固体、液体和气体考点归纳
固体液体和物态变化知识归纳
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固体、液体和物态变化知识归纳1. 固体的分类自然界中的固态物质可以分为两种:晶体和非晶体..1晶体:像石英、云母、明矾等具有确定的几何形状的固体叫晶体..常见的晶体还有:食盐、硫酸铜、蔗糖、味精、石膏晶体、方解石等..晶体又分为单晶体和多晶体..单晶体:整个物体是一个晶体的叫做单晶体;如雪花、食盐小颗粒、单晶硅等..多晶体:如果整个物体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体组成的;这样的物体就叫做多晶体;如大块的食盐、粘在一起的蔗糖、各种金属材料等..2非晶体:像玻璃、蜂蜡、松香等没有确定的几何形状的固体叫非晶体..常见的非晶体还有:沥青、橡胶等..2.3.4.晶体的形状和物理性质与非晶体不同是因为在各种晶体中;原子或分子、离子都是按照各自的规则排列的;具有空间上的周期性..5. 对比液态、气态、固态研究液体的性质1液体和气体没有一定的形状;是流动的..2液体和固体具有一定的体积;而气体的体积可以变化千万倍;3液体和固体都很难被压缩;而气体可以很容易的被压缩;6. 液体的微观结构跟固体一样;液体分子间的排列也很紧密;分子间的作用力也比较强;在这种分子力的作用下;液体分子只在很小的区域内做有规则的排列;这种区域是不稳定的:边界、大小随时改变;液体就是由这种不稳定的小区域构成;而这些小区域又杂乱无章的排布着;使得液体表现出各向同性..非晶体的微观结构跟液体非常类似;可以看作是粘滞性极大的液体;所以严格说来;只有晶体才能叫做真正的固体..7. 液体的表面张力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3液体表面各部分之间有相互吸引的力;这种力叫表面张力4表面张力的作用使得液体表面具有收缩的趋势表面张力的作用使得液体表面具有收缩的趋势;在体积相等的各种形状的物体中;球形物体的表面积最小;所以露珠、水银、失重状态下的水滴等等呈现球形.. 5浸润:一种液体会润湿某种固体并附在固体表面上的现象..6不浸润:一种液体不会润湿某种固体;也就不会附在固体表面上的现象..7毛细现象:浸润液体在细管里上升的现象和不浸润液体在细管里下降的现象8. 汽化:物质从液态变成气态的过程叫做汽化..汽化有两种方式:蒸发和沸腾..其比较如下表:9. 饱和汽与饱和汽压1饱和汽:与液体处于动态平衡的蒸汽叫做饱和汽..没有达到饱和状态的蒸汽叫做未饱和汽..2饱和汽压:在一定温度下;饱和汽的压强一定;叫做饱和汽压..未饱和汽的压强小于饱和汽压..注意:饱和汽压只是指空气中这种液体蒸汽的分气压;与其他气体的压强无关..饱和汽压与温度和物质种类有关..10. 空气的湿度1空气的绝对湿度:空气中所含水蒸气的压强叫做空气的绝对湿度..2空气的相对湿度:空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压的比值叫做空气的相对湿度..即B =P 1/P S ×100%注意:空气的湿度是表示空气潮湿程度的物理量;但影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受的因素;不是空气中水蒸气的绝对数量;而是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距..所以与绝对湿度相比;相对湿度能更有效的描述空气的潮湿程度..11. 熔化热1熔化:物质从固态变成液态的过程叫熔化;而从液态变成固态的过程叫凝固..2熔化热:某种晶体熔化过程中所需的能量Q 与其质量m 之比叫做这种晶体的熔化热..用λ表示晶体的熔化热;则λ=Q/m ;在国际单位中熔化热的单位是焦耳/千克J/kg..注意:①晶体在熔化过程中吸收热量增大分子势能;破坏晶体结构;变为液态..所以熔化热与晶体的质量无关;只取决于晶体的种类..②一定质量的晶体;熔化时吸收的热量与凝固时放出的热量相等..③非晶体在熔化过程中温度不断变化;所以非晶体没有确定的熔化热..12. 汽化热1汽化:物质从液态变成气态的过程叫汽化;而从气态变成液态的过程叫液化..2汽化热:某种液体汽化成同温度的气体时所需要的能量Q 与其质量m 之比叫这种物质在这一温度下的汽化热..用L 表示汽化热;则L =Q/m ;在国际单位制中汽化热的单位是焦耳/千克J/kg..注意:①液体的汽化热与液体的物质种类、液体的温度、外界压强均有关..②一定质量的物质;在一定的温度和压强下;汽化时吸收的热量与液化时放出的热量相等..。
科学认识固体液体和气体
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科学认识固体液体和气体科学认识固体、液体和气体固体、液体和气体是物质的三种常见状态。
科学家通过对这些物质状态的研究,揭示了它们的性质和行为,并建立了固体、液体和气体的科学认识框架。
本文将从微观粒子角度出发,介绍固体、液体和气体的主要特征以及它们之间的相互转化。
1. 固体的性质固体是物质最常见的状态之一。
在固体中,微观粒子(原子、分子或离子)紧密地排列在一起,呈现出规则的结构和有序的排列方式。
这种紧密排列使得固体具有固定的形状和体积。
固体的分子间相互作用力很强,使得粒子只能在原位振动,难以移动位置。
固体的性质受到晶体结构和原子间相互作用力的影响。
不同晶体结构的固体具有不同的物理和化学性质。
例如,金属晶体具有良好的导电性和热传导性,而离子晶体在溶液中能够导电。
此外,固体还具有一些特殊的性质,如脆性、硬度和透明度等。
2. 液体的性质液体是物质的另一种状态。
在液体中,微观粒子的排列比较紧密,但不如固体那么有序。
液体没有固定的形状,但具有固定的体积。
液体的微观粒子能够相互滑动,并且具有一定的流动性。
液体的性质与固体有些相似,但又有所不同。
液体的粒子间相互作用力较小,使得粒子有更大的自由度,能够稍微移动位置。
由于颗粒间的流动性,液体具有较低的粘度,且能够适应容器的形状。
例如,水能够自由地流动,而不会保持固定的形状。
此外,液体还具有一些特殊的性质,如表面张力和比热容等。
3. 气体的性质气体是物质的第三种状态。
在气体中,微观粒子间的距离较大,没有固定的形状和体积。
气体的微观粒子能够自由运动,并且具有高度的自由度。
气体的性质与固体和液体有较大的差异。
气体的分子间相互作用力非常弱,使得粒子能够自由移动,并充满整个容器。
由于气体分子间的距离较大,气体具有高度的可压缩性。
气体的压力与温度、体积等参数有关,符合气体状态方程。
4. 物质状态的转化固体、液体和气体之间可以相互转化,这是由于微观粒子的状态改变所引起的。
固体通过升温可以熔化成液体,而继续升温可以使液体变成气体;反之,降温可以使气体先变成液体,再冷却可以凝固成固体。
2023年高考物理一轮复习讲义——固体、液体和气体
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第2讲固体、液体和气体目标要求 1.了解固体的微观结构,知道晶体和非晶体的特点,了解液晶的主要性质.2.了解表面张力现象和毛细现象,知道它们的产生原因.3.掌握气体压强的计算方法及气体压强的微观解释.4.能用气体实验定律解决实际问题,并会分析气体图像问题.考点一固体和液体性质的理解1.固体(1)分类:固体分为晶体和非晶体两类.晶体又分为单晶体和多晶体.(2)晶体和非晶体的比较分类比较晶体非晶体单晶体多晶体外形有规则的形状无确定的几何形状无确定的几何外形熔点确定确定不确定物理性质各向异性各向同性各向同性典型物质石英、云母、明矾、食盐各种金属玻璃、橡胶、蜂蜡、松香、沥青转化晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化2.液体液体的表面张力①作用效果:液体的表面张力使液面具有收缩的趋势,使液体表面积趋于最小,而在体积相同的条件下,球形表面积最小.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形成原因:表面层中分子间距离比液体内部分子间距离大,分子间作用力表现为引力.3.液晶(1)液晶的物理性质①具有液体的流动性.②具有晶体的光学各向异性.(2)液晶的微观结构从某个方向上看,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.1.单晶体的所有物理性质都是各向异性的.(×)2.液晶是液体和晶体的混合物.(×)3.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.(×)4.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.(√)考向1晶体和非晶体例1在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上石蜡,用烧热的针尖接触薄片背面上的一点,石蜡熔化区域的形状如图甲、乙、丙所示.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,则下列说法中正确的是()A.甲一定是单晶体B.乙可能是金属薄片C.丙在一定条件下可能转化成乙D.甲内部的微粒排列是规则的,丙内部的微粒排列是不规则的答案 C解析由于单晶体是各向异性的,熔化在单晶体表面的石蜡应该是椭圆形,而非晶体和多晶体是各向同性,则熔化在表面的石蜡是圆形,因此丙是单晶体,根据温度随加热时间变化关系可知,甲是多晶体,乙是非晶体,金属属于晶体,故乙不可能是金属薄片,故A、B错误;一定条件下,晶体和非晶体可以相互转化,故C正确;甲和丙都是晶体,所以其内部的微粒排列都是规则的,故D错误.考向2液体例2(2022·宁夏石嘴山市第三中学模拟)关于以下几幅图中现象的分析,下列说法正确的是( )A .甲图中水黾停在水面而不沉,是浮力作用的结果B .乙图中将棉线圈中肥皂膜刺破后,扩成一个圆孔,是表面张力作用的结果C .丙图中毛细管中液面高于管外液面的是毛细现象,低于管外液面的不是毛细现象D .丁图中玻璃管的裂口在火焰上烧熔后,它的尖端会变钝,是一种浸润现象 答案 B解析 因为液体表面张力的存在,有些小昆虫才能无拘无束地在水面上行走自如,故A 错误;将棉线圈中肥皂膜刺破后,扩成一个圆孔,是表面张力作用的结果,故B 正确;浸润情况下,容器壁对液体的吸引力较强,附着层内分子密度较大,分子间距较小,故液体分子间作用力表现为斥力,附着层内液面升高,故浸润液体呈凹液面,不浸润液体呈凸液面,都属于毛细现象,故C 错误;玻璃管的裂口在火焰上烧熔后,它的尖端会变钝,是表面张力的原因,不是浸润现象,故D 错误.考点二 气体压强的计算及微观解释1.气体压强的计算 (1)活塞模型如图所示是最常见的封闭气体的两种方式.求气体压强的基本方法:先对活塞进行受力分析,然后根据平衡条件或牛顿第二定律列方程. 图甲中活塞的质量为m ,活塞横截面积为S ,外界大气压强为p 0.由于活塞处于平衡状态,所以p 0S +mg =pS ,则气体的压强为p =p 0+mg S.图乙中的液柱也可以看成“活塞”,由于液柱处于平衡状态,所以pS +mg =p 0S , 则气体压强为p =p 0-mgS=p 0-ρ液gh .(2)连通器模型如图所示,U形管竖直放置.同一液体中的相同高度处压强一定相等,所以气体B和A的压强关系可由图中虚线联系起来.则有p B+ρgh2=p A,而p A=p0+ρgh1,所以气体B的压强为p B=p0+ρg(h1-h2).2.气体分子运动的速率分布图像气体分子间距离大约是分子直径的10倍,分子间作用力十分微弱,可忽略不计;分子沿各个方向运动的机会均等;分子速率的分布规律按“中间多、两头少”的统计规律分布,且这个分布状态与温度有关,温度升高时,平均速率会增大,如图所示.3.气体压强的微观解释(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压力.(2)决定因素(一定质量的某种理想气体)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.