第2单元 固体、液体和气体 必备知识要打牢 抓双基 固本源 F握程度 IBEL ZHISHI YAO DALAO 加如说点 晶体和非晶体 相一相 在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上石蜡,用烧热的针接触其上一点,石蜡熔化的范围 如图11-2-1中(1)、(2)、(3)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(4)所示。则由此可判断出甲、乙、丙分别为 (1) 图11-2-1 [提示]多晶体、非晶体、单晶体。 记一记] (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,多晶体和非晶体无确定的几何形状:晶体有确定的熔 点,非晶体无确定的熔点。 (3)单晶体具有各向异性,多晶体和非晶体具有各向同性 [试一试] 1.关于晶体和非晶体,下列说法正确的是( A.金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体 B.晶体的分子(或原子、离子)排列是有规则的 C.单晶体和多晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点 D.单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的,非晶体是各向同性的 解析:选BC金刚石、水晶和食盐是晶体,玻璃是非晶体,A错误;晶体的分子排列 规则,且有固定的熔点,非晶体的分子排列不规则,且没有固定的熔点,故B、C正确:单 晶体的物理性质是各向异性,多晶体和非晶体的物理性质是各向同性,故D错误 知识点三 液晶、液体
1 第 2 单元 固体、液体和气体 晶体和非晶体 [想一想] 在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上石蜡，用 烧热的针接触其上一点，石蜡熔化的范围 如图 11－2－1 中(1)、(2)、(3)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(4)所示。则由此可判断出甲、乙、丙分别为________、________、________。 图 11－2－1 [提示] 多晶体、非晶体、单晶体。 [记一记] (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，多晶体和非晶体无确定的几何形状；晶体有确定的熔 点，非晶体无确定的熔点。 (3)单晶体具有各向异性，多晶体和非晶体具有各向同性。 [试一试] 1．关于晶体和非晶体，下列说法正确的是( ) A．金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体 B．晶体的分子(或原子、离子)排列是有规则的 C．单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点 D．单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的，非晶体是各向同性的 解析：选 BC 金刚石、水晶和食盐是晶体，玻璃是非晶体，A 错误；晶体的分子排列 规则，且有固定的熔点，非晶体的分子排列不规则，且没有固定的熔点，故 B、C 正确；单 晶体的物理性质是各向异性，多晶体和非晶体的物理性质是各向同性，故 D 错误。 液晶、液体
想一想 如图11-2-2所示为一沾有肥皂膜的闭合金属框,若将膜面上棉线圈内部的膜戳破后, 棉线圈会被拉成圆形,这是什么原因?与戳破前相比,肥皂膜的内能如何变化? [提示]液体表面张力,内能减少 [记一记] 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 (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 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 [试一试] 2.(2012江苏高考)下列现象中,能说明液体存在表面张力的有( A.水黾可以停在水面上 B.叶面上的露珠呈球形 C.滴入水中的红墨水很快散开 D.悬浮在水中的花粉做无规则运动 解析:选AB由于液体表面层分子引力,使得液体表面具有收缩的趋势,露珠表面张 力使表面面积收缩到最小,水面的张力给水黾向上的弹力,选项A、B正确:红墨水散开是 扩散现象,选项C错误;悬浮在水中的花粉做无规则运动,是水分子对花粉颗粒碰撞不均 衡造成的,选项D错误
