固体、液体和物态变化 课件

5.相对湿度、绝对湿度、饱和汽压的计算
相对湿度的定义为:相对湿度= 水蒸气的实际压强 ，由题设
同温下水的饱和汽压
条件灵活地计算.计算时一定要注意各物理量单位的统一.
典例6 空气的温度是8 ℃，饱和水汽压为8.05 mmHg，此时，
水汽的实际压强为6 mmHg，求相对湿度.
【解析】某一温度下，饱和水汽压为一定值，知道了绝对
2
而 1(1-1%)mv2=1 ×(1-1%)m×4002 J
2
2
=7.92×104m J,
(1-1%)mλ≈3.4×106m J.
显然由动能转化成的热不足以满足冰全部熔化的需要，故不
能.
典例5 把细玻璃管插入水银中，为什么管内的水银面比容 器里的水银面低？ 【解析】可以从附着层和表面层的分子作用的共同贡献上解 释. 水银对玻璃不浸润，附着层内的水银分子分布比内部稀，附 着层中出现了像表面层一样的吸引力，使水银在管壁处的液 面向下弯曲.
液面弯曲后，表面积增加，表面张力的作用使液面收缩，于 是带着表面层下的水银下降.水银下降后，在附着层内分子引 力作用下，又使水银在管壁处下弯；在表面张力的作用下带 着表面层下的水银继续下降.直到表面张力向下的拉引作用跟 管内液柱下降后，因内外液面高度差产生的向上的液体的静 压力相等时，液柱不再下降，达到平衡.所以，管内水银面比 容器内水银面低，也是附着层和表面层分子作用共同贡献的 结果. 答案：见解析
湿度可以算出相对湿度；由相对湿度的计算公式可得 相对湿度= 6×100%=74.5%.
8.05
答案：74.5%
三、物态变化过程中物体吸收热量和放出热量的计算 1.晶体熔化或凝固时吸收或放出的热量Q=λm. 其中λ为晶体的熔化热，m为晶体的质量. 2.液体在一定的压强和一定的沸点下变成气体吸收的热量 Q=Lm,其中L为汽化热，m为汽化的液体的质量.
典例7 质量为m的0 ℃的冰雹，在空中由静止自由下落，由 于空气阻力的作用，其中1%质量的冰在下落过程中会完全熔 化成0℃的水脱离冰雹，若落地时的速度为400 m/s，求:(设 冰的熔化热λ=0.34×10-7 J/kg，重力加速度g=10 m/s2) (1)冰雹下落的高度. (2)若落地时，动能全部转化成热，问能否将冰雹熔化?
【解析】(1)设冰雹下落的高度为h，根据题意有：
mgh 1 11% mv2 m 1%,
2
m 1% 1 11%mv2
所以h
2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
mg
0.34107 1% 1 11% 4002

2
m
10
11 320 m
(2)假设能全部熔化，则需满足
1(1-1%)mv2≥m(1-1%)λ.
典例1 关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是( ) A.可以根据各向同性和各向异性来鉴别晶体和非晶体 B.一块均匀薄片，沿各个方向对它施加拉力，发现其强度一 样，则此薄片一定是非晶体 C.一个固体球，如果沿其各条直径方向的导电性能不同，则 该球一定是单晶体 D.一块晶体，若其各个方向的导热性能相同，则一定是多晶 体
2.液晶的微观解释. 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，所以单晶体表现为各向异性; 液晶分子保持排列的有序性，物理性质保持各向异性，且分 子可以自由移动，位置无序，因此液晶也保持了流动性.
典例3 下列说法正确的是( ) A.液晶态是介于固态和液态之间的中间态 B.液晶具有流动性 C.液晶表现出各向同性 D.液晶表现出各向异性 【解析】选A、B、D.物质一方面像液体那样具有流动性，另 一方面又像晶体那样，分子在特定方向上排列比较整齐，具 有各向异性，把这种介于晶体和液体之间的状态的物质叫做 液晶.
