注字母和箭头)。
答案 见解析图
解析
0 0
根据理想气体状态方程,有
0
=
(3 0 )
0
=
(3 0 )
,解得
30
1
VB=3V0,VC=V0
学 习 目 标
1.了解理想气体的模型,并知道实际气体看成理想气体的条件。(物理观念)
2.掌握理想气体状态方程的内容和表达式,并能应用方程解决实际问题。
(科学思维)
3.掌握理想气体状态变化的图像问题的处理方法,能够解决相应图像问题。
(科学思维)
目录索引
基础落实•必备知识全过关
重难探究•能力素养全提升
结果与实验结果一致,为了使气体在任何温度、任何压强下都遵守气体实
验定律,引入了理想气体的概念。
知识归纳
理想气体
1.含义:
为了研究方便,可以设想一种气体,在任何温度、任何压强下都遵守气体实
验定律。
2.特点:
(1)严格遵守气体实验定律及理想气体状态方程。
(2)理想气体分子本身的大小与分子间的距离相比可以忽略不计,分子可视
B.理想气体的存在是一种人为规定,即它是一种严格遵守气体实验定律的
【金版学案】(广东版)2015届高考物理总复习(重难点突破+题型探究)第十二章第2课 固体 液体与气体课件
所受的压强也越大．压力方向垂直于器壁表面．
(2)大气压强是由于空气受到重力而产生的，由于地球的 引力作用，大气层的分子数密度上方小下方大，从而使得大 气压强的值随高度的增大而减小．
4．一定质量的气体不同图象的比较
不变，D项错误；本题选A、B两项 . 答案：AB
本题是pT图，要抓住等容线作答．a、b两点的体 积也可这样比较：等容线的斜率k＝ c ，斜率越大，体积越小， V 故 Va ＜ Vb ，图象问题的解答，首先要明确图象的物理意义， 再从其斜率等角度分析或作辅助线进行分析．
5.气体实验定律的微观解释
(1)气体压强的微观解释： ①产生原因：气体压强是大量分子频繁碰撞容器壁而产生的．
②影响气体压强的两个因素．
宏观：取决于气体的体积V和温度T. 微观：取决于单位体积内的分子数 (分子数密度)和分子平均动 能．
③对两种气体压强的理解． ⅰ.大气压强． 大气压强是由于空气受重力作用而产生的；地面大气压的值 与地球表面积的乘积，近似等于地球大气层所受的重力值． ⅱ.密闭容器内的气体压强． a．因密闭容器中的气体密度一般很小，由气体自身重力产生 的压强极小，可忽略不计． b．气体压强是由于气体分子频繁碰撞器壁产生的． c．密闭容器中气体对器壁的压强处处相等．
热的针接触其上一点，蜡熔化的范围如下图甲、乙、丙所示， 而甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的 关系如图丁所示，下列说法正确的是( )
A．甲、乙为非晶体，丙是晶体 B．甲、丙为晶体，乙是非晶体 C．甲、丙为非晶体，乙是晶体 D．甲为多晶体，乙为非晶体，丙为单晶体 解析：由图甲、乙、丙可知：甲、乙各向同性，丙各向异性； 由图丁可知：甲、丙有固定熔点，乙无固定熔点，所以甲、丙 为晶体，乙是非晶体．其中甲为多晶体，丙为单晶体． 答案：BD
粤教版科学三年级上册第三单元 固体液体和气体教案
第三单元固体、液体和气体12.认识固体【教学目标】1了解固体具有确定的形状、体积和质量。
2.通过观察比较，发现并归纳固体的特征3.培养仔细观察、分析的科学探究精神【教学重点】了解固体具有确定的形状、体积和质量【教学难点】通过观察比较，发现并归纳固体的特征【课前准备】粉笔、黑板擦、木块、水和饮料。
【教学过程】第一课时（一）活动1：摆棋子我们都知道常见的军棋、飞行棋、象棋等一般都存放在专用的棋盒里。
实践活动：观察军棋的棋子和棋盒的形状，尝试用不同的摆法将棋子全部放进棋盒里。
要求：1以小组为单位，将棋子全部摆放在棋盒里。
4.尝试棋子摆放的方向。
5.记录摆放的过程。
摆放情况摆放根据按一定方向摆乱摆（不按一定方向）结论：棋子、棋盒都有一定的形状（固体有形状），摆放时要注意观察它们的摆放方向。
第二课时（二）活动2：固体有什么特征生活中有许多物体由金属、塑料、木材和石头制成，像棋子一样，它们都是固体。
这些固体有什么共同特征？我们怎样利用尺子来测量固体的大小？实践活动：测量军棋棋子的大小。
方法：1.将棋子平放在桌面上，尺子平行的靠在棋子上。
2.尺子与棋子的边平行,视线要平行，以免出现偏差。
如果测试的时圆柱体，要用软尺，但刻度要重合。
记录：长Cn1宽Cn1高Cm棋子结论：固体是一定体积的。
那么，固体有质量吗？我们的身边像石子、木块都有一定的重量。
我们应该测量，了解它的质量呢？方法：先用手掂一掂，再利用简易天平测量：把天平调节平衡，在一端放上被测物体，一端放上祛码，达到平衡，祛码数就是物体的质量。