例3(多选)对于一定质量的理想气体,下列论述正确的是()A.气体的压强由温度和单位体积内的分子个数共同决定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C.若气体的压强不变而温度降低,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,则单位体积内分子个数可能不变答案AC解析气体的压强由气体的温度和单位体积内的分子个数共同决定,故A正确;单位体积内分子个数不变,当分子热运动加剧时,单位面积上的碰撞次数和碰撞的平均力都增大,因此这时气体压强一定增大,故B 错误;若气体的压强不变而温度降低,则气体的体积减小,则单位体积内分子个数一定增加,故C 正确,D 错误. 例4 若已知大气压强为p 0,图中各装置均处于静止状态. (1)已知液体密度均为ρ,重力加速度为g ,求各被封闭气体的压强.(2)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 ,重力加速度为g ,活塞与缸壁之间无摩擦,求封闭气体A 、B 的压强各多大?答案 (1)甲:p 0-ρgh 乙:p 0-ρgh 丙:p 0-32ρgh 丁:p 0+ρgh 1 戊:p a =p 0+ρg (h 2-h 1-h 3) p b =p 0+ρg (h 2-h 1) (2)p A =p 0+mg S p B =p 0-MgS解析 (1)题图甲中,以高为h 的液柱为研究对象,由平衡条件有p 甲S +ρghS =p 0S 所以p 甲=p 0-ρgh题图乙中,以B 液面为研究对象,由平衡条件有 p A S +ρghS =p 0S p 乙=p A =p 0-ρgh题图丙中,以B 液面为研究对象,由平衡条件有 p A ′S +ρgh sin 60°·S =p 0S所以p丙=p A′=p0-32ρgh题图丁中,以A液面为研究对象,由平衡条件有p丁S=p0S+ρgh1S所以p丁=p0+ρgh1.题图戊中,从开口端开始计算,右端大气压强为p0,同种液体同一水平面上的压强相同,所以b气柱的压强为p b=p0+ρg(h2-h1),故a气柱的压强为p a=p b-ρgh3=p0+ρg(h2-h1-h3).(2)题图甲中选活塞为研究对象,受力分析如图(a)所示,由平衡条件知p A S=p0S+mg,得p A=p0+mgS;题图乙中选汽缸为研究对象,受力分析如图(b)所示,由平衡条件知p0S=p B S+Mg,得p B=p0-MgS.考点三气体实验定律及应用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,其体积与热力学温度成正比表达式p1V1=p2V2p1T1=p2T2拓展:Δp=p1T1ΔTV1T1=V2T2拓展:ΔV=V1T1ΔT微观解释一定质量的某种理想一定质量的某种理想气一定质量的某种理想气体,温度保持不变时,分子的平均动能不变.体积减小时,分子的密集程度增大,气体的压强增大体,体积保持不变时,分子的密集程度保持不变,温度升高时,分子的平均动能增大,气体的压强增大气体,温度升高时,分子的平均动能增大.只有气体的体积同时增大,使分子的密集程度减小,才能保持压强不变图像2.理想气体状态方程(1)理想气体:在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体. ①在压强不太大、温度不太低时,实际气体可以看作理想气体.②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:p 1V 1T 1=p 2V 2T 2或pVT=C .(质量一定的理想气体)1.压强极大的实际气体不遵从气体实验定律.( √ )2.一定质量的理想气体,当温度升高时,压强一定增大.( × ) 3.一定质量的理想气体,温度升高,气体的内能一定增大.( √ )1.解题基本思路2.分析气体状态变化的问题要抓住三点(1)弄清一个物理过程分为哪几个阶段.(2)找出几个阶段之间是由什么物理量联系起来的.(3)明确哪个阶段应遵循什么实验定律.例5为了监控锅炉外壁的温度变化,某锅炉外壁上镶嵌了一个底部水平、开口向上的圆柱形导热缸,汽缸内有一质量不计、横截面积S=10 cm2的活塞封闭着一定质量理想气体,活塞上方用轻绳悬挂着矩形重物.当缸内温度为T1=360 K时,活塞与缸底相距H=6 cm、与重物相距h=4 cm.已知锅炉房内空气压强p0=1.0×105 Pa,重力加速度大小g=10 m/s2,不计活塞厚度及活塞与缸壁间的摩擦,缸内气体温度等于锅炉外壁温度.(1)当活塞刚好接触重物时,求锅炉外壁的温度T2.(2)当锅炉外壁的温度为660 K时,轻绳拉力刚好为零,警报器开始报警,求重物的质量M. 答案(1)600 K(2)1 kg解析(1)活塞上升过程中,缸内气体发生等压变化,V1=HS,V2=(H+h)S由盖—吕萨克定律有V1T1=V2 T2代入数据解得T2=600 K(2)活塞刚好接触重物到轻绳拉力为零的过程中,缸内气体发生等容变化T3=660 K由平衡条件有p=p0+MgS由查理定律有p0T2=p T3代入数据解得M=1 kg.例6如图所示,一粗细均匀的“山”形管竖直放置,A管上端封闭,B管上端与大气相通,C管内装有带柄的活塞,活塞下方直接与水银接触.A管上方用水银封有长度L=10 cm的空气柱,温度t1=27 ℃;B管水银面比A管中高出h=4 cm.已知大气压强p0=76 cmHg.为了使A、B管中的水银面等高,可以用以下两种方法:(1)固定C 管中的活塞,改变A 管中气体的温度,使A 、B 管中的水银面等高,求此时A 管中气体的热力学温度T 2;(2)在温度不变的条件下,向上抽动活塞,使A 、B 管中的水银面等高,求活塞上移的距离ΔL .(结果保留一位小数)答案 (1)228 K (2)5.1 cm解析 (1)设“山”形管的横截面积为S ,对A 部分气体, 初态有p 1=p 0+h =76 cmHg +4 cmHg =80 cmHg 末态有p 2=76 cmHg气柱长度为L =10 cm ,L ′=8 cm 根据理想气体状态方程p 1V 1T 1=p 2V 2T 2故有p 1LS T 1=p 2L ′ST 2解得T 2= 228 K(2) 由于T 不变,对A 部分气体根据玻意耳定律可得p 1V 1=p 3V 3 即有p 1LS =p 0L 3S 解得L 3≈10.53 cm所以C 管中水银长度的增加量为 ΔL =4 cm +0.53 cm +0.53 cm ≈5.1 cm 即活塞上移的距离为5.1 cm.考点四 气体状态变化的图像问题1.四种图像的比较类别特点(其中C 为常量)举例p -VpV =CT ,即pV 之积越大的等温线温度越高,线离原点越远p -1Vp =CT 1V ,斜率k =CT ,即斜率越大,温度越高p -Tp =C V T ,斜率k =CV ,即斜率越大,体积越小V -TV =C p T ,斜率k =Cp ,即斜率越大,压强越小2.处理气体状态变化的图像问题的技巧(1)首先应明确图像上的点表示一定质量的理想气体的一个状态,它对应着三个状态量;图像上的某一条直线段或曲线段表示一定质量的理想气体状态变化的一个过程.看此过程属于等温、等容还是等压变化,然后用相应规律求解.(2)在V -T 图像(或p -T 图像)中,比较两个状态的压强(或体积)时,可比较这两个状态到原点连线的斜率的大小,斜率越大,压强(或体积)越小;斜率越小,压强(或体积)越大. 例7 一定质量的气体经历一系列状态变化,其p -1V 图像如图所示,变化顺序为a →b →c →d →a ,图中ab 线段延长线过坐标原点,cd 线段与p 轴垂直,da 线段与1V 轴垂直.气体在此状态变化过程中( )A .a →b 过程,压强减小,温度不变,体积增大B .b →c 过程,压强增大,温度降低,体积减小C .c →d 过程,压强不变,温度升高,体积减小D .d →a 过程,压强减小,温度升高,体积不变 答案 A解析 由题图可知,a →b 过程,气体发生等温变化,气体压强减小而体积增大,故A 正确;由理想气体状态方程pV T =C 可知p =CT 1V ,斜率k =CT ,连接O 、b 的直线比连接O 、c 的直线的斜率小,所以b 的温度低,b →c 过程,温度升高,压强增大,且体积也增大,故B 错误;c →d 过程,气体压强不变而体积变小,由理想气体状态方程pVT =C 可知,气体温度降低,故C 错误;d →a 过程,气体体积不变,压强变小,由理想气体状态方程pVT =C 可知,气体温度降低,故D 错误.例8 一定质量的理想气体经历了温度缓慢升高的变化,如图所示,p -T 图像和V -T 图像各记录了其部分变化过程.(1)求温度为600 K 时气体的压强;(2)在p -T 图像上将温度从400 K 升高到600 K 的变化过程补充完整. 答案 (1)1.25×105 Pa (2)见解析图解析 (1)由p -T 图像可知,气体由200 K 到400 K 的过程中做等容变化,由V -T 图像可知,气体由400 K 到500 K 仍做等容变化,对应p -T 图可得,T =500 K 时,气体的压强为1.25×105 Pa ;由V -T 图像可知,气体由500 K 到600 K 做等压变化,故T =600 K 时,气体的压强为1.25× 105 Pa.(2)在p -T 图像上补充画出400~600 K 的气体状态变化图像,如图所示.课时精练1.(多选)(2020·江苏卷·13A(1))玻璃的出现和使用在人类生活里已有四千多年的历史,它是一种非晶体.下列关于玻璃的说法正确的是( ) A .没有固定的熔点 B .天然具有规则的几何形状C.沿不同方向的导热性能相同D.分子在空间上周期性排列答案AC2.规范佩戴医用防护口罩是预防新冠肺炎的有效措施之一、合格的医用防护口罩内侧所用材料对水都是不浸润的,图为一水滴落在某防护口罩内侧的示意图,以下说法正确的是()A.图片中的口罩为不合格产品B.图片中水滴形状的成因与液体表面张力有关C.图片中水滴与口罩间附着层内水分子比水滴内部分子密集D.该材料对所有的液体都是不浸润的答案 B解析根据题意合格的医用防护口罩内侧所用材料对水都是不浸润的,题图所示水没有浸润口罩内侧,所以图片中的口罩为合格产品,故A错误;如题图所示,小水滴为球形是由于液体表面张力造成的,图片中附着层内水分子比水滴内部分子稀疏,故B正确,C错误;浸润与不浸润现象是相对的,故D错误.3.(多选)密闭容器内有一定质量的理想气体,如果保持气体的压强不变,气体的温度升高,下列说法中正确的是()A.气体分子的平均速率增大B.器壁单位面积受到气体分子碰撞的平均作用力变大C.气体分子对器壁的平均作用力变大D.该气体的密度减小答案ACD解析气体的温度升高,气体分子的平均速率增大,气体分子对器壁的平均作用力变大,故A、C正确;气体压强是器壁单位面积上受到大量气体分子频繁地碰撞而产生的平均作用力的结果,气体压强不变,单位面积受到气体分子碰撞的平均作用力不变,故B错误;气体的温度升高,气体分子平均动能增大,压强不变,则气体分子的密集程度减小,故体积增大,密度减小,故D正确.4.下列四幅图所涉及的物理知识,论述正确的是()A .图甲说明可以通过是否存在固定的熔点来判断固体是晶体或非晶体B .图乙液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向同性的特点制成的C .图丙水黾可以在水面自由活动,说明其受到的浮力大于重力D .图丁中的酱油与左边材料不浸润,与右边材料浸润 答案 A解析 晶体和非晶体的最大区别是:是否有固定的熔点,因此可以通过是否存在固定的熔点来判断固体是晶体或非晶体,A 正确;液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向异性的特点制成的,B 错误;水黾可以在水面自由活动,是由于液体的表面张力造成的,与浮力无关,C 错误;酱油与左边材料浸润,与右边材料不浸润,D 错误.5.