2 [想一想] 如图 11－2－2 所示为一沾有肥皂膜的闭合金属框，若将膜面上棉线圈内部的膜戳破后， 棉线圈会被拉成圆形，这是什么原因？与戳破前相比，肥皂膜的内能如何变化？ 图 11－2－2 [提示] 液体表面张力，内能减少。 [记一记] 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。 [试一试] 2．(2012·江苏高考)下列现象中，能说明液体存在表面张力的有( ) A．水黾可以停在水面上 B．叶面上的露珠呈球形 C．滴入水中的红墨水很快散开 D．悬浮在水中的花粉做无规则运动 解析：选 AB 由于液体表面层分子引力，使得液体表面具有收缩的趋势，露珠表面张 力使表面面积收缩到最小，水面的张力给水黾向上的弹力，选项 A、B 正确；红墨水散开是 扩散现象，选项 C 错误；悬浮在水中的花粉做无规则运动，是 水分子对花粉颗粒碰撞不均 衡造成的，选项 D 错误
知识点 气体实验定律 想一想 电灯泡内充有氦氩混合气体,如果要使电灯泡内的混合气体在500℃时的压强不超过一 个大气压,则在20℃的室温下充气,电灯泡内气体压强至多能充到多少? 「提示]由于电灯泡容积不变,故气体为等容变化,设h=500℃时压强为p1,b=20℃ 时的压强为p,则由=得=293,p=1个大气压,p=038个大气压 [记一记] 1.气体的状态参量 (1)压强;(2)体积:(3)温度 2.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 稳定的压力。 (2)大小:气体的压强在数值上等于气体作用在单位面积上的压力。公式:p=5 3.气体实验定律 (1)等温变化——玻意耳定律 ①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 ②公式:D三D或p=C(常量) (2)等容变化——查理定律 ①内容: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。 ②公式:巴T1=C常量) ③推论式:4p=△ (3)等压变化—盖一吕萨克定律 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 或=(常量) ③推论式:△=m△T 4.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。 (2)一定质量的理想气体状态方程: V,npv 吊
3 气体实验定律 [想一想] 电灯泡内充有氦氩混合气体，如果要使电灯泡内的混合气体在 500 ℃时的压强不超过一 个大气压，则在 20 ℃的室温下充气，电灯泡内气体压强至多能充到多少？ [提示] 由于电灯泡容积不变，故气体为等容变化，设 t1＝500 ℃时压强为 p1，t2＝20 ℃ 时的压强为 p2，则由p2 p1 ＝ T2 T1 得 p2 p1 ＝ 293 773，p1＝1 个大气压，p2＝0.38 个大气压。 [记一记] 1．气体的状态参量 (1)压强；(2)体积；(3)温度。 2．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 稳定的压力。 (2)大小：气体的压强在数值上等于气体作用在单位面积上的压力。公式：p＝ F S 。 3．气体实验定律 (1)等温变化——玻意耳定律 ①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。 ②公式：p1V1＝p2V2 或 pV＝C(常量) (2)等容变化——查理定律 ①内容：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。 ②公式： p1 p2 ＝ T1 T2 或 p T ＝C(常量) ③推论式：Δp＝ p1 T1 ·ΔT。 (3)等压变化——盖—吕萨克定律 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： V1 V2 ＝ T1 T2 或 V T ＝C(常量) ③推论式：ΔV＝ V1 T1 ·ΔT 4．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。 (2)一定质量的理想气体状态方程： p1V1 T1 ＝ p2V2 T2 或 pV T ＝C(常量)
[试一试 3.(2012福建高考)空气压缩机的储气罐中储有10atm的空气6.0L,现再充入10atm 的空气90L。设充气过程为等温过程,空气可看作理想气体,则充气后储气罐中气体压强 A. 2.5 atm B. 2.0 atm C. 1.5 atm D. 1.0 atm 解析:选A由玻意耳定律,p(+V′)=pV,解得充气后储气罐中气体压强为p 2.5atm,选项A正确。 如点国 饱和蒸汽、湿度 记一记] 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的体 积无关 3.湿度 (1)定义:空气的潮湿程度 (2)描述湿度的物理量 ①绝对湿度:空气中所含水蒸气的压强 ②相对湿度:在某一温度下,空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压之比,称 为空气的相对湿度,即 相对湿度(B) 水蒸气的实际压强(p) 同温下水的饱和汽压(p) [试一试] 4.下列说法正确的是() A.饱和蒸汽压与温度有关,且随着温度的升高而增大 B.饱和蒸汽是指液体不再蒸发,蒸汽不再液化时的状态 C.所有晶体都有固定的形状、固有的熔点和沸点 D.所有晶体由固态变成液态后,再由液态变成固态时,固态仍为晶体 解析:选A饱和蒸汽压与温度有关,且随着温度的升高而增大,A正确:饱和蒸汽是 指蒸发和液化处于动态平衡,B错误;单晶体有固定形状,而多晶体没有固定形状,C错误;
