选修3-3热学第2讲市公开课一等奖省赛课微课金奖PPT课件.pptx

第2讲 固体、液体与气体,1/49,知识点 1,固体微观结构、晶体和非晶体,液晶微观结构 ,1.晶体和非晶体,晶 体,非 晶 体,单 晶 体,多 晶 体,外 形,规则,不规则,_,熔 点,确定,_,不确定,比较项目,分 类,不规则,确定,2/49,晶 体,非 晶 体,单,晶,体,多,晶,体,物理性质,各向异性,_,各向同性,原子排列,有规则,每个晶粒排列,_,无规则,转化,晶体和非晶体_能够相互转化,经典物质,石英、云母、明矾、,_,玻璃、橡胶,分 类,比较项目,各向同性,无规则,在一定条件下,食盐,3/49,2.晶体微观结构,(1)结构特点：组成晶体物质微粒有规则地、周期性地在空间排列。,(2)用晶体微观结构特点解释晶体特点,现象,原因,晶体有规则外形,因为内部微粒_排列,晶体各向异性,因为内部从任一结点出发在不一样方向相同距离上微粒数,_,晶体多形性,因为组成晶体微粒能够形成,不一样_,有规则,不一样,空间点阵,4/49,3.液晶,(1)液晶分子既保持排列有序而显示各向_，又能够自由移,动位置，保持了液体_。,(2)液晶分子位置无序使它像_，排列有序使它像_。,(3)液晶分子排列从某个方向看比较整齐，而从另外一个方,向看则是_。,(4)液晶物理性质很轻易在外界影响下_。,异性,流动性,液体,晶体,杂乱无章,发生改变,5/49,知识点 2,液体表面张力现象 ,1.概念,液体表面各部分间_力。,2.作用,液体表面张力使液面含有收缩到表面积_趋势。,3.方向,表面张力跟液面_，且跟这部分液面分界限_。,4.大小,液体温度越高，表面张力_；液体中溶有杂质时，表,面张力_；液体密度越大，表面张力_。,相互吸引,最小,相切,垂直,越小,变小,越大,6/49,知识点 3,饱和蒸汽、未饱和蒸汽和饱和蒸,汽压 相对湿度 ,1.饱和汽与未饱和汽,(1)饱和汽：与液体处于_蒸汽。,(2)未饱和汽：没有到达_蒸汽。,2.饱和汽压,(1)定义：饱和汽所含有_。,(2)特点：饱和汽压随温度而变。温度越高，饱和汽压_，且饱和汽压与饱和汽体积无关。,动态平衡,饱和状态,压强,越大,7/49,3.湿度,(1)定义：空气_程度。,(2)绝对湿度：空气中所含_压强。,(3)相对湿度：在某一温度下，空气中水蒸气压强与同一温度下水饱和汽压之比，,潮湿,水蒸气,8/49,知识点 4,气体分子运动速率统计分布,气体试验定律 理想气体 ,1.气体分子运动特点,(1)分子很小，间距_，除碰撞外不受力。,(2)气体分子向各个方向运动气体分子数目都_。,(3)分子做无规则运动，大量分子速率按_,规律分布。,(4)温度一定时，某种气体分子速率分布是_，温度升,高时，速率小分子数_，速率大分子数_，分子,平均速率增大，但不是每个分子速率都增大。,很大,相等,“中间多，两头少”,确定,降低,增多,9/49,2.气体三个状态参量,(1)_;(2)_;(3)_。,3.气体压强,(1)产生原因：因为气体分子无规则热运动，大量分子频,繁地碰撞器壁产生连续而稳定_。,(2)大小:气体压强在数值上等于气体作用在_,压力。公式：p=。,(3)惯用单位及换算关系,国际单位：_，符号：Pa，1Pa=1N/m,2,。,惯用单位：_(atm)；厘米汞柱(cmHg)。,换算关系：1atm=_cmHg=1.01310,5,Pa1.010,5,Pa。,压强,体积,温度,压力,单位面积上,帕斯卡,标准大气压,76,10/49,4.气体试验定律,(1)等温改变玻意耳定律：,内容：一定质量某种气体，在_不变情况下，压强p,与体积V成_公式：_=p,2,V,2,或 pV=C(常量)。,(2)等容改变查理定律：,内容：一定质量某种气体，在_不变情况下，压强p,与热力学温度T成_。,公式：或 (常量)。