(多选)如图所示,一定质量的理想气体,从A 状态开始,经历了B 、C 状态,最后到D 状态,下列说法正确的是( )A .A →B 过程温度升高,压强不变 B .B →C 过程体积不变,压强变小 C .B →C 过程体积不变,压强不变D .C →D 过程体积变小,压强变大 答案 ABD解析 由题图可知,AB 为等压线,A →B 的过程中,气体温度升高,压强不变,故选项A 正确;在B →C 的过程中,气体体积不变,温度降低,由pVT =C 可知,气体压强变小,故选项B 正确,C 错误;在C →D 的过程中,气体温度不变,体积变小,由pVT =C 可知,气体压强变大,故选项D 正确.6.(2021·全国甲卷·33(1))如图,一定量的理想气体经历的两个不同过程,分别由体积-温度(V -t )图上的两条直线Ⅰ和Ⅱ表示,V 1和V 2分别为两直线与纵轴交点的纵坐标;t 0是它们的延长线与横轴交点的横坐标,t 0=-273.15 ℃;a 为直线Ⅰ上的一点.由图可知,气体在状态a 和b 的压强之比p a p b =______;气体在状态b 和c 的压强之比p bp c=________.答案 1V 2V 1解析 由体积-温度(V -t )图像可知,直线Ⅰ为等压线,则a 、b 两点压强相等,则有p ap b =1;t =0 ℃时,当气体体积为V 1时,设其压强为p 1,当气体体积为V 2时,设其压强为p 2,温度相等,由玻意耳定律有p 1V 1=p 2V 2由于直线Ⅰ和Ⅱ为两条等压线,则有p 1=p b ,p 2=p c 联立解得p b p c =p 1p 2=V 2V 1.7.(2019·全国卷Ⅱ·33(1))如p -V 图所示,1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态,对应的温度分别是T 1、T 2、T 3.用N 1、N 2、N 3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数,则N 1________N 2,T 1________T 3,N 2________N 3.(填“大于”“小于”或“等于”)答案 大于 等于 大于解析 对一定质量的理想气体,pVT 为定值,由题中p -V 图像可知,2p 1·V 1=p 1·2V 1>p 1·V 1,所以T 1=T 3>T 2.状态1与状态2时气体体积相同,单位体积内分子数相同,但状态1下的气体分子平均动能更大,在单位时间内撞击器壁单位面积的平均次数更多,即N 1>N 2;状态2与状态3时气体压强相同,状态3下的气体分子平均动能更大,在单位时间内撞击器壁单位面积的平均次数较少,即N 2>N 3.8.(2021·广东卷·15(2))为方便抽取密封药瓶里的药液,护士一般先用注射器注入少量气体到药瓶里后再抽取药液,如图所示,某种药瓶的容积为0.9 mL ,内装有0.5 mL 的药液,瓶内气体压强为1.0×105 Pa,护士把注射器内横截面积为0.3 cm2、长度为0.4 cm、压强为1.0×105Pa的气体注入药瓶,若瓶内外温度相同且保持不变,气体视为理想气体,求此时药瓶内气体的压强.答案 1.3×105 Pa解析以注入后的所有气体为研究对象,由题意可知瓶内气体发生等温变化,设瓶内气体体积为V1,有V1=0.9 mL-0.5 mL=0.4 mL=0.4 cm3注射器内气体体积为V2,有V2=0.3×0.4 cm3=0.12 cm3根据玻意耳定律有p0(V1+V2)=p1V1代入数据解得p1=1.3×105 Pa.9.一定质量的理想气体经历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程,其中bc的延长线通过原点,cd垂直于ab且与水平轴平行,da与bc平行,则气体体积在()A.ab过程中不断减小B.bc过程中保持不变C.cd过程中不断增加D.da过程中保持不变答案 B解析因为bc的延长线通过原点,所以bc是等容线,即气体体积在bc过程中保持不变,B 正确;ab是等温线,压强减小则体积增大,A错误;cd是等压线,温度降低则体积减小,C 错误;连接aO交cd于e,则ae是等容线,即V a=V e,因为V d<V e,所以V d<V a,所以da过程中气体体积发生变化,D错误.10.如图所示,横截面积S =100 cm 2的容器内,有一个质量不计的轻活塞,活塞的气密性良好,当容器内气体的温度T 0=330 K 时,容器内外的压强均为p 0=1.0×105 Pa ,活塞和底面相距L =11 cm ,在活塞上放物体甲,活塞最终下降d =1 cm 后保持静止,容器内气体的温度仍为T 0=330 K ,活塞与容器壁间的摩擦均不计,取g =10 m/s 2.(1)求物体甲的质量m 1;(2)在活塞上再放上物体乙,若把容器内气体加热到T =360 K ,系统平衡后,活塞保持放上物体甲平衡后的位置不变,求物体乙的质量m 2. 答案 (1)10 kg (2)10 kg解析 (1)活塞上放上物体甲,系统稳定后气体的压强为p =p 0+m 1g S容器内的气体做等温变化,则有p 0LS =p (L -d )S 解得m 1=10 kg(2)设活塞上再放上物体乙时系统稳定后气体的压强为p ′,容器内的气体做等容变化, 则有p T 0=p ′T由平衡条件,则有m 2g =(p ′-p )S 解得m 2=10 kg.11.(2021·全国乙卷·33(2))如图,一玻璃装置放在水平桌面上,竖直玻璃管A 、B 、C 粗细均匀,A 、B 两管的上端封闭,C 管上端开口,三管的下端在同一水平面内且相互连通.A 、B 两管的长度分别为l 1=13.5 cm ,l 2=32 cm.将水银从C 管缓慢注入,直至B 、C 两管内水银柱的高度差h =5 cm.已知外界大气压为p 0=75 cmHg.求A 、B 两管内水银柱的高度差.答案 1 cm解析设A、B两管的横截面积分别为S1、S2,注入水银后如图所示,A、B气柱分别减少了h1和h2,压强分别为p1和p2则有:p0l1S1=p1(l1-h1)S1p0l2S2=p2(l2-h2)S2压强:p2=p0+ρghp1=p2+ρg(h2-h1)代入数据解得Δh=h2-h1=1 cm.12.如图所示,竖直放置导热良好的汽缸缸体质量m=10 kg,轻质活塞横截面积S=5×10-3 m2,活塞上部的汽缸内封闭一定质量的理想气体,活塞的下表面与劲度系数k=2.5×103 N/m的弹簧相连,活塞不漏气且与汽缸壁无摩擦.当汽缸内气体温度为27 ℃时,缸内气柱长l=50 cm,汽缸下端边缘距水平地面l10.已知大气压强p0=1.0×105 Pa,g取10 m/s2,则:(1)当缸内气体温度缓慢降低到多少K时,汽缸下端边缘刚好接触地面?(2)当缸内气体温度缓慢降低到多少K时,弹簧恢复原长?答案(1)270 K(2)205 K解析(1)汽缸下端边缘恰好接触地面前,弹簧长度不变,汽缸内气体压强不变,气体发生等压变化lST1=(l-l10)ST2解得T2=270 K(2)设初态弹簧压缩量为x , 气体初态压强为p 1,对汽缸,由平衡条件有kx =mg 解得x =0.04 m初态气体压强为p 1,根据p 1S =mg +p 0S 解得p 1=1.2×105 Pa末态气体压强为p 0,由理想气体状态方程 p 1lST 1=p 0(l -l10-x )ST 3 解得T 3=205 K.13.(2021·湖南卷·15(2))小赞同学设计了一个用电子天平测量环境温度的实验装置,如图所示.导热汽缸开口向上并固定在桌面上,用质量m 1=600 g 、截面积S =20 cm 2的活塞封闭一定质量的理想气体,活塞与汽缸壁间无摩擦.一轻质直杆中心置于固定支点A 上,左端用不可伸长的细绳竖直悬挂活塞,右端用相同细绳竖直悬挂一个质量m 2=1 200 g 的铁块,并将铁块放置到电子天平上.当电子天平示数为600.0 g 时,测得环境温度T 1=300 K .设外界大气压强p 0=1.0×105 Pa ,重力加速度g =10 m/s 2.(1)当电子天平示数为400.0 g 时,环境温度T 2为多少? (2)该装置可测量的最高环境温度T max 为多少? 答案 (1)297 K (2)309 K解析 (1)当电子天平示数为600.0 g 时,细绳对铁块拉力为Δmg =(m 2-m 示)g =m 1g 铁块和活塞对细绳的拉力相等,则汽缸内气体压强等于大气压强 p 1=p 0①当电子天平示数为400.0 g 时,设此时汽缸内气体压强为p 2,对m 1受力分析有(m2-0.4 kg-m1)g=(p0-p2)S②由题意可知,汽缸内气体体积不变,则压强与热力学温度成正比,有p1T1=p2 T2③联立①②③式解得T2=297 K(2)环境温度越高,汽缸内气体压强越大,活塞对细绳的拉力越小,则电子天平示数越大,由于细绳对铁块的拉力最小为0,即电子天平的示数恰好为1 200 g时,此时对应的环境温度为装置可以测量的最高环境温度.设此时汽缸内气体压强为p3,对m1受力分析有(p3-p0)S=m1g④又汽缸内气体体积不变,则压强与热力学温度成正比p1 T1=p3T max⑤联立①④⑤式解得T max=309 K.。
高中物理第二章《固体、液体和气体》知识梳理
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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.。
常见固体液体和气体的性质与区别
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常见固体液体和气体的性质与区别固体、液体和气体是物质的三种基本状态,它们在物理性质和分子运动方面有着显著的差异。
本文将讨论常见固体、液体和气体的性质与区别。
1. 固体的性质与特点固体是一种具有固定形状和体积的物质状态。
固体的分子间距较近,分子之间通过强而稳定的化学键连接在一起。
固体具有以下特点:1.1 硬度和稳定性:固体的粒子排列有序,使得固体具有较高的硬度和稳定性。
这使得固体在力的作用下变形较小。
1.2 熔点和沸点:固体具有较高的熔点和沸点,需要在加热的条件下才能转化为液体或气体状态。
1.3 不可压缩性:固体的分子之间距离相对较小,不易被压缩或改变体积。
1.4 定形性:固体具有固定的形状,不会自由流动。
2. 液体的性质与特点液体是一种具有固定体积但没有固定形状的物质状态。
液体的分子间距较固体较大,分子间通过较弱的吸引力相互作用。
液体具有以下特点:2.1 不可压缩性:液体的分子之间仍然较为接近,不易被压缩,并且改变其体积。
2.2 自由流动性:液体的粒子能够自由的流动,具有流动性。
2.3 表面张力:液体有一定的表面张力,使液体在特定条件下能够形成水滴等形状。
2.4 蒸发和沸点:液体在一定温度下会蒸发,温度达到一定程度时会沸腾转化为气体。
3. 气体的性质与特点气体是一种没有固定形状和体积的物质状态。
气体的分子间距较大,分子之间以非常弱的引力作用。
气体具有以下特点:3.1 压缩性:气体分子之间的距离较远,可以通过增加外部压力将气体压缩成较小体积。
3.2 自由扩散性:气体分子随机运动,并能自由地扩散至空间内。
3.3 形状和体积的可变性:气体没有固定的形状和体积,会根据容器的形状和大小自由变化。
3.4 熔点和沸点:气体具有较低的熔点和沸点,在常温常压下可以蒸发或凝结。
固体、液体和气体的区别:1. 分子间距:固体分子之间距离最近,气体分子之间距离最远,液体位于中间。
2. 分子运动:固体分子只有微小振动,液体分子具有相对较大的运动,气体分子具有高速运动。
固体液体和气体的性质
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固体液体和气体的性质固体、液体和气体是物质存在的三种基本状态,它们有着不同的性质和行为。
本文将从分子间距离、形状、体积、密度、压缩性、扩散性等方面,详细探讨固体、液体和气体的性质。
1. 分子间距离:固体中,分子间距离较为紧密,分子之间通过静电力或化学键相互吸引,形成有序排列的结构。
液体中,分子间距离较固体大,但仍较为接近,分子之间存在着吸引力。
气体中,分子间距离较大,分子之间的吸引力较弱。
2. 形状:固体具有固定的形状,分子相对于整体的位置保持不变。
液体没有固定的形状,而是具有流动性,分子可以在容器中移动和流动。
气体没有固定的形状和体积,可以自由地弥散和扩散。
3. 体积和密度:固体具有固定的体积,一般较为密集。