小结：什么是固体？具有一定的体积和形状的物体，如石头、橡皮、玻璃、塑料等。
固体有确定的形状、体积和质量。
（三）拓展延伸；说一说，教室里哪些东西是固体？【教学反思】13.认识液体【教学目标】1.了解液体没有固定的形状，但是有确定的体积和质量。
2.通过“玩水球”和观察牛奶和食用油等的变化情况尝试归纳液体的特征3.培养仔细观察、分析的科学探究精神【教学重点】了解液体没有固定的形状，但是有确定的体积和质量【教学难点】通过“玩水球”和观察牛奶和食用油等的变化情况尝试归纳液体的特征【课前准备】水一杯、气球和橡皮筋一条【教学过程】第一课时（一）活动1：能给水变个样吗水是生活中常见的液体。
高中物理第二章《固体、液体和气体》知识梳理
高中物理第二章《固体、液体和气体》知识梳理一、液体的微观结构1.特点液体中的分子跟固体一样是密集在一起的,液体分子的热运动主要表现为在平衡位置附近做微小的振动,但液体分子只在很小的区域内做有规则的排列,这种区域是暂时形成的,边界和大小随时改变,有时瓦解,有时又重新形成,液体由大量这种暂时形成的小区域构成,这种小区域杂乱无章地分布着.联想:非晶体的微观结构跟液体非常相似,可以看作是粘滞性极大的流体,所以严格说来,只有晶体才能叫做真正的固体.2.应用液体的微观结构可解释的现象(1液体表现出各向同性:液体由大量暂时形成的杂乱无章地分布着的小区域构成,所以液体表现出各向同性.(2液体具有一定的体积:液体分子的排列更接近于固体,液体中的分子密集在一起,相互作用力大,主要表现为在平衡位置附近做微小振动,所以液体具有一定的体积.(3液体具有流动性:液体分子能在平衡位置附近做微小的振动,但没有长期固定的平衡位置,液体分子可以在液体中移动,这是液体具有流动性的原因.(4液体的扩散比固体的扩散要快:流体中的扩散现象是由液体分子运动产生的,分子在液体里的移动比在固体中容易得多,所以液体的扩散要比固体的扩散快.二、液体的表面张力1.液体的表面具有收缩趋势缝衣针硬币浮在水面上,用热针刺破铁环上棉线一侧的肥皂膜,另一侧的肥皂膜收缩将棉线拉成弧形.联想:液体表面就像张紧的橡皮膜.2.表面层(1液体跟气体接触的表面存在一个薄层,叫做表面层.(2表面层里的分子要比液体内部稀疏些,分子间距要比液体内部大.在表面层内,分子间的距离大,分子间的相互作用力表现为引力.联想:在液体内部,分子间既存在引力,又存在斥力,引力和斥力的数量级相等,在通常情况下可认为它们是相等的.3.表面张力(1含义:液面各部分间相互吸引的力叫做表面张力.(2产生原因:表面张力是表面层内分子力作用的结果.表面层里分子间的平均距离比液体内部分子间的距离大,于是分子间的引力和斥力比液体内部的分子力和斥力都有所减少,但斥力比引力减小得快,所以在表面层上划一条分界线MN时(图1,两侧的分子在分界线上相互吸引的力将大于相互排斥的力.宏观上表现为分界线两侧的表面层相互拉引,即产生了表面张力.图1(3作用效果:液体的表面张力使液面具有收缩的趋势.如吹出的肥皂泡呈球形,滴在洁净玻璃板上的水银滴呈球形.草叶上的露球、小水银滴要收缩成球形.深化: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.在体积相等的各种形状的物体中球形体积最小.三、浸润和不浸润1.定义浸润:一种液体会润湿某种固体并附在固体的表面上,这种现象叫做浸润.不浸润:一种液体不会润湿某种固体,也就不会附在这种固体的表面,这种现象叫做不浸润.2.决定液体浸润的因素液体能否浸润固体,取决于两者的性质,而不单纯由液体或固体单方面性质决定,同一种液体,对一些固体是浸润的,对另一些固体是不浸润的,水能浸润玻璃,但不能浸润石蜡,水银不能浸润玻璃,但能浸润锌.误区:不能以偏概全地说“水是浸润液体”,“水银是不浸润液体”.3.浸润和不浸润的微观解释(1附着层:跟固体接触的液体薄层,其特点是:附着层中的分子同时受到固体分子和液体内部分子的吸引.(2解释:当水银与玻璃接触时,附着层中的水银分子受玻璃分子的吸引比内部水银分子弱,结果附着层中的水银分子比水银内部稀硫,这时在附着层中就出现跟表面张力相似的收缩力,使跟玻璃接触的水银表面有缩小的趋势,因而形成不浸润现象.相反,如果受到固体分子的吸引相对较强,附着层里的分子就比液体内部更密,在附着层里就出现液体分子互相排斥的力,这时跟固体接触的表面有扩展的趋势,从而形成浸润现象.总之,浸润和不浸润现象是分子力作用的表现.深化:浸润不浸润取决于固体分子对附着层分子的力和液体分子间力的关系.4.弯月面液体浸润器壁时,附着层里分子的推斥力使附着层有沿器壁延展的趋势,在器壁附近形成凹形面.