4 [试一试] 3．(2012·福建高考)空气压缩机的储气罐中储有 1.0 atm 的空气 6.0 L，现再充入 1.0 atm 的空气 9.0 L。设充气过程为等温过程，空气可看作理想气体，则充气后储气罐中气体压强 为( ) A．2.5 atm B．2.0 atm C．1.5 atm D．1.0 atm 解析：选 A 由玻意耳定律，p1(V＋V′)＝p2V，解得充气后储气罐中气体压强为 p2＝ 2.5 a tm，选项 A 正确。 饱和蒸汽、湿度 [记一记] 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的体 积无关。 3．湿度 (1)定义：空气的潮湿程度。 (2)描述湿度的物理量 ①绝对湿度：空气中所含水蒸气的压强。 ②相对湿度：在某一温度下，空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压之比，称 为空气的相对湿度，即 相对湿度(B)＝ 水蒸气的实际压强(p1) 同温下水的饱和汽压(ps) [试一试] 4．下列说法正确的是( ) A．饱和蒸汽压与温度有关，且随着温度的升高而增大 B．饱和蒸汽是指液体不再蒸发，蒸汽不再液化时的状态 C．所有晶体都有固定的形状、固有的熔点和沸点 D．所有晶体由固态变成液态后，再由液态变成固态时，固态仍为晶体 解析：选 A 饱和蒸汽压与温度有关，且随着温度的升高而增大，A 正确；饱和蒸汽是 指蒸发和液化处于动态平衡，B 错误；单晶体有固定形状，而多晶体没有固定形状，C 错误；
水晶为晶体,熔化再凝固后变为非晶体,D错误 2 高频考点要通关 抓考点 攻重点 得拔高分 掌握程度 GAOPIN KAODIAN YAO TONGGUAN 气体强的计第 1系统处于平衡状态下的气体压强计算方法 (1)液体封闭的气体压强的确定 平衡法:选与气体接触的液柱为研究对象进行受力分析,利用它的受力平衡,求出气体 的压强。 取等压面法:根据同种液体在同一水平液面处压强相等,在连通器内灵活选取等压面 由两侧压强相等建立方程求出压强 液体内部深度为h处的总压强p=p0+pgh (2)固体(活塞或汽缸)封闭的气体压强的确定 由于该固体必定受到被封闭气体的压力,所以可通过对该固体进行受力分析,由平衡条 件建立方程来求出气体压强 2.加速运动系统中封闭气体压强的计算方法 一般选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 例1]如图11-2-3所示,光滑水平面上放有一质量为M的汽缸,汽缸内放有一质 量为m的可在汽缸内无摩擦滑动的活塞,活塞面积为S。现用水平恒力F向右推汽缸,最 后汽缸和活塞达到相对静止状态,求此时缸内封闭气体的压强p。(已知外界大气压为p) 图11-2-3 审题指导] 选与气体相接触的活塞为研究对象,进行受力分析,再利用牛顿第二定律列方程求解 尝试解题] 选取汽缸和活塞整体为研究对象。 相对静止时有:F=(M+m)a 再选活塞为研究对象,根据牛顿第二定律有
5 水晶为晶体，熔化再凝固后变为非晶体，D 错误。 气体压强的计算 1.系统处于平衡状态下的气体压强计算方法 (1)液体封闭的气体压强的确定 平衡法：选与气体接触的液柱为研究对象进行受力分析，利用它的受力平衡，求出气体 的压强。 取等压面法：根据同种液体在同一水平液面处压强相等，在连通器内灵活选取等压面， 由两侧压强相等建立方程求出压强。 液体内部深度为 h 处的总压强 p＝p0＋ρgh (2)固体(活塞或汽缸)封闭的气体压强的确定 由于该固体必定受到被封闭气体的压力，所以可通过对该固体进行受力分析，由平衡条 件建立方程来求出气体压强。 2．加速运动系统中封闭气体压强的计算方法 一般选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。 [例 1] 如图 11－2－3 所示，光滑水平面上放有一质量为 M 的汽缸，汽缸内放有一质 量为 m 的可在汽缸内无摩擦滑动的活塞，活塞面积为 S。现用水平恒力 F 向右推汽缸，最 后汽缸和活塞达到相对静止状态，求此时缸内封闭气体的压强 p。(已知外界大气压为 p0) 图 11－2－3 [审题指导] 选与气体相接触的活塞为研究对象，进行受力分析，再利用牛顿第二定律列方程求解。 [尝试解题] 选取汽缸和活塞整体为研究对象。 相对静止时有：F＝(M＋m)a 再选活塞为研究对象，根据牛顿第二定律有： pS－p0S＝ma