液体具有固定的体积,但没有固定的形状,密度较稀薄。
气体没有固定的体积和形状,充满整个容器,密度最稀薄。
4. 压缩性:固体的分子间距较小,难以被压缩或变形。
液体的分子间距较固体大,可以稍微被压缩,但变形较难。
气体的分子间距最大,可以被压缩成更小的体积。
5. 扩散性:固体的分子间吸引力较大,不易扩散。
液体分子的运动速度较固体快,可以通过扩散在容器中迅速蔓延。
气体分子具有较大的平均动能,可以自由运动和扩散。
除了上述性质之外,固体、液体和气体还具有不同的热胀冷缩性、表面张力、粘度等特点,但不超过文章字数限制,无法在此一一详述。
综上所述,固体、液体和气体通过其分子间距离、形状、体积、密度、压缩性和扩散性等性质的不同,显示出各自的特点和行为。
了解和掌握这些性质对于理解物质的物理和化学现象具有重要意义。
科学固体液体和气体的性质
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科学固体液体和气体的性质科学家通过观察和研究物质的特性,将物质分为三种状态:固体、液体和气体。
这些状态具有独特的性质和行为,本文将探讨科学中固体、液体和气体的性质以及它们之间的区别。
一、固体的性质固体是最常见的物质状态之一,它具有以下几个主要性质:1. 形状稳定:固体的分子之间通过化学键结合,使得固体具有独立的形状和体积。
无论是金属、矿物质还是生物体,都能保持相对稳定的形状。
2. 密度高:相对于液体和气体,固体的分子之间的距离较小,所以固体的密度较高。
3. 硬度和脆性:固体的分子排列有序,所以固体通常具有较高的硬度。
然而,一些固体也会因为其分子结构脆弱而容易破碎。
4. 熔点和沸点:固体通常具有较高的熔点和沸点。
当固体受热时,分子具有较小的运动能力,只有达到一定温度时,分子才能克服化学键的力量,使固体转变为液体或气体。
二、液体的性质液体是一种介于固体和气体之间的物质状态,具有以下性质:1. 可流动:相对于固体,液体的分子之间的结合较弱,可以相互滑动和交换位置,因此可以流动。
2. 体积不固定:液体的体积受到容器形状的限制,但液体本身的体积是可变的。
3. 表面张力:液体的分子在液体表面会产生一个薄膜,这称为表面张力。
表面张力使液体呈现出一些特殊的性质,例如水滴可以在表面上形成球状,液体可以产生液滴等。
4. 沸点和凝固点:液体具有较低的沸点和较高的凝固点。
当液体受热时,分子之间的运动能力增强,当温度达到沸点时,液体会转变为气体;而当液体受冷时,分子之间的运动能力减弱,当温度达到凝固点时,液体会转变为固体。
三、气体的性质气体是物质状态中最不稳定的一种,具有以下性质:1. 无固定形状和体积:气体的分子在容器内自由运动,所以气体没有固定的形状和体积。
2. 高度可压缩性:由于气体的分子之间相互间距较大,可以通过增加或减少容器内的气体量来压缩或扩展气体。
3. 扩散性:气体分子运动迅速,具有很高的自由度,因此气体可以迅速扩散到其它区域,充满整个容器。
三上科学第十四课-固体、液体和气体,小学课时必备知识点
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青岛版小学科学三年级上册必备知识点第14 课固体、液体和气体1、物体一般有三种形态:固态、液态和气态。
2、像水、牛奶、醋这样的物体属于液体。
3、像石头、木块、螺母这样的物体属于固体。
4、像空气这样的物体属于气体。
5、固体有固定的形状,不能流动。
6、液体和气体没有固定的形状,能流动.7、液体的表面在静止时一般会保持水平。
8、液体有一定的体积,一般情况下体积固定不变。
气体的体积可以被压缩。
8、利用水平尺可以确定墙壁上的点保持在水平线上。
水平尺是一种测量小角度的常用量具。
生活中人们使用水平尺来确定墙上的两个点是否在一个水平面上,水平尺中有水和气泡,利用它们占据空间并且有流动性的特性,移动水平尺使气泡停留在水平仪的中间位置时,说明处在同一水平面上。
基础达标及参考答案:(1)判断下列说法是否正确,对的打“√”,错的打“ × ”。
①凡是能流动的物体都是液体。
(×)解析:液体能够流动,但是能够流动的物体不都是液体,比如沙子。
②空气看不见,摸不着,没有办法收集。
(×)解析:空气中的主要成分都是无色无味的气体,空气看不见,摸不着,我们可以用杯子、塑料袋等把它收集起来③橡皮泥捏几下就变形了,它不是固体。
(×)解析:物体可以分为固体、液体、气体三类,他们之间的区别在于固体有固定的形状,液体和气体没有固定的形状。
橡皮泥是比较柔软的固体,在外力的作用下,容易变形。
(2)选择正确答案的序号填在括号里。
①下列不属于液体的是(C )。
A.酱油B.血C.二氧化碳解析:二氧化碳属于气体。
②没有固定的形状,能流动,能填充不同形状的容器,不易压缩的是( B )。
A.固体B.液体C.气体③把装有液体的瓶子倾斜时,液体的表面(A)。
一般会保持水平 B.随瓶子一起倾斜 C.不确定拓展研究:(1)固体有固定的形状,它在受热或遇冷时会发生什么现象?答:一般情况下,固体在受热时体积膨胀,遇冷时体积缩小。
小明认为火焰不会到处流动,是固体,你能根据固体的特点分析他的观点是否正确吗?答:固体有固定的形状,不能流动。
高中物理第二章《固体、液体和气体》知识梳理
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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.。
79第13章 第2讲 固体、液体和气体
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第2讲固体、液体和气体一、固体和液体1.固体(1)固体分为和两类.石英、云母、明矾、食盐、味精、蔗糖等是.玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等是.(2)单晶体具有规则的几何形状,多晶体和非晶体没有规则的几何形状;晶体有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点.(3)有些晶体沿不同方向的导热或导电性能不同,有些晶体沿不同方向的光学性质不同,这类现象称为.非晶体和多晶体在各个方向的物理性质都是一样的,这叫做. 2.液体(1)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.(2)毛细现象:指浸润液体在细管中的现象,以及不浸润液体在细管中的现象,毛细管越细,毛细现象越明显.3.液晶(1)具有液体的性.(2)具有晶体的光学各向性.(3)从某个方向看其分子排列比较整齐,但从另一方向看,分子的排列是的.自测1(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,水仍不会流下来二、饱和汽、饱和汽压和相对湿度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.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.自测2(多选)干湿泡温度计的湿泡温度计与干泡温度计的示数差距越大,表示()A.空气的绝对湿度越大B.空气的相对湿度越小C.空气中的水蒸气的实际压强离饱和程度越近D.空气中的水蒸气的绝对湿度离饱和程度越远三、气体1.气体压强(1)产生的原因由于大量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.②微观上:决定于分子的平均动能和分子的.2.理想气体(1)宏观上讲,理想气体是指在任何条件下始终遵守的气体,实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下,可视为理想气体.(2)微观上讲,理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力,即分子间无.3.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,其体积与热力学温度成正比表达式p1V1=p2V2p1T1=p2T2或p1p2=T1T2V1T1=V2T2或V1V2=T1T2图象4.理想气体的状态方程 一定质量的理想气体的状态方程:p 1V 1T 1=p 2V 2T 2或pV T=C . 自测3 教材P25第1题改编 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命题点一 固体和液体性质的理解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)只要是具有各向异性的物体必定是晶体,且是单晶体;(3)只要具有确定熔点的物体必定是晶体,反之,必是非晶体; (4)单晶体具有天然规则的几何外形,而多晶体和非晶体没有天然规则的几何外形,所以不能从形状上区分晶体与非晶体;(5)晶体和非晶体不是绝对的,在某些条件下可以相互转化;(6)液晶既不是晶体也不是液体.2.液体表面张力(1)形成原因:表面层中分子间距离比液体内部分子间距离大,分子间作用力表现为引力;(2)表面特征:表面层中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张紧的弹性薄膜;(3)表面张力的方向:和液面相切,垂直于液面上的各条分界线;(4)表面张力的效果:使液体表面具有收缩的趋势,使液体表面积趋于最小,而在体积相同的条件下,球形表面积最小.例1 (多选)(2018·河北省衡水金卷模拟一)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D.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E.在一定温度下,当人们感到潮湿时,水蒸发慢,空气的绝对湿度一定较大变式1 (多选)(2018·河北省承德市联校期末)下列说法正确的是( )A.晶体有固定的熔点B.液晶既有液体的流动性,又有晶体的各向异性C.物体吸收热量后,其温度一定升高D.给自行车打气时气筒压下后反弹,是分子斥力造成的E.雨水没有透过布质雨伞是因为液体表面张力的存在变式2 (多选)(2018·山东省青岛二中第二学段模考)下列说法正确的是( )A.水的饱和汽压随温度的升高而增大B.浸润和不浸润现象是液体分子间相互作用的表现C.一定质量的0 ℃的水的内能大于等质量的0 ℃的冰的内能D.气体的压强是由于气体分子间的相互排斥而产生的E.一些昆虫可以停在水面上,是由于水表面存在表面张力的缘故变式3 (多选)(2018·河南省濮阳市第三次模拟)关于固体、液体和物态变化,下列说法正确的是( )A.当人们感到潮湿时,空气的绝对湿度一定较大B.当分子间距离增大时,分子间的引力减小、斥力增大C.一定质量的理想气体,在压强不变时,气体分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度升高而减少D.水的饱和汽压随温度的升高而增大E.叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用命题点二 气体压强求解的“两类模型”1.活塞模型如图1所示是最常见的封闭气体的两种方式.图1对“活塞模型”类求压强的问题,其基本的方法就是先对活塞进行受力分析,然后根据平衡条件或牛顿第二定律列方程.图甲中活塞的质量为m ,活塞横截面积为S ,外界大气压强为p 0.由于活塞处于平衡状态,所以p 0S +mg =pS .则气体的压强为p =p 0+mg S. 图乙中的液柱也可以看成一“活塞”,由于液柱处于平衡状态,所以pS +mg =p 0S .则气体压强为p =p 0-mg S=p 0-ρ液gh .2.连通器模型如图2所示,U形管竖直放置.根据帕斯卡定律可知,同一液体中的相同高度处压强一定相等,所以气体B和A的压强关系可由图中虚线联系起来.则有p B+ρgh2=p A.图2而p A=p0+ρgh1,所以气体B的压强为p B=p0+ρg(h1-h2).