液体不浸润器壁时,附着层里分子的引力使附着层有收缩的趋势,在器壁附近形成凸形面.如图2所示.图2深化:“浸润凹,不浸凸”.四、毛细现象1.含义浸润液体在细管中上升的现象,以及不浸润液体在细管中下降的现象,称为毛细现象.2.特点(1浸润液体在毛细管里上升后,形成凹月面,不浸润液体在毛细管里下降后形成凸月面.(2毛细管内外液面的高度差与毛细管的内径有关,毛细管内径越小,高度差越大.误区:在这里很多同学误认为只有浸润液体才会发生浸润现象.3.毛细现象的解释当毛细管插入浸润液体中时,附着层里的推斥力使附着层沿管壁上升,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,达到平衡,液体停止上升,稳定在一定的高度.联想:利用类似的分析,也可以解释不浸润液体的毛细管里下降的现象.五、液晶1.定义有些化合物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,人们把处于这种状态的物质叫液晶.深化:液晶是一种特殊的物质状态,所处的状态介于固态和液态之间.2.液晶的特点(1分子排列:液晶分子的位置无序使它像液体,排列有序使它像晶体.从某个方向上看液晶的分子排列比较整齐;但是从另一个方向看,液晶分子的排列是杂乱无章的.辨析:组成晶体的物质微粒(分子、原子或离子依照一定的规律在空间有序排列,构成空间点阵,所以表现为各向异性;液体却表现为分子排列无序性和流动性;液晶呢?分子既保持排列有序性,保持各向异性,又可以自由移动,位置无序,因此也保持了流动性.(2液晶物质都具有较大的分子,分子形状通常是棒状分子、碟状分子、平板状分子.3.液晶的物理性质(1液晶具有液体的流动性;(2液晶具有晶体的光学各向异性.液晶的光学性质对外界条件的变化反应敏捷.液晶分子的排列是不稳定的,外界条件和微小变动都会引起液晶分子排列的变化,因而改变液晶的某些性质,例如温度、压力、摩擦、电磁作用、容器表面的差异等,都可以改变液晶的光学性质.如计算器的显示屏,外加电压使液晶由透明状态变为浑浊状态.4.液晶的用途液晶可以用作显示元件,液晶在生物医学、电子工业,航空工业中都有重要应用.联想:液晶可用显示元件:有一种液晶,受外加电压的影响,会由透明状态变成浑浊状态而不再透明,去掉电压,又恢复透明,当输入电信号,加上适当电压,透明的液晶变得浑浊,从而显示出设定的文字或数码.。
物理第11章 第2讲《固体》《液体与气体》(人教版) Word版含解析
第2讲固体液体与气体1．下列现象或事例不可能存在的是( )．A．80 ℃的水正在沸腾B．水的温度达到100 ℃而不沸腾C．沥青加热到一定温度时才能熔化D．温度升到0 ℃的冰并不融化解析因物质的沸点和熔点均与其表面的大气压强有关，且大气压强对沸点影响大，所以80 ℃的水可以沸腾，100 ℃的水不一定沸腾，温度升到0 ℃的冰也不一定融化，A、B、D均可能存在；而沥青是非晶体，没有固定的熔点，C错．答案 C2．如图1所示，曲线M、N分别表示晶体和非晶体在一定压强下的熔化过程，图中横轴表示时间t，纵轴表示温度T，从图中可以确定的是( )图1A．晶体和非晶体均存在固定的熔点T0B．曲线M的bc段表示固液共存状态C．曲线M的ab段、曲线N的ef段均表示固态D．曲线M的cd段、曲线N的fg段均表示液态解析：晶体与非晶体间关键区别在于晶体存在固定的熔点，固液共存态时吸热且温度不变，而非晶体没有固定熔点．B正确．答案：B3．如图所示的四幅图分别对应四种说法，其中正确的是( )．A．微粒运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动B．当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等C．食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的D．小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用解析布朗运动是颗粒的运动不是分子的运动，选项A错误；食盐是晶体，晶体具有各向异性的特点，选项C错误；B、D正确．答案BD4．一定质量的理想气体，经等温压缩，气体的压强增大，用分子动理论的观点分析，这是因为( )A．气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大B．单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多C．