【解析】液膜形成表面张力，使液膜有收缩趋势，要使液膜 表面积增大，必须是外力克服表面张力做功.由于液膜是两个 液面，所以作用在ab杆上的表面张力F=2αL，克服表面张力 做功W=Fs=2αLs=2α·ΔS/2=1.44×10－5J 答案：1.44×10－5J
4.毛细现象、浸润与不浸润及其分析 毛细现象是浸润与不浸润和表面张力的共同作用而形成的结 果.浸润液体跟毛细管内壁接触时，引起液体附着层扩张， 而表面张力的作用是使液体与毛细管内壁的接触面减小而收 缩，从而使液面弯曲时液柱起提升作用，而且毛细管内径越 小，提升越高，当液面弯曲提升的力与提升的液柱的重力平 衡时，管内液柱不再升高.而不浸润的液体与毛细管内壁接 触时，引起液体附着层收缩，而表面张力也使液面收缩，从 而使液面弯曲对液柱起压低下降的作用，而且毛细管内径越 小，压低下降的高度也越大，当液面弯曲下压的力与被压低 的液柱的重力相等时，管内液面不再降低.
【解析】选C.多晶体和非晶体都显示各向同性，只有单晶体 显示各向异性，所以A错，B也错，C就对了.晶体具有各向异 性的特性，仅是指某些物理性质，并不是所有的物理性质都 是各向异性的，换言之，某一物理性质显示各向同性，并不 意味着该晶体一定不是单晶体，所以D错.
二、液体微观结构与表面张力 1.液体的微观结构. 由于液体的微观结构是分子只在很小的区域内做有规则的排 列，这种小区域的排列是暂时形成的，边界和大小随时改变， 并且杂乱无章地排列，因而液体表现出流动性.由于液体分 子尽管在小区域内有规则地排列，但它没有长期固定的平衡 位置，可在液体中移动，所以在物理性质上显示出各向同性.
一、单晶体、多晶体、非晶体的判断
单晶体具有各向异性的特性，仅是指某些物理性质，并不是 所有物理性质都是各向异性的.例如，立方体铜晶体的弹性 是各向异性的，但它的导热性和导电性却是各向同性的. 同一物质既可以是晶体，又可以是非晶体，如天然的石英是 晶体，熔融过的石英(石英玻璃)是非晶体. 非晶体是物质的不稳定状态，能量大，它可以转化为晶体， 如把晶体硫加热，使之熔化，并使它的温度超过300 ℃，然 后倒入冷水里，就会变成柔软的非晶体硫，但经过一段时间 后，非晶体硫又变成晶体硫了.
典例2 关于液体，下列说法正确的是( ) A.液体的性质介于气体和固体之间，更接近气体 B.液体表现出各向异性 C.液体分子的热运动与固体类似，主要表现在固定的平衡位 置附近做微小振动 D.液体的扩散比固体的扩散快
【解析】选D.液体分子间距离与固体分子间距离接近，都不 易被压缩，故A错.液体由大量暂时形成的小区域构成，这种 小区域杂乱无章地分布着，因而液体表现出各向同性，故B 错.液体分子与固体分子都在平衡位置附近做微小振动，所不 同的是液体没有固定的平衡位置，故C错.
3.液体表面层和附着层的特性引起的现象解释要点 由液体的表面层和附着层的特性所引起的现象很普遍，在解 释这类现象时，应抓住以下特点:液体表面因存在表面张力 而具有收缩趋势；浸润液体的附着层内因存在排斥力而具有 扩张趋势;不浸润液体的附着层内因存在收缩力而具有收缩 趋势.
典例4 如图，铁丝框架上有一可以自 由滑动的细铁丝ab，铁丝长L＝20 cm， 框上布着液膜.使液膜表面积增加ΔS= 200 cm2，需要做多少功?(液体表面在单位长上的表面张力 α=7.2×10－4N/m,摩擦可以不计)