例2汽缸的横截面积为S,质量为m的梯形活塞上面是水平的,下面与右侧竖直方向的夹角为α,如图3所示,当活塞上放质量为M的重物时处于静止状态.设外部大气压强为p0,若活塞与缸壁之间无摩擦.重力加速度为g,求汽缸中气体的压强.图3变式4如图4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,大气压强为p0,重力加速度为g,求封闭气体A、B的压强各多大?图4例3 若已知大气压强为p 0,图5中各装置均处于静止状态,液体密度均为ρ,重力加速度为g ,求各被封闭气体的压强.图5变式5 竖直平面内有如图6所示的均匀玻璃管,内用两段水银柱封闭两段空气柱a 、b ,各段水银柱高度如图所示,大气压强为p 0,重力加速度为g ,求空气柱a 、b 的压强各多大.图6命题点三 气体状态变化的图象问题1.四种图象的比较 类别特点(其中C 为常量) 举例 p -V pV =CT ,即pV 之积越大的等温线温度越高,线离原点越远p -1V p =CT 1V,斜率k =CT ,即斜率越大,温度越高p -T p =C V T ,斜率k =C V,即斜率越大,体积越小 V -TV =C p T ,斜率k =C p ,即斜率越大,压强越小2.分析技巧利用垂直于坐标轴的线作辅助线去分析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:(1)在图7甲中,V1对应虚线为等容线,A、B分别是虚线与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.(2)如图乙所示,A、B两点的温度相等,从B状态到A状态压强增大,体积一定减小,所以V2<V1.图7例4(多选)(2018·湖北省十堰市调研)热学中有很多图象,对图8中一定质量的理想气体图象的分析,正确的是()图8A.甲图中理想气体的体积一定不变B.乙图中理想气体的温度一定不变C.丙图中理想气体的压强一定不变D.丁图中理想气体从P到Q,可能经过了温度先降低后升高的过程E.戊图中实线对应的气体温度一定高于虚线对应的气体温度变式6(2018·辽宁省大连市第二次模拟)一定质量的理想气体,状态从A→B→C→D→A的变化过程可用如图9所示的p-V图线描述,其中D→A为等温线,气体在状态A时温度为T A=300 K,求:图9(1)气体在状态C时温度T C;(2)若气体在A→B过程中吸热1 000 J,则在A→B过程中气体内能如何变化?变化了多少?命题点四气体实验定律的微观解释例5(多选)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.单位体积内的分子数目增加变式7(多选)对于一定质量的理想气体,当压强和体积发生变化时,以下说法正确的是()A.压强和体积都增大时,其分子平均动能不可能不变B.压强和体积都增大时,其分子平均动能有可能减小C.压强增大,体积减小时,其分子平均动能一定不变D.压强减小,体积增大时,其分子平均动能可能增大1.(多选)(2018·广西桂林市、贺州市期末联考)下列说法正确的是()A.某气体的摩尔质量为M,分子质量为m,若1摩尔该气体的体积为V,则该气体单位体积内的分子数为MmVB.气体如果失去了容器的约束会散开,这是因为气体分子热运动的结果C.改进内燃机结构,提高内燃机内能转化率,最终可能实现内能完全转化为机械能D.生产半导体器件时,需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素,可以在高温条件下利用分子的扩散来完成E.单晶体具有固定的熔点,多晶体没有固定的熔点2.(多选)(2019·广东省汕头市质检)下列说法中正确的是( )A.相对湿度和绝对湿度的单位相同B.多晶体有固定的熔点,没有各向异性的特征C.根据pV T=恒量,可知液体的饱和汽压与温度和体积有关 D.在分子间的距离r =r 0时,分子间的引力和斥力都不为零但大小相等,分子势能最小 E.液体表面张力使液面具有收缩趋势,因为在液体表面层内分子间的作用力表现为引力3.(多选)(2018·安徽省芜湖市上学期期末)下列说法中正确的是( )A.布朗运动是液体分子的运动,人的眼睛可以直接观察到B.从屋檐上做自由落体运动的小水滴呈球形,是由于液体表面张力的作用C.液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点D.当两分子间距离大于平衡位置的间距时,分子间的距离越大,分子势能越小E.一定温度下,水的饱和汽的压强是定值4.(多选)(2018·山东省临沂市上学期期末)下列说法正确的是( )A.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B.温度越高,水的饱和汽压越大C.扩散现象是不同物质间的一种化学反应D.热量不可能自发地从低温物体传到高温物体E.当两薄玻璃板夹有一层水膜时,在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开,这是由于大气压强的作用5.(多选)(2018·河南省商丘市上学期期末)下列说法正确的是( )A.自然界中只要涉及热现象的宏观过程都具有方向性B.叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用C.水的饱和汽压会随着温度的升高而减小D.当两分子间距离大于平衡位置的间距r 0时,分子间的距离越大,分子势能越小E.一定质量的理想气体保持体积不变,温度升高,单位时间内撞击器壁单位面积的分子数增多6.(多选)(2018·河北省唐山市上学期期末)大自然之中存在许多绚丽夺目的晶体,这些晶体不仅美丽,而且由于化学成分和结构各不相同而呈现出千姿百态;高贵如钻石,平凡如雪花,都是由无数原子严谨而有序地组成的;关于晶体与非晶体,正确的说法是( )A.固体可以分为晶体和非晶体两类,晶体、非晶体是绝对的,是不可以相互转化的B.多晶体是许多单晶体杂乱无章地组合而成的,所以多晶体没有确定的几何形状C.晶体沿不同的方向的导热或导电性能相同,但沿不同方向的光学性质一定相同D.单晶体有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点E.有的物质在不同条件下能够生成不同晶体,是因为组成它们的微粒能够按照不同规则在空间分布7.(多选)(2018·广东省潮州市下学期综合测试)以下说法正确的是()A.太空中水滴呈现完美球形是由于液体表面张力的作用B.晶体的各向异性是指沿不同方向其物理性质不同C.空气中PM2.5的运动属于分子热运动D.气体的压强是由于气体分子间的相互排斥而产生的E.恒温水池中,小气泡由底部缓慢上升过程中,气泡中的理想气体内能不变,对外做功,吸收热量8.(多选)(2018·安徽省皖南八校第二次联考)下列说法正确的是()A.不同温度下,空气的绝对湿度不同,而相对湿度相同B.一定温度下饱和汽的密度为一定值,温度升高,饱和汽的密度可能增大C.在分子间距离增大的过程中,分子间的作用力可能增加也可能减小D.自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的E.气体的温度升高时,分子的热运动变得剧烈,分子的平均动能增大,撞击器壁时对器壁的作用力增大,从而气体的压强一定增大9.(多选)(2018·安徽省皖北协作区联考)下列说法正确的是()A.气体扩散现象表明气体分子间存在斥力B.液晶具有流动性,光学性质具有各向异性C.热量总是自发地从分子平均动能大的物体传递到分子平均动能小的物体D.机械能不可能全部转化为内能,内能也无法全部用来做功以转化成机械能E.液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,所以液体表面存在表面张力10.(多选)(2018·河南省中原名校第四次模拟)下列说法正确的是()A.物体从外界吸收热量的同时,物体的内能可能在减小B.当r<r0时(r0为引力与斥力大小相等时分子间距离),分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小,但斥力比引力变化快C.水黾(一种小型水生昆虫)能够停留在水面上而不陷入水中是由于液体表面张力的缘故D.第二类永动机不可能制成,说明机械能可以全部转化为内能,内能却不能全部转化为机械能E.气体的温度升高时,分子的热运动变得剧烈,撞击器壁时对器壁的作用力增大,从而使气体的压强一定增大11.(多选)(2018·河南省洛阳市尖子生第二次联考)下列说法正确的是()A.当人们感到潮湿时,空气的绝对湿度一定较大B.气体压强本质上就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力C.能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性D.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E.悬浮在液体中的微粒越小,在某一瞬间跟它相撞的液体分子数就越少,布朗运动越不明显12.(2018·甘肃省兰州市三诊)一定质量的理想气体经历了如图1所示的状态变化,问:图1(1)已知从A到B的过程中,气体的内能减少了300 J,则从A到B气体吸收或放出的热量是多少;(2)试判断气体在状态B、C的温度是否相同.如果知道气体在状态C时的温度T C=300 K,则气体在状态A时的温度为多少.13.(2018·广东省汕头市第二次模拟)如图2甲所示,一圆柱形绝热汽缸开口向上竖直放置,通过绝热活塞将一定质量的理想气体密封在汽缸内,活塞质量m=1 kg、横截面积S=5×10-4 m2,原来活塞处于A位置.现通过电热丝缓慢加热气体,直到活塞缓慢到达新的位置B,在此过程中,缸内气体的V-T图象如图乙所示,已知大气压强p0=1.0×105Pa,忽略活塞与汽缸壁之间的摩擦,重力加速度g=10 m/s2.图2(1)求缸内气体的压强和活塞到达位置B时缸内气体的体积;(2)若缸内气体原来的内能U0=72 J,且气体内能与热力学温度成正比.求缸内气体变化过程中从电热丝吸收的总热量.。
固体液体和气体
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2.查理定律: (1)公式:Tp=恒量,或Tp11=Tp22. (2)微观解释:一定质量的理想气体,气体总分子数N不 变,气体体积V不变,则单位体积内的分子数不变;当气体 温度升高时,说明分子的平均动能增大,则单位时间内跟器 壁单位面积上碰撞的分子数增多,且每次碰撞器壁产生的平 均冲力增大,因此气体压强p将增大.
2.饱和汽压:在一定温度下饱和汽的分子密度是一定 的,因而饱和汽的压强也是一定的,这个压强称做这种液体 的饱和汽压,饱和汽压随温度的升高而增大.
3.相对湿度:在某一温度下,水蒸气的压强与同温度 下饱和汽压的比,称为空气的相对湿度.
相对湿度(B)=同水温蒸下气水的的实饱际和压汽强压pps×100%
C.如果温度升高,气体分子在单位时间内对单位面积 器壁的碰撞次数一定增大
D.如果分子密度增大,气体分子在单位时间内对单位 面积器壁的碰撞次数一定增大
解析 气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次 数,是由单位体积内的分子数和分子的平均速率共同决定 的,选项A和D都是单位体积内的分子数增大,但分子的平 均速率如何变化却不知道;选项C由温度升高可知分子的平 均速率增大,但单位体积内的分子数如何变化未知,所以选 项A、D、C都不能选.
p1=pC+Δp① 式中Δp=60 mmHg.打开阀门S后,两水槽水温仍为T0, 设玻璃泡B中气体的压强为pB.依题意,有 pB=pC②
玻璃泡A和B中气体的体积为 V2=VA+VB③ 根据玻意耳定律得 p1VB=pBV2④ 联立①②③④式,并代入题给数据得 pC=VVBAΔp=180 mmHg⑤
(2)当右侧水槽的水温加热到T′时,U形管左右水银柱 高度差为Δp,玻璃泡C中气体的压强为
三、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“中间多、两头少” 的统计分布规律. 3.气体分子向各个方向运动的机会均等.