气体分子的总数增加D．气体分子的密度增大解析：理想气体经等温压缩，压强增大，体积减小，分子密度增大，则单位时间内单位面积器壁上受到气体分子的碰撞次数增多，但气体分子每次碰撞器壁的冲力不变，故B、D正确，A、C错误．答案：BD5．图a为测量分子速率分布的装置示意图．圆筒绕其中心匀速转动，侧面开有狭缝N，内侧贴有记录薄膜，M为正对狭缝的位置．从原子炉R中射出的银原子蒸汽穿过屏上S缝后进入狭缝N，在圆筒转动半个周期的时间内相继到达并沉积在薄膜上．展开的薄膜如图b所示，NP、PQ间距相等．则 ( )．图2A ．到达M 附近的银原子速率较大B ．到达Q 附近的银原子速率较大C ．位于PQ 区间的分子百分率大于位于NP 区间的分子百分率D ．位于PQ 区间的分子百分率小于位于NP 区间的分子百分率解析 根据分子速率分布规律的“中间多，两头少”特征可知：M 附近的银原子速率较大，故选项A 正确，B 错误．PQ 区间的分子百分率最大，故选项D 错误，C 正确． 答案 AC6．封闭在汽缸内一定质量的理想气体由状态A 变到状态D ，其体积V 与热力学温度T 的关系如图3所示，该气体的摩尔质量为M ，状态A 的体积为V 0，温度为T 0，O 、A 、D 三点在同一直线上，阿伏加德罗常数为N A . (1)由状态A 变到状态D 过程中( )．图3A ．气体从外界吸收热量，内能增加B ．气体体积增大，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少C ．气体温度升高，每个气体分子的动能都会增大D ．气体的密度不变(2)在上述过程中，气体对外做功为5 J ，内能增加9 J ，则气体________(填“吸收”或“放出”)热量________ J.(3)在状态D ，该气体的密度为ρ，体积为2V 0，则状态D 的温度为多少？该气体的分子数为多少？解析 (3)A →D ，由状态方程pV T＝C ，得T D ＝2T 0，分子数n ＝2ρV 0N A M.答案 (1)AB (2)吸收 14 (3)2T 02ρV 0N AM7．如图4所示，上端开口的圆柱形汽缸竖直放置，截面积为5×10－3 m 2，一定质量的气体被质量为2.0 kg 的光滑活塞封闭在汽缸内，其压强为________ Pa(大气压强取1.01×105Pa ，g 取10 m/s 2)．若从初温27 ℃开始加热气体，使活塞离汽缸底部的高度由0.50 m 缓慢地变为0.51 m ．则此时气体的温度为________ ℃.图4解析 p 1＝F S ＝mg S ＝2×105×10－3 Pa ＝0.04×105 Pa ，所以p ＝p 1＋p 0＝0.04×105 Pa ＋1.01×105Pa＝1.05×105Pa ，由盖—吕萨克定律得V 1T 1＝V 2T 2，即0.5S 273＋27＝0.51S 273＋t，所以t ＝33 ℃.答案 1.05×105338．某同学利用DIS 实验系统研究一定量理想气体的状态变化，实验后计算机屏幕显示如图5的pt 图象．已知在状态B 时气体的体积为V B ＝3 L ，则下列说法正确的是( )．图5A ．状态A 到状态B 气体的体积越来越大 B ．状态B 到状态C 气内能增加 C ．状态A 的压强是0.5 atmD ．状态C 体积是2 L解析 状态A 到状态B 是等容变化，故体积不变，A 错；状态B 到状态C 是等温变化，气体内能不变，B 错；从图中可知，p B ＝1.0 atm ，T B ＝(273＋91) K ＝364 K ，T A ＝273 K ，根据查理定律，有p A T A ＝p B T B ，即p A 273＝1.0364，解得p A ＝0.75 atm ，C 错；p B ＝1.0 atm ，V B ＝3 L ，p C ＝1.5 atm ；根据玻意耳定律，有p B V B ＝p C V C ，解得，V C ＝2 L ，D 对．答案 D9．在某高速公路发生一起车祸，车祸系轮胎爆胎所致．已知汽车行驶前轮胎内气体压强为2.5 atm ，温度为27 ℃，爆胎时胎内气体的温度为87 ℃，轮胎中的空气可看作理想气体． (1)求爆胎时轮胎内气体的压强；(2)从微观上解释爆胎前胎内压强变化的原因；(3)爆胎后气体迅速外泄，来不及与外界发生热交换，判断此过程胎内原有气体内能如何变化？简要说明理由．解析 (1)气体作等容变化，由查理定律得：p 1T 1＝p 2T 2① T 1＝t 1＋273 ② T 2＝t 2＋273③p 1＝2.5 atm t 1＝27 ℃ t 2＝87 ℃由①②③得：p 2＝3 atm. 答案 (1)3 atm(2)气体体积不变，分子密集程度不变，温度升高，分子平均动能增大，导致气体压强增大．(3)气体膨胀对外做功，没有吸收或放出热量，据热力学第一定律 ΔU ＝W ＋Q 得ΔU <0，内能减少．10．质量一定的某种物质，在压强不变的条件下，由液态Ⅰ到气态Ⅲ(可看成理想气体)变化过程中温度(T )随加热时间(t )变化关系如图6所示，单位时间所吸收的热量可看做不变．图6(1)以下说法正确的是( )． A ．在区间Ⅱ，物质的内能不变 B ．在区间Ⅲ，分子间的势能不变C ．在区间Ⅲ，气体膨胀对外做功，内能减小D ．在区间Ⅰ，物质分子的平均动能随着时间的增加而增大(2)在区间Ⅲ，若将压强不变的条件改为体积不变，则温度升高________(选填“变快”、“变慢”或“快慢不变”)，请说明理由．解析 (1)在区间Ⅱ，物质的压强、温度均不变，但从外界吸收热量，物质的内能增加，A 错；在区间Ⅲ，物质已变成理想气体，分子间已无作用力，分子间的势能为0，由pVT＝常数及一定量理想气体内能与温度的关系知：当压强一定，温度升高时气体体积增大，膨胀对外做功，气体内能增大，所以B 对C 错；在区间Ⅰ，随着温度的升高，分子平均动能增大，D 对．(2)根据热力学第一定律ΔU ＝Q ＋W 和理想气体的状态方程pVT＝C 可知，在吸收相同的热量Q 时：压强不变的条件下，V 增大，W <0，ΔU 1＝Q －|W |体积不变的条件下，W ＝0，ΔU 2＝Q所以ΔU 1<ΔU 2，体积不变的条件下温度升高变快． 答案 (1)BD (2)变快，理由见解析11．一汽缸竖直放在水平地面上，缸体质量M ＝10kg ，活塞质量m ＝4 kg ，活塞横截面积S ＝2×10－3m 2，活塞上面的汽缸内封闭了一定质量的理想气体，下面有气孔O 与外界相通，大气压强p 0＝1.0×105 Pa.活塞下面与劲度系数k ＝2×103 N/m 的轻弹簧相连．当汽缸内气体温度为127℃时弹簧为自然长度，此时缸内气柱长度L 1＝20 cm ，g 取10 m/s 2，活塞不漏气且与缸壁无摩擦．图7(1)当缸内气柱长度L 2＝24 cm 时，缸内气体温度为多少K?(2)缸内气体温度上升到T 0以上，气体将做等压膨胀，则T 0为多少K? 解析：(1)V 1＝L 1S ，V 2＝L 2S ，T 1＝400 Kp 1＝p 0－mgS ＝0.8×105 Pap 2＝p 0＋F －mg S＝1.2×105Pa根据理想气体状态方程，得：p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2解得T 2＝720 K(2)当气体压强增大到一定值时，汽缸对地压力为零，此后再升高气体温度，气体压强不变，气体做等压变化．设汽缸刚好对地没有压力时弹簧压缩长度为Δx ，则k Δx ＝(m ＋M )gΔx ＝7 cmV 3＝(Δx ＋L 1)Sp 3＝p 0＋MgS＝1.5×105 Pa根据理想气体状态方程，得：p 1V 1T 1＝p 3V 3T 0解得T 0＝1 012.5 K升高气体温度，气体压强不变，气体做等压变化．设汽缸刚好对地没有压力时弹簧压缩长度为Δx ，则k Δx ＝(m ＋M )gΔx ＝7 cmV 3＝(Δx ＋L 1)Sp 3＝p 0＋MgS＝1.5×105 Pa根据理想气体状态方程，得：p 1V 1T 1＝p 3V 3T 0解得T 0＝1 012.5 K答案：(1)720 K (2)1 012.5 K12．如图8所示，一根两端开口、横截面积为S ＝2 cm 2足够长的玻璃管竖直插入水银槽中并固定(插入水银槽中的部分足够深)．管中有一个质量不计的光滑活塞，活塞下封闭着长L ＝21 cm 的气柱，气体的温度为t 1＝7 ℃，外界大气压取p 0＝1.0×105Pa(相当于75 cm 高的汞柱压强)．图8(1)若在活塞上放一个质量为m ＝0.1 kg 的砝码，保持气体的温度t 1不变，则平衡后气柱为多长？(g ＝10 m/s 2)(2)若保持砝码的质量不变，对气体加热，使其温度升高到t 2＝77 ℃，此时气柱为多长？ (3)若在(2)过程中，气体吸收的热量为10 J ，则气体的内能增加多少？ 解析 (1)被封闭气体的初状态为p 1＝p 0＝1.0×105PaV 1＝LS ＝42 cm 3，T 1＝280 K末状态压强p 2＝p 0＋mgS＝1.05×105PaV 2＝L 2S ，T 2＝T 1＝280 K根据玻意耳定律，有p 1V 1＝p 2V 2，即p 1L ＝p 2L 2得L 2＝p 1p 2L ＝20 cm.(2)对气体加热后，气体的压强不变，p 3＝p 2，V 3＝L 3S ，T 3＝350 K 根据盖—吕萨克定律，有V 2T 2＝V 3T 3，即L 2T 2＝L 3T 3得L 3＝T 3T 2L 2＝25 cm.(3)气体对外做的功W ＝p 2Sh ＝p 2S (L 3－L 2)＝1.05 J 根据热力学第一定律得ΔU ＝W ＋Q ＝－1.05 J ＋10 J ＝8.95 J 即气体的内能增加8.95 J.答案 (1)20 cm (2)25 cm (3)8.95 J。