一级消防师考点:固体、气体、液体燃烧
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一级消防师考点:固体、气体、液体燃烧姓名:__________指导:__________日期:__________【摘要】2015年一级消防师考点:固体、气体、液体燃烧固体、气体、液体燃烧各自有哪些类型和特点?一、固体燃烧的特点:1、蒸发燃烧:可熔化的可燃性固体受热升华或熔化后蒸发,产生可燃气体进而发生的有焰燃烧,称为蒸发燃烧。
发生蒸发燃烧的固体,在燃烧前受热只发生相变,而成分不发生变化。
一旦火焰稳定下来,火焰传热给蒸发表面,促使固体不断蒸发或升华燃烧,直至燃尽为止。
2、分解燃烧:分子结构复杂的固体可燃物,在受热后分解出其组成成分及与加热温度相应的热分解产物,这些分解产物再氧化燃烧,称为分解燃烧。
3、表面燃烧:可燃物受热不发生热分解和相变,可燃物质在被加热的表面上吸附氧,从表面开始呈余烬的燃烧状态叫表面燃烧(也叫无火焰的非均相燃烧)。
4、阴燃:阴燃是指物质无可见光的缓慢燃烧,通常产生烟和温度升高的迹象。
这种燃烧看不见火苗,可持续数天甚至数十天,不易发现。
二、气体燃烧的特点:1、可燃气体的燃烧不需像固体、液体那样需经熔化、蒸发过程,所需热量仅用于氧化或分解,或将气体加热到燃点,因此容易燃烧且燃烧速度快。
根据燃烧前可燃气体与氧混合状况不同,其燃烧方式分为扩散燃烧和预混燃烧。
三、液体燃烧的特点:1、易燃、可燃液体在燃烧过程中,并不是液体本身在燃烧,而是液体受热时蒸发出来的液体蒸气被分解、氧化达到燃点而燃烧,即蒸发燃烧。
因此,液体能否发生燃烧、燃烧速率高低,与液体的蒸气压、闪点、沸点和蒸发速率等性质密切相关。
常见的可燃液体中,液态烃类燃烧时,通常具有橘色火焰并散发浓密的黑色烟云。
醇类燃烧时,通常具有透明的蓝色火焰,几乎不产生烟雾。
某些醚类燃烧时,液体表面伴有明显的沸腾状,这类物质的火灾较难扑灭。
在含有水分、粘度较大的重质石油产品,如原油、重油、沥青油等发生燃烧时,有可能产生沸溢现象和喷溅现象。
(一)沸溢从沸溢过程说明,沸溢形成必须具备三个条件:①原油具有形成热波的特性,即沸程宽,比重相差较大;②原油中含有乳化水,水遇热波变成蒸气;③原油粘度较大,使水蒸汽不容易从下向上穿过油层。
教育部统编版五年级科学上册第二单元考点梳理
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教育部统编版五年级科学上册第二单元考
点梳理
一、物质的组成和体积
1. 物质是由微粒组成的,微粒包括分子、原子等。
2. 物质的体积可以改变,分为固体、液体和气体。
3. 固体的体积固定,形状不易改变;液体的体积不固定,形状受限制;气体的体积不固定,可以自由流动并填满。
二、固体的性质和分类
1. 固体的性质包括形状、颜色、光泽、硬度、透明度等。
2. 固体根据硬度可分为硬质物体和软质物体。
3. 固体根据导电性可分为导电固体和非导电固体。
4. 固体根据导热性可分为导热固体和非导热固体。
三、液体的性质和分类
1. 液体的性质包括流动性、凝固性和挥发性等。
2. 液体根据溶解性可分为可溶解和不可溶解的液体。
3. 液体根据沸点可分为开放沸腾和闭塞沸腾。
四、气体的性质和分类
1. 气体的性质包括可压缩性、扩散性和不容易被压缩的性质等。
2. 气体根据气味可分为有气味和无气味的气体。
3. 气体根据密度可分为重于空气和轻于空气的气体。
以上是教育部统编版五年级科学上册第二单元的考点梳理,旨在帮助同学们理解物质的组成和性质,以及固体、液体和气体的分类。
希望同学们能够掌握这些知识,并能够运用到实际生活中。
【高中物理】第二章气体、固体和液体章末总结高二物理同步备课件(人教版2019选择性必修第三册)
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的距离相等,两活塞间气体的温度为T0 。现缓慢加热两活塞间的气体,使活塞Ⅱ刚好运动到气缸连接处。已知活塞
BD 外大气压强为
p0
mg 2S
,忽略活塞与缸壁间的摩擦,汽缸无漏气,不计弹簧的体积.重力加速度为
g(
)
A.弹簧的劲度系数 20mg
l
B.初始状态两活塞间气体压强为
7mg 2S
C .达到稳定后弹簧伸长量变为 0.2l
高二物理(人教版2019)
选择性必修 第三 册
第二章 气体、固体和液体
章末综合复习
知识清单
方法模型归纳
一、固体和液体
1.固体
分类 比较
外形 熔点
物理性质
晶体
单晶体 _规__则___
确定
各向_异__性___
多晶体
非晶体
不规则
不确定 各向_同__性___
组成晶体的物质微粒有_规__则___地、周期性地在空 微观结构 间排列
方法模型归纳
【答案】BCD 【详解】A.小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中靠的是液体的表面张力作用,A 错误; B.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材质有关,B 正 确; C.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点,C 正确; D.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,D 正确。 故选 BCD。
已知大气压强等于 750mmHg,气体温度不变。忽略细管和压强计内的气体体积。则 V 等于( D )
A.30cm3
B.40cm3
C.50cm3
D.60cm3
方法模型归纳
【答案】D 【详解】根据玻意耳定律可知 p0V 5 p0V0 p1 5V 已知 p0=750mmHg;V0=60cm3; p1=750mmHg+150mmHg=900mmHg 代入数据整理得 V=60cm3 故选 D。
新教材鲁科版高中物理选择性必修第三册第2章固体与液体知识点考点重点难点提炼汇总
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第2章固体与液体第1节固体类型及微观结构...................................................................................... - 1 - 第2节表面张力和毛细现象........................................................................................ - 6 - 第3节材料及其应用.................................................................................................... - 6 -第1节固体类型及微观结构一、晶体和非晶体1.固体的特点(1)固体看得见、摸得着,容易察觉它的存在.(2)固体有固定的外形,可根据需要进行加工处理.2.固体的分类:固体通常可分为晶体和非晶体两大类.3.晶体可分为单晶体和多晶体两类.4.单晶体(1)定义:具有规则的几何形状,外形都是由若干个平面围成的多面体.(2)结构特点:同种物质的单晶体都具有相同的基本形状,表面个数、各相应平面间的夹角恒定不变.(3)宏观特性:①具有规则的几何形状.②具有各向异性.③有固定的熔点.5.多晶体(1)定义:没有规则的几何形状,由小晶粒杂乱无章地排列在一起构成的晶体.(2)宏观特性:①没有规则的几何形状.②具有各向同性.③有固定的熔点.二、固体的微观结构1.晶体的结构及结合类型(1)组成晶体的物质微粒有规则地在空间排成阵列,呈现周而复始的有序结构,说明晶体的微观结构具有周期性.(2)晶体内部各微粒之间存在着很强的相互作用力,微粒被约束在一定的平衡位置上.(3)热运动时,组成晶体的物质微粒只能在各自的平衡位置附近做微小振动.(4)晶体的结合类型比较类型构成微粒结合键举例离子晶体正、负离子离子键NaCl、AgBr原子晶体原子共价键SiO2、金刚石金属晶体物质微粒金属键铜、银、铝2.固体特征的微观解释(1)方法:在固体界面沿不同方向画出等长直线.(2)微观解释①单晶体在不同直线上微粒的个数不相等,说明沿不同方向微粒的排列及物质结构情况不同,在物理性质上表现为各向异性.②非晶体在不同直线上微粒的个数大致相等,说明沿不同方向微粒排列及物质结构情况基本相同,在物理性质上表现为各向同性.(3)同一种物质在不同条件下形成不同的晶体,由于微观结构不同,物理性质有很大差异.晶体和非晶体的比较如图甲所示是日常生活中常见的几种晶体,图乙是生活中常见的几种非晶体,请在图片基础上思考以下问题:明矾祖母绿原石水晶食盐铜矿石甲蜂蜡松香塑料橡胶沥青玻璃乙(1)晶体与非晶体在外观上有什么不同?(2)没有规则几何外形的固体一定是非晶体吗?提示:(1)单晶体有规则的几何外形,多晶体和非晶体无规则的几何外形.(2)不是.由于多晶体是许多单晶体杂乱无章地组合而成的,所以多晶体也没有规则的几何外形.2.单晶体具有各向异性,并不是说每一种单晶体都能在各种物理性质上表现出各向异性(1)云母、石膏晶体在导热性上表现出显著的各向异性——沿不同方向传热的快慢不同.(2)方铅矿石晶体在导电性上表现出显著的各向异性——沿不同方向电阻率不同.(3)立方形的铜晶体在弹性上表现出显著的各向异性——沿不同方向的弹性不同.(4)方解石晶体在光的折射上表现出各向异性——沿不同方向的折射率不同.【例1】在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡,用烧热的针尖接触其上一点,蜡熔化的范围如下图所示;另外甲、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所示,则( )甲乙丙A.甲、乙是非晶体,丙是晶体B.甲、丙是非晶体,乙是晶体C.甲、丙是多晶体,乙是晶体D.甲是多晶体,乙是非晶体,丙是单晶体思路点拨:由蜡熔化图判断导热性能,由温度—时间图线形状分析是晶体还是非晶体.D[由题图甲、乙、丙知,甲、乙具有各向同性,丙具有各向异性;由温度—时间图线知,甲、丙有固定的熔点,乙没有固定的熔点,所以甲是多晶体,乙是非晶体,丙是单晶体.]区分晶体和非晶体、单晶体和多晶体的方法(1)区分晶体和非晶体的方法是看其有无确定的熔点,晶体具有确定的熔点,而非晶体没有确定的熔点,仅从各向同性或几何形状不能判断某一固体是晶体还是非晶体.(2)区分单晶体和多晶体的方法是看其是否具有各向异性,单晶体表现出各向异性,而多晶体表现出各向同性.晶体的微观结构及物理性质家庭、学校或机关的门锁常用“碰锁”,然而,这种锁使用一段时间后,锁舌就会变涩而不易被碰入,造成关门困难.这时,你可以用铅笔在锁舌上摩擦几下,碰锁便开关自如如初,并且可以持续几个月之久.请你动手试一试,并解释其中的道理.提示:石墨是金刚石的同素异形体,两者的不同结构,造成了物理性质上的很大差异,金刚石质地坚硬,而石墨由于具有层状结构,层与层之间结合不很紧密,故层与层之间易脱落,能起到润滑作用.用铅笔在纸上写字也是这个道理.(1)组成晶体的微粒(分子、原子或离子)是依照一定的规律在空间中整齐地排列的.实验证实:人们用X射线和电子显微镜对晶体的内部结构进行研究后,证实了这种假说是正确的.(2)微粒的热运动特点表现为在一定的平衡位置附近不停地做微小的振动.2.晶体的微观结构特点(1)组成晶体的微粒(分子、原子或离子),依照一定的规律在空间中整齐地排列的.(2)晶体中微粒的相互作用很强,微粒的热运动不足以克服它们的相互作用而远离.(3)微粒的热运动表现为在一定的平衡位置附近不停地做微小的振动.晶体的微观结构决定其宏观物理性质,改变物质的微观结构从而改变物质的属性,如碳原子可以组成性质差别很大的石墨和金刚石,有些晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化.3.用微观结构理论解释晶体的特性(1)对单晶体各向异性的解释如图所示,这是在一个平面上单晶体物质微粒的排列情况.从图上可以看出,在沿不同方向所画的等长直线AB、AC、AD上物质微粒的数目不同.直线AB上物质微粒较多,直线AD 上较少,直线AC上更少.正因为在不同方向上物质微粒的排列情况不同,才引起单晶体在不同方向上物理性质的不同.(2)对晶体具有一定熔点的解释给晶体加热到一定温度时,一部分微粒有足够的动能克服微粒间的作用力,离开平衡位置,使规则的排列被破坏,晶体开始熔解,熔解时晶体吸收的热量全部用来破坏规则的排列,温度不发生变化.(3)对多晶体特征的微观解释晶粒在多晶体里杂乱无章地排列着,所以多晶体没有规则的几何形状,也不显示各向异性.它在不同方向的物理性质是相同的,即各向同性.多晶体和非晶体的主要区别是多晶体有确定的熔点,而非晶体没有.(4)对非晶体特征的微观解释在非晶体内部,物质微粒的排列是杂乱无章的,从统计的观点来看,在微粒非常多的情况下,沿不同方向的等长直线上,微粒的个数大致相等,也就是说,非晶体在不同方向上的微粒排列及物质结构情况基本相同,所以非晶体在物理性质上表现为各向同性.(5)同种物质也可能以晶体和非晶体两种不同形态出现,晶体和非晶体可在一定条件下相互转化.【例2】(多选)下列说法正确的是( )A.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B.大颗粒的盐磨成细盐,就变成了非晶体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D.在熔化过程中,晶体要吸收热量,但温度保持不变,内能也保持不变AC[单晶体具有各向异性,多晶体和非晶体具有各向同性,都是按照一定的规则排列的,具有空间上的周期性,A正确;晶体由更小的晶胞组成,大颗粒的盐磨成细盐,还是晶体,B 错误;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,例如,石墨和金刚石,选项C正确;在熔化过程中,晶体要吸收热量,虽然温度保持不变,但是内能增加了,选项D错误.]1各种晶体的微粒都是按照一定的规则排列的,具有空间上的周期性.2物体的宏观性是由微粒结构决定的,单晶体与非晶体的物理性质不同,是因为微观结构不同,单晶体各向异性也是由粒子排列的特点决定的.第2节表面张力和毛细现象第3节材料及其应用一、液体表面的收缩趋势1.实验:观察肥皂膜的变化(1)现象①铁丝框上的肥皂膜会把滑杆拉回.②肥皂膜里的棉线圈,当刺破棉线圈内肥皂膜,棉线圈外的肥皂膜使棉线张紧,形成圆形.(2)结论:液体的表面类似于张紧的弹性薄膜,具有收缩的趋势.2.实验结论由实验知,液体表面有一种收缩的趋势,正是这种收缩,使露珠、浮滴等外形呈现球形.二、表面张力1.表面层(1)定义:液体与气体接触的表面存在的一个薄层.(2)特点:表面层分子的分布比液体内部稀疏.2.表面张力(1)定义:液体表面各部分间相互吸引的力.(2)作用效果:由于表面张力的作用,液体表面总要收缩到尽可能小的面积.而体积相等的各种形状的物体中,球形物体的表面积最小.因此小水珠、小露珠等都呈现球形.若露珠过大,重力影响不能忽略,则呈椭球形.完全失重环境下,可形成标准的球形.三、浸润与不浸润1.定义(1)浸润:液体附着在固体表面上的现象.(2)不浸润:液体不附着在固体表面上的现象.2.产生的原因(1)三个相关概念①附着层:当液体跟固体接触时,在接触处形成的液体薄层.②内聚力:附着层中的液体分子受到的液体内部分子的吸引力.③附着力:附着层中的液体分子受到的固体分子的吸引力.(2)产生原因分析:由于内聚力与附着力的大小不同①当内聚力大于附着力时,液体不浸润固体.②当内聚力小于附着力时,液体浸润固体.四、毛细现象1.定义浸润液体在细管里上升的现象和不浸润液体在细管里下降的现象.2.毛细管能够发生毛细现象的管.3.特点水在玻璃管中会出现凹形弯月面;水银在玻璃管中则会出现凸形弯月面.且管的内径越小,前者水面越高,后者水银面越低.五、液晶1.定义既具有像液体那样的流动性和连续性,又具有晶体那样的各向异性特点的流体.2.性质外界条件的微小变化,会引起液晶分子排列的变化,从而改变液晶的某些性质,例如温度、压力、摩擦、电磁作用、容器的表面差异等,都可以改变液晶的光学性质.3.应用(1)液晶显示器.(2)液晶测温.六、材料种类和新材料及其应用1.材料的分类(1)按材料特性分为:结构材料和功能材料.(2)按应用领域分为:信息材料、能源材料、建筑材料、生物材料、航空航天材料等.(3)按习惯分为:金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料.2.新材料(1)材料科学是研究材料的制造、结构与性能三者之间相互关系的科学.(2)纳米是长度单位,1 nm=10-9 m,颗粒在1~100 nm的材料称为纳米材料.(3)发生形变后几乎能100%恢复原状的材料称为形状记忆合金.(4)微电子材料:半导体.(5)力、热、声、光、磁等方面的某些性能会发生突变的纳米材料.(6)材料、能源、信息被当今国际社会公认为现代文明的三大支柱.表面张力雨伞的伞面上有很多细小的孔,为什么下雨时,雨水不会从孔里漏下来?提示:因为雨水将纱线浸湿后,在纱线孔隙中形成水膜,水膜的表面张力使雨水不会漏下来.表面层分子之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膜.所以说表面张力是表面层内分子力作用的结果.2.表面张力的方向表面张力的方向和液面相切,垂直于液面上的各条分界线.如图所示.3.表面张力的大小除了跟分界线长度有关外,还跟液体的性质和温度有关.一般情况下,温度越高,表面张力就越小.另外,杂质也会明显地改变液体的表面张力大小.比如洁净的水有很大的表面张力,而沾有肥皂液的水的表面张力就比较小.4.表面张力的作用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.【例1】关于液体的表面张力,下列说法正确的是( )A.在液体的表面层里,分子比较稀疏,分子间只有引力没有斥力B.在液体的表面层里,分子比较密集,分子间只有斥力没有引力C.液体的表面层中斥力大于引力,使得液体的表面收缩到最小,所以露珠呈球形D.液体的表面层中引力大于斥力,使得液体的表面收缩到最小,所以露珠呈球形D[与气体接触的液体表面分子比较稀疏,间距大于液体内部分子间距离,液体表面层的分子间同时存在相互作用的引力与斥力,A、B错误;但由于分子间的距离大于分子的平衡距离r0,分子引力大于分子斥力,分子力表现为引力,即存在表面张力,表面张力使液体表面有收缩的趋势,所以露珠呈球形,C错误,D正确.]液体表面层与液体内部分子分布特点液体表面层液体内部分子密度稀疏密集分子间距d 10-10 m<d<10-9 m d=10-10 m分子力表现为引力(合力)斥力与引力平衡(合力为零)表现表面有收缩趋势不易被压缩[跟进训练]1.(多选)下面有关表面张力的说法中,正确的是( )A.表面张力的作用是使液体表面伸张B.表面张力的作用是使液体表面收缩C.有些小昆虫能在水面上自由行走,这是由于有表面张力的缘故D.用滴管滴液滴,滴的液滴总是球形,这是由于表面张力的缘故BCD[表面张力的作用效果是使液体表面收缩,B正确,A错误;由于表面张力,液面被压弯并收缩,使小昆虫浮在液面上,C正确;由于表面张力使液滴收缩成球形,D正确.]浸润与不浸润你观察过落水的鸡吗?如图所示,鸡落水时会全身湿透,俗称“落汤鸡”,而鸭子在水中嬉戏,上岸后抖一抖身子,水便会被抖落,比鸡可潇洒多了,你知道这是为什么吗?提示:这是由于鸭子经常用嘴把油脂涂到羽毛上,使水不浸润羽毛.(1)内聚力大于附着力.附着层的分子比液体内部稀疏,附着层内出现与液体表面张力相似的收缩力,此时跟固体接触的液体表面有缩小的趋势,形成不浸润.(2)内聚力小于附着力.附着层中的分子比液体内部更密,附着层中出现液体分子相互排斥的力,此时跟固体接触的液面有扩展的趋势,形成浸润.2.微观解释当液体与固体接触时,附着层中的液体分子受固体分子的吸引比液体内部分子弱,结果附着层中的液体分子比其内部稀疏,这时在附着层中就出现跟表面张力相似的收缩力,使跟固体接触的液体表面有缩小的趋势,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宏观表现.【例2】下列对浸润与不浸润现象的认识正确的是( )A.水是浸润液体,水银是不浸润液体B.浸润现象中,附着层里分子比液体内部稀疏C.不浸润现象中,附着层里的分子受到固体分子的吸引较液体内部分子的吸引强D.不浸润现象中,附着层里分子间表现出吸引力;浸润现象中,附着层里分子间表现出排斥力D[一种液体是否浸润某种固体,与这两种物质的性质均有关,不能肯定哪种液体是浸润液体或不浸润液体,选项A错误;在浸润现象中,附着层内分子受到固体分子吸引力较液体内部分子吸引力大,分子分布比液体内部更密,因而在附着层里液体分子表现出相互排斥的力,附着层有扩展的趋势,故选项B、C错误,选项D正确.]分析浸润与不浸润问题的要点归纳(1)同一种固体,对有些液体浸润,对有些液体不浸润;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.(2)液体浸润固体,附着层面积要扩张;不浸润固体,附着层面积要收缩.(3)发生浸润还是不浸润是看固体分子和液体内部分子对附着层分子的吸引力的强弱.毛细现象你知道为什么松土能保持土壤中的水分吗?提示:把地面的土壤锄松,破坏了土壤里的毛细管,地下的水分就不会沿着毛细管上升到地面被蒸发掉.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的现象.2.毛细现象产生的原因浸润液体与毛细管内壁接触时,液体表面发生弯曲,呈凹形.液体表面就像一张张紧了的凹形的弹性薄膜,表面张力的收缩作用总是力图使凹形表面的面积缩小,对表面下的液体产生向上的提拉作用(如图所示),于是管内液体上升,直到表面张力向上的提拉作用与管内升高的液柱所受的重力达到平衡时,管内液体才停止上升,稳定在一定的高度.不浸润液体在毛细管里下降则是由于表面张力的收缩作用总是力图使凸形表面的面积减小,对表面下的液体产生向下的作用导致的(如图所示).【例3】附着层里的液体分子比液体内部稀疏的原因是( )A.附着层里液体分子间的斥力强B.附着层里液体分子间的引力强C.固体分子对附着层里的液体分子的吸引,比液体内部分子的吸引弱D.固体分子对附着层里的液体分子的吸引,比液体内部分子的吸引强C[附着层里的分子既受到固体分子的吸引,又受到液体内部分子的吸引,如果受到的固体分子的吸引比较弱,附着层里的部分分子进入液体内部,从而使附着层的分子比液体内部稀疏,所以C正确,A、B、D错误.]液晶液晶电视已经走进寻常百姓家,液晶显示器是如何显示各种颜色的呢?提示:在液晶中掺入少量多色性染料,当液晶中电场强度不同时,它对不同颜色的光吸收强度不一样,从而显示出各种颜色.(1)液晶具有晶体的各向异性的特点原因是在微观结构上,从某个方向看,液晶的分子排列比较整齐,有特殊的取向.(2)液晶具有液体的流动性原因是从另一方向看液晶分子排列是杂乱的,因而液晶又具有液体的性质,具有一定的流动性.(3)液晶分子的排列特点液晶分子的排列特点是从某个方向上看,液晶分子的排列比较整齐;但是从另一个方向看,液晶分子的排列又是杂乱无章的.(4)液晶的物理性质液晶的物理性质很容易受外界的影响(如电场、压力、光照、温度)发生改变.2.液晶的主要应用液晶在温度改变时会改变颜色.随着温度的升高,色彩按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序变化,温度下降时又按相反顺序变色,而且灵敏度很高,在不到1 ℃的温差内就可以显出整个色谱.利用液晶的这种温度效应可以探测温度.【例4】(多选)关于液晶的分子排列,下列说法正确的是( )A.液晶分子在特定方向排列整齐B.液晶分子的排列不稳定,外界条件的微小变动会引起液晶分子排列的变化C.液晶分子的排列整齐且稳定D.液晶的物理性质稳定AB[液晶分子在特定方向上排列比较整齐,故A正确;液晶分子排列不稳定,外界条件的微小变动会引起液晶分子排列的变化,故B正确,C错误;液晶的物理性质不稳定,例如有一种液晶,在外加电压的影响下,会由透明状态变成浑浊状态,去掉电压,又恢复透明状态,故D错误.]1液晶既有液体的流动性和连续性,表现不够稳定,又具有晶体的一些各向异性特点,是某些特殊的有机化合物.2液晶的物理性质很容易在外界的影响如电场、压力、光照、温度下发生改变.。
第2讲 固体 液体和气体 讲义
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第2讲固体液体和气体讲义第2讲固体液体和气体见学生用书P194微知识1 固体和液体1.晶体与非晶体(1)固体分为晶体和非晶体两类。
晶体分单晶体和多晶体。
(2)单晶体具有规则的几何形状,多晶体和非晶体没有一定的几何形状;晶体有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点。
(3)单晶体具有各向异性,多晶体和非晶体具有各向同性。
2.液体(1)液体的表面张力①概念:液体表面各部分间互相吸引的力。
②作用:液体的表面张力使液面具有收缩到表面积最小的趋势。
③方向:表面张力跟液面相切,且跟这部分液面的分界线垂直。
④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。
(2)液晶①液晶分子既保持排列有序而显示各向异性,又可以自由移动位置,保持了液体的流动性。
②液晶分子的位置无序使它像液体,排列有序使它像晶体。
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杂乱无章的。
④液晶的物理性质很容易在外界的影响下发生改变。
(3)毛细现象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。
3.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:饱和汽压随温度而变。
温度越高,饱和汽压越大,且饱和汽压与饱和汽①内容: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。
②公式:V1T1=V2T2或VT=C(常量)。
③推论式:ΔV=V1T1·ΔT。
(4)理想气体状态方程一定质量的理想气体状态方程:p1V1T1=p2V2T2或pVT=C(常量)。
一、思维辨析(判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
)1.单晶体和多晶体都具有各向异性的特征。
(×)2.船浮于水面是由于液体的表面张力作用。
(×)3.当人们感觉潮湿时,空气的绝对湿度一定较大。
高中物理气体固体和液体知识点
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高中物理气体固体和液体知识点一、气体。
1. 理想气体状态方程。
- 表达式:pV = nRT,其中p是压强,V是体积,n是物质的量,R是摩尔气体常量(R = 8.31J/(mol· K)),T是热力学温度。
- 适用条件:理想气体,即气体分子间没有相互作用力(除碰撞瞬间外),分子本身没有体积的气体。
实际气体在压强不太大、温度不太低的情况下可近似看作理想气体。
- 应用:- 已知其中三个量可求第四个量。
例如,一定质量的理想气体,压强p_1、体积V_1、温度T_1,变化后压强p_2、体积V_2,根据(p_1V_1)/(T_1)=(p_2V_2)/(T_2)(当n不变时)可求解相关量。
- 对于气体的等温、等压、等容变化的分析。
- 等温变化(玻意耳定律):p_1V_1 = p_2V_2(T不变,n不变)。
- 等压变化(盖 - 吕萨克定律):(V_1)/(T_1)=(V_2)/(T_2)(p不变,n 不变)。
- 等容变化(查理定律):(p_1)/(T_1)=(p_2)/(T_2)(V不变,n不变)。
2. 压强的微观解释。
- 气体压强是大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的。
压强的大小与分子的平均动能和分子的密集程度有关。
- 从微观角度看,温度T是分子平均动能的标志,温度越高,分子平均动能越大;体积V减小时,分子的密集程度增大。
3. 气体实验定律的图象。
- 对于等温变化p - V图象是双曲线,p-(1)/(V)图象是过原点的直线。
- 等容变化p - T图象是过原点的直线(压强p与热力学温度T成正比)。
- 等压变化V - T图象是过原点的直线(体积V与热力学温度T成正比)。
二、固体。
1. 晶体和非晶体。
- 晶体。
- 有规则的几何外形,如食盐晶体是立方体,冰晶体呈六角形等。