高中物理第二章《固体、液体和气体》知识梳理
⾼中物理第⼆章《固体、液体和⽓体》知识梳理⾼中物理第⼆章《固体、液体和⽓体》知识梳理⼀、液体的微观结构1.特点液体中的分⼦跟固体⼀样是密集在⼀起的,液体分⼦的热运动主要表现为在平衡位置附近做微⼩的振动,但液体分⼦只在很⼩的区域内做有规则的排列,这种区域是暂时形成的,边界和⼤⼩随时改变,有时⽡解,有时⼜重新形成,液体由⼤量这种暂时形成的⼩区域构成,这种⼩区域杂乱⽆章地分布着.联想:⾮晶体的微观结构跟液体⾮常相似,可以看作是粘滞性极⼤的流体,所以严格说来,只有晶体才能叫做真正的固体.2.应⽤液体的微观结构可解释的现象(1液体表现出各向同性:液体由⼤量暂时形成的杂乱⽆章地分布着的⼩区域构成,所以液体表现出各向同性.(2液体具有⼀定的体积:液体分⼦的排列更接近于固体,液体中的分⼦密集在⼀起,相互作⽤⼒⼤,主要表现为在平衡位置附近做微⼩振动,所以液体具有⼀定的体积.(3液体具有流动性:液体分⼦能在平衡位置附近做微⼩的振动,但没有长期固定的平衡位置,液体分⼦可以在液体中移动,这是液体具有流动性的原因.(4液体的扩散⽐固体的扩散要快:流体中的扩散现象是由液体分⼦运动产⽣的,分⼦在液体⾥的移动⽐在固体中容易得多,所以液体的扩散要⽐固体的扩散快.⼆、液体的表⾯张⼒1.液体的表⾯具有收缩趋势缝⾐针硬币浮在⽔⾯上,⽤热针刺破铁环上棉线⼀侧的肥皂膜,另⼀侧的肥皂膜收缩将棉线拉成弧形.联想:液体表⾯就像张紧的橡⽪膜.2.表⾯层(1液体跟⽓体接触的表⾯存在⼀个薄层,叫做表⾯层.(2表⾯层⾥的分⼦要⽐液体内部稀疏些,分⼦间距要⽐液体内部⼤.在表⾯层内,分⼦间的距离⼤,分⼦间的相互作⽤⼒表现为引⼒.联想:在液体内部,分⼦间既存在引⼒,⼜存在斥⼒,引⼒和斥⼒的数量级相等,在通常情况下可认为它们是相等的.3.表⾯张⼒(1含义:液⾯各部分间相互吸引的⼒叫做表⾯张⼒.(2产⽣原因:表⾯张⼒是表⾯层内分⼦⼒作⽤的结果.表⾯层⾥分⼦间的平均距离⽐液体内部分⼦间的距离⼤,于是分⼦间的引⼒和斥⼒⽐液体内部的分⼦⼒和斥⼒都有所减少,但斥⼒⽐引⼒减⼩得快,所以在表⾯层上划⼀条分界线MN时(图1,两侧的分⼦在分界线上相互吸引的⼒将⼤于相互排斥的⼒.宏观上表现为分界线两侧的表⾯层相互拉引,即产⽣了表⾯张⼒.图1(3作⽤效果:液体的表⾯张⼒使液⾯具有收缩的趋势.如吹出的肥皂泡呈球形,滴在洁净玻璃板上的⽔银滴呈球形.草叶上的露球、⼩⽔银滴要收缩成球形.深化: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.在体积相等的各种形状的物体中球形体积最⼩.三、浸润和不浸润1.定义浸润:⼀种液体会润湿某种固体并附在固体的表⾯上,这种现象叫做浸润.不浸润:⼀种液体不会润湿某种固体,也就不会附在这种固体的表⾯,这种现象叫做不浸润.2.决定液体浸润的因素液体能否浸润固体,取决于两者的性质,⽽不单纯由液体或固体单⽅⾯性质决定,同⼀种液体,对⼀些固体是浸润的,对另⼀些固体是不浸润的,⽔能浸润玻璃,但不能浸润⽯蜡,⽔银不能浸润玻璃,但能浸润锌.误区:不能以偏概全地说“⽔是浸润液体”,“⽔银是不浸润液体”.3.浸润和不浸润的微观解释(1附着层:跟固体接触的液体薄层,其特点是:附着层中的分⼦同时受到固体分⼦和液体内部分⼦的吸引.(2解释:当⽔银与玻璃接触时,附着层中的⽔银分⼦受玻璃分⼦的吸引⽐内部⽔银分⼦弱,结果附着层中的⽔银分⼦⽐⽔银内部稀硫,这时在附着层中就出现跟表⾯张⼒相似的收缩⼒,使跟玻璃接触的⽔银表⾯有缩⼩的趋势,因⽽形成不浸润现象.相反,如果受到固体分⼦的吸引相对较强,附着层⾥的分⼦就⽐液体内部更密,在附着层⾥就出现液体分⼦互相排斥的⼒,这时跟固体接触的表⾯有扩展的趋势,从⽽形成浸润现象.总之,浸润和不浸润现象是分⼦⼒作⽤的表现.深化:浸润不浸润取决于固体分⼦对附着层分⼦的⼒和液体分⼦间⼒的关系.4.弯⽉⾯液体浸润器壁时,附着层⾥分⼦的推斥⼒使附着层有沿器壁延展的趋势,在器壁附近形成凹形⾯.液体不浸润器壁时,附着层⾥分⼦的引⼒使附着层有收缩的趋势,在器壁附近形成凸形⾯.如图2所⽰.图2深化:“浸润凹,不浸凸”.四、⽑细现象1.含义浸润液体在细管中上升的现象,以及不浸润液体在细管中下降的现象,称为⽑细现象.2.特点(1浸润液体在⽑细管⾥上升后,形成凹⽉⾯,不浸润液体在⽑细管⾥下降后形成凸⽉⾯.(2⽑细管内外液⾯的⾼度差与⽑细管的内径有关,⽑细管内径越⼩,⾼度差越⼤.误区:在这⾥很多同学误认为只有浸润液体才会发⽣浸润现象.3.⽑细现象的解释当⽑细管插⼊浸润液体中时,附着层⾥的推斥⼒使附着层沿管壁上升,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,达到平衡,液体停⽌上升,稳定在⼀定的⾼度.联想:利⽤类似的分析,也可以解释不浸润液体的⽑细管⾥下降的现象.五、液晶1.定义有些化合物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,⼈们把处于这种状态的物质叫液晶.深化:液晶是⼀种特殊的物质状态,所处的状态介于固态和液态之间.2.液晶的特点(1分⼦排列:液晶分⼦的位置⽆序使它像液体,排列有序使它像晶体.从某个⽅向上看液晶的分⼦排列⽐较整齐;但是从另⼀个⽅向看,液晶分⼦的排列是杂乱⽆章的.辨析:组成晶体的物质微粒(分⼦、原⼦或离⼦依照⼀定的规律在空间有序排列,构成空间点阵,所以表现为各向异性;液体却表现为分⼦排列⽆序性和流动性;液晶呢?分⼦既保持排列有序性,保持各向异性,⼜可以⾃由移动,位置⽆序,因此也保持了流动性.(2液晶物质都具有较⼤的分⼦,分⼦形状通常是棒状分⼦、碟状分⼦、平板状分⼦.3.液晶的物理性质(1液晶具有液体的流动性;(2液晶具有晶体的光学各向异性.液晶的光学性质对外界条件的变化反应敏捷.液晶分⼦的排列是不稳定的,外界条件和微⼩变动都会引起液晶分⼦排列的变化,因⽽改变液晶的某些性质,例如温度、压⼒、摩擦、电磁作⽤、容器表⾯的差异等,都可以改变液晶的光学性质.如计算器的显⽰屏,外加电压使液晶由透明状态变为浑浊状态.4.液晶的⽤途液晶可以⽤作显⽰元件,液晶在⽣物医学、电⼦⼯业,航空⼯业中都有重要应⽤.联想:液晶可⽤显⽰元件:有⼀种液晶,受外加电压的影响,会由透明状态变成浑浊状态⽽不再透明,去掉电压,⼜恢复透明,当输⼊电信号,加上适当电压,透明的液晶变得浑浊,从⽽显⽰出设定的⽂字或数码.。
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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 pS 作用力cos θ，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+M g=(pS/cosθ)cosθ，由此可得 p=p0+M g/S.
2.液体的表面张力 (1)作用：液体的表面张力使液面具有收缩 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 垂直 . (3)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 . 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 异 性
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．
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 M，不计圆板与容器内壁之间的摩擦， 压强 p. 思维导图
图5
若大气压强为 p0，求被圆板封闭在容器中的气体的
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 B．温度升高时，饱和汽压减小 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 ( CD ) A．温度相同的不同饱和汽，饱和汽压都相同
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 水蒸气的实际压强 绝对湿度；相对湿度＝ .夏天的饱 同温度下的饱和汽压 和汽压大，在相对湿度相同时，夏天的绝对湿度大．
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＝p0S
p 气＝pA＝p0－ρgh 在图丙中，仍以 B 液面为研究对象，有 pA＋ρghsin 60° ＝pB＝p0 3 所以 p 气＝pA＝p0－ ρgh 2 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 3 答案 甲：p0－ ρgh 乙：p0－ρgh 丙： p0－ ρgh 2 丁：p0＋ρgh1