- 具有各向异性,即在不同方向上物理性质(如硬度、导热性、导电性等)不同。
例如,石墨沿层方向的导电性比垂直层方向的导电性好。
- 有固定的熔点,例如冰在0^∘C时熔化,在熔化过程中温度保持不变。
高中物理总复习之知识讲解 固体液体和气体(基础)
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物理总复习:固体、液体和气体【考纲要求】1、知道气体分子运动速率的统计分布规律;2、知道气体的三大实验定律、内容、熟悉其图像;3、知道理想气体的状态方程,能结合力学知识解相关气体状态变化的问题。
【知识网络】【考点梳理】考点一、气体分子动理论要点诠释:1、气体分子运动的特点:①气体分子间距大,一般不小于10r0,因此气体分子间相互作用的引力和斥力都很小,以致可以忽略(忽略掉分子间作用力的气体称为理想气体)。
②气体分子间碰撞频繁,每个分子与其他的分子的碰撞多达65亿次/秒之多,所以每个气体分子的速度大小和方向是瞬息万变的,因此讨论气体分子的速度是没有实际意义的,物理中常用平均速率来描述气体分子热运动的剧烈程度。
注意:温度相同的不同物质分子平均动能相同,如H2和O2,但是它们的平均速率不相同。
③气体分子的速率分布呈“中间多,两头少”分布规律。
④气体分子向各个方向运动的机会均等。
⑤温度升高,气体分子的平均动能增加,随着温度的增大,分子速率随随时间分布的峰值向分子速度增大的方向移动,因此T1小于T2。
2、气体压强的微观解释:气体的压强是大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的,气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力。
气体分子的平均动能越大,分子越密,对单位面积器壁产生的压力就越大,气体的压强就越大。
考点二、气体的状态参量要点诠释:对于气体的某种性质均需用一个物理量来描述,如气体的热学性质可用温度来描述,其力学性质可用压强来描述。
描述气体性质的物理量叫状态参量。
1、温度:温度越高,物体分子的热运动加剧,分子热运动的平均动能也增加,温度越高,分子热运动的平均动能越大,温度越低,分子热运动的平均动能越小。
微观含义:温度是分子热运动的平均动能的标志。
温标:温度的数量表示法。
(1)摄氏温标:标准状况下冰水混合的温度为0度,水沸腾时的温度为100度,把0到100之间100等份,每一等份为1摄氏度(1℃)。
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3-2.解析:选 B.由于在空气中水蒸气含量不变的情况下,气 温越高时饱和蒸汽压越大,人的感觉是越干燥,即人的感觉取 决于相对湿度而非绝对湿度,A 错误 B 正确.空气的相对湿度 是指空气所含水蒸气的实际压强与同温度下的饱和蒸汽压的 比值,空气的绝对湿度的定义就是用空气中所含水蒸气的压强 来表示湿度的方法,故 C、D 错误. 4.解析:选 D.大量分子速率越接近平均速率,分子数越多, 呈正态分布,故 D 图正确. 5.解析:选 B.根据气体等温变化方程 pV=C,所以 p=CV,因 此 p-V1的图象是一条过原点的直线,B 正确.
第2讲 固体、液体和气体
本节目录
基
要
考
技
知
础
点
点
法
能
再
透
探
提
演
现
析
究
炼
练
对
直
讲
思
轻
点
击
练
维
巧
自
高
互
升
夺
测
考
动
华
冠
基础再现对点自测
知识清单
一、固体 1.分类:固体分为__晶__体__和_非__晶__体___两类.晶体分__单__晶__体__ 和_多__晶__体__.
2.晶体与非晶体的比较
外形 熔点 物理性质
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4.1859年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布 规律,后来有许多实验验证了这一规律.若以横坐标v表 示分子速率,纵坐标f(v)表示各速率区间的分子数占总分 子数的百分比.下面四幅图中能正确表示某一温度下气体 分子速率分布规律的是( )
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5.为了将空气装入气瓶内,现将一定质量的空气等温压缩, 空气可视为理想气体.下列图象能正确表示该过程中空气 的压强p和体积V关系的是( )
【解析】 由图象可知a→b温度不变,压强减小,所以体 积增大,b→c是等容变化,体积不变,因此只有B正确. 【答案】 B
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【方法总结】 气体状态变化的图象的应用技巧 (1)求解气体状态变化的图象问题,应当明确图象上的点表 示一定质量的理想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段或曲线段表示一定质量的 理想气体状态变化的一个过程. (2)在V-T图象(或p-T图象)中,比较两个状态的压强(或体 积)大小,可以比较这两个状态到原点连线的斜率的大小, 其规律是:斜率越大,压强(或体积)越小;斜率越小,压 强(或体积)越大.
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2.气体实验三定律
玻意耳定律
查理定律 盖—吕萨克定律
条件
质量一定,温度 质量一定,体积 质量一定,压强
不变
不变
不变
表达式 p1V1=p2V2
p1=T1 p2 T2
V1=T1 V2 T2
图象
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五、理想气体状态方程 1.理想气体 (1)宏观上讲,理想气体是指在任何温度、任何压强下始终遵从 气体实验定律的气体.实际气体在压强不太大、温度不太低的 条件下,可视为理想气体. (2)微观上讲,理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力,分子 本身没有体积,即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间. 2.理想气体的状态方程 (1)内容:一定质量的某种理想气体发生状态变化时,压强跟体 积的乘积与热力学温度的比值保持不变.
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【解析】 液晶是一类处于液态和固态之间的特殊物质, 其分子间的作用力较强,在体积发生变化时需要考虑分子 间力的作用,分子势能和体积有关,A错误.晶体分为单 晶体和多晶体,单晶体物理性质表现为各向异性,多晶体 物理性质表现为各向同性,B错误.温度升高时,分子的 平均动能增大,但不是每一个分子动能都增大,C错误. 露珠由于受到表面张力的作用,表面积有收缩到最小的趋 势即呈球状,D正确. 【答案】 D
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解析:选 A.对于一定质量的理想气体pTV=C,得出 V=CpT.当 温度降低,压强增大时,体积减小,故 A 正确.当温度升高, 压强不变时,体积增大,故 B 错.当温度升高,压强减小时, 体积增大,故 C 错.当温度不变,压强减小时,体积增大, 故 D 错.
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考点探究讲练互动
考点1 对固、液体特性的考查 例1 (2011·高考山东卷改编)人类对物质属性的认识是
从宏观到微观不断深入的过程,以下说法正确的是( ) A.液晶的分子势能与体积无关 B.晶体的物理性质都是各向异性的 C.温度升高,每个分子的动能都增大 D.露珠呈球状是由于液体表面张力的作用
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【审题指导】 解答本题时应注意以下三点: (1)晶体和非晶体的性质,多晶体与单晶体的区别. (2)固体和液体的内能与体积及温度有关. (3)液体的性质与其对应的现象.
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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.
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即时应用2 (2013·莆田检测)一定质量的理想气体经过一系列过程,如 图所示.下列说法中正确的是( )
A.a→b过程中,气体体积增大,压强减小 B.b→c过程中,气体压强不变,体积增大 C.c→a过程中,气体压强增大,体积变小 D.c→a过程中,气体内能增大,体积变小 答案:A
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三、理想气体状态方程与气体实验定律 1.理想气体状态方程与气体实验定律的关系
温度不变:p1V1=p2V2玻意耳定律
p1V1=p2V2 T1 T2
体积不变:Tp11=Tp22查理定律
压强不变:VT11=VT22盖—吕萨克定律
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2.几个重要的推论 (1)查理定律的推论:Δp=Tp11ΔT (2)盖—吕萨克定律的推论:ΔV=VT11ΔT (3)理想气体状态方程的推论:pT0V0 0=pT1V1 1+pT2V22+…… 3.应用状态方程或实验定律解题的一般步骤 (1)明确研究对象,即某一定质量的理想气体; (2)确定气体在始末状态的参量 p1、V1、T1 及 p2、V2、T2; (3)由状态方程或实验定律列式求解; (4)讨论结果的合理性.
统计
伽尔顿板实验中各小格中落入小球数目的分布
规律 正态
分布
曲线
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即时应用1 (2012·高考江苏卷)密闭在钢瓶中的理想气体,温 度升高时压强增大.从分子动理论的角度分析,这是由于 分子热运动的________增大了.该气体在温度T1、T2时的 分子速率分布图象如图所示,则T1________(选填“大于” 或“小于”)T2.
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要点透析直击高考
一、气体分子的运动特点与统计规律
①大量分子无规则运动,使气体分子频繁碰撞.例如标准状况
下,1个空气分子在1 s内跟其他空气分子碰撞的次数达65亿次 气体分子 ②正是“频繁碰撞”,造成气体分子不断地改变运动方向,使
的运动特 得每个气体分子可自由运动的行程极短(理论研究指出,通常情
单晶体 规则 确定
各向异性
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
典型物质
形成与转 化
石英、云母、食盐、硫酸铜
玻璃、蜂蜡、松香
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
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(3)相对湿度公式 相对湿度= 同水温蒸度气水的的实饱际和压汽强压(B=pps×100%). 四、气体 1.气体分子运动的特点 (1)气体分子间距__较__大__,分子力可以忽略,因此分子间除碰撞 外不受其他力的作用,故气体能充满它能达到的整个空间. (2)分子做无规则的运动,速率有大有小,且时刻变化,大 量分子的速率按“中间多,两头少”的规律分布. (3)温度升高时,速率小的分子数__增__加__,速率大的分子数 _减__少___,分子的平均速率将_增__大___,但速率分布规律不变.
(2)公式:pT1V11=pT2V22或pTV=C(C 是与 p、V、T 无关的常量).
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热身体验 1.关于晶体和非晶体,下列说法正确的是( ) A.有规则几何外形的固体一定是晶体 B.晶体的各向同性是由于组成它的微粒是按照一定的规 则排列的,具有空间上的周期性 C.晶体一定具有各向异性的特点 D.某些物质微粒能够形成几种不同的空间分布 2-1.关于液体的表面现象,下列说法正确的是( ) A.液体表面层的分子分布比内部密 B.液体有使其体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.液体有使其表面积收缩到最小的趋势
气体压强越大,气体的体积就越小,所以
V1<V2
等容变化在p-T图象中是通过原点的直线, 由 p=常数V×T 可知,体积大时图线斜 率小,所以V1<V2
等压变化在V-t图象中是通过t轴上
盖|吕 萨克 定律
等压 变化
-273.15 ℃的直线.温度不变时,同一气
体体积越大,气体的压强就越小,所以
p直1<线p2,等由压变V=化在常V数p-×TT图,象可中知是,通压过强原大点时的 斜率小,所以p1<p2
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解析:温度是分子平均动能大小的标志,温度升高时分子 平均动能增大,大速率的分子占总分子数的比例增大,故 T1小于T2. 答案变化 一定质量气体的 律 过程 两条图线
图线特点
玻
意 耳 定
等温 变化
律
等温变化在 p-V 图象中是双曲
线,由pV=常数,知 T
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即时应用3 (2012·高考重庆卷)如图为伽利略设计的 一种测温装置示意图,玻璃管的上端与 导热良好的玻璃泡连通,下端插入水中, 玻璃泡中封闭有一定量的空气.若玻璃 管内水柱上升,则外界大气的变化可 能是( ) A.温度降低,压强增大 B.温度升高,压强不变 C.温度升高,压强减小 D.温度不变,压强减小
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考点2 气体状态变化的图象 例2 一定质量理想气体的状态经历了如图所示的ab、