第 2 课时
一、物态和物态变化 1．固体
固体、液体与气体 考点自清 Nhomakorabea单晶体 外形 熔点 物理性质
规则
确定
多晶体 不规则
确定
各向同 性
非晶体 不规则 不确定 各向同性
各向导性
石英、云母、食盐、 典型物质 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
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.
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 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 A．饱和汽和液体之间的动态平衡，是指汽化和液
液体薄层，浸润时液面是凹面，不浸润时，液面是凸 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．
变式练习 1
把极细的玻璃管插入水中与水银中，如 ( AC )
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 2×104 Pa.
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
二、气体 1．三个实验定律 玻意耳定律 一定质量的 某种气体，在 温度不变的 内容 情况下，压强 与体积成反 比 表达式
查理定律 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
p1 p2 T1 T2
盖—吕萨克定律 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
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．
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 T2>T1. 图2 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 V2<V1.
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． (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． 特别提醒
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．
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用，管内液体
图1
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．
题型探究
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，不正确的是 ( )
图4 A．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
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 B
规律总结 面．
1.液体与气体、固体分别构成的两个不同
热点聚焦
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．
气体的状态方程即可求出各点对应的压强．
pAVA pDVD 解析 (1)据理想气体的状态方程得： ＝ TA TD pDVDTA 则 pA＝ ＝4×104 Pa VATD (2)p—T 图象及 A、B、C、D 各 个状态如图所示
答案
p0＋Mg/S
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．
pV T
p1V1 p2V2 T1 T2
或
恒量． 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 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．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： 空气的绝对湿度与同一温度下水的饱 和汽压的百分比.