,推论式：。,温度,反比,p,1,V,1,体积,正比,11/49,(3)等压改变盖吕萨克定律：,内容：一定质量某种气体，在_不变情况下，其,体积V与热力学温度T成_。,公式：或 (常量)。,推论式：。,压强,正比,12/49,5.理想气体状态方程,(1)理想气体：,在任何温度、任何_下都遵从气体试验定律气体。,理想气体是一个经科学抽象而建立_模型，实际,上不存在。,理想气体不考虑分子间相互作用分子力，不存在分子势能，,内能取决于温度，与体积无关。,实际气体尤其是那些不易液化气体在压强不太大，温度,_时都可当成理想气体来处理。,(2)一定质量理想气体状态方程：或 _。,压强,理想化,不太低,C(,常量,),13/49,【思索辨析】,(1)大块塑料粉碎成形状相同颗粒，每个颗粒即为一个单晶体。(),(2)单晶体全部物理性质都是各向异性。(),(3)晶体有天然规则几何形状，是因为物质微粒是规则排列。(),(4)液晶是液体和晶体混合物。(),(5)船浮于水面上是因为液体表面张力。(),(6)水蒸气到达饱和时，水蒸气压强不再改变，这时，水不再蒸发和凝结。(),(7)压强极大气体不遵从气体试验定律。(),14/49,分析:,(1)大块塑料是非晶体，粉碎成形状规则颗粒，依然是非晶体，(1)错。(2)单晶体只在一些物理性质上表现为各向异性，并不是全部物理性质都表现出各向异性，(2)错。(3)晶体外形是由晶体微观结构决定，(3)对。(4)液晶是一些特殊有机化合物，(4)错。(5)船浮于水面上是浮力造成，(5)错。(6)水蒸气到达饱和时处于动态平衡，蒸发和凝结仍在进行，(6)错。(7)气体试验定律是在压强不太大、温度不太低情况下得出，温度极低、压强极大气体在微观上分子间距离变小，趋向于液体，要考虑分子力，不遵从气体试验定律，(7)对。,15/49,考点 1,固体和液体性质,(,三年,7,考,),深化,了解,【考点解读】,1.晶体和非晶体,(1)单晶体含有各向异性，但不是在各种物理性质上都表现出各向异性。,(2)只要是含有各向异性物体必定是晶体，且是单晶体。,(3)只要是含有确定熔点物体必定是晶体，反之，必是非晶体。,(4)晶体和非晶体在一定条件下能够相互转化。,16/49,2.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，分子间相互作用力表现为引力。,(2)表面特征：表面层分子间引力使液面产生了表面张力，使液体表面好像一层绷紧弹性薄膜。,(3)表面张力方向：和液面相切，垂直于液面上各条分界限。,17/49,(4)表面张力效果：表面张力使液体表面含有收缩趋势，使液体表面积趋于最小，而在体积相同条件下，球形表面积最小。,(5)表面张力大小：跟边界限长度、液体种类、温度都相关系。,18/49,【典例透析1】,(山东高考)人类对物质属性认识是从宏观到微观不停深入过程，以下说法正确是(),A液晶分子势能与体积相关,B晶体物理性质都是各向异性,C温度升高，每个分子动能都增大,D露珠呈球状是因为液体表面张力作用,19/49,【解题探究】,(1)物体分子势能之所以存在是因为分子间存在_。,(2)晶体分为_和_。,(3)温度是物体分子_标志。,(4)液体表面张力使液体表面积_。,分子力,单晶体,多晶体,平均动能,最小,20/49,【解析】,选A、D。液晶是一类处于液态和固态之间特殊物质，其分子间作用力较强，在体积发生改变时需要考虑分子间力作用，分子势能和体积相关，A正确。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，分子平均动能增大，但不是每一个分子动能都增大，C错误。露珠因为受到表面张力作用，表面积有收缩到最小趋势即呈球状，D正确。,21/49,【总结提升】,解答固体和液体问题技巧,(1)解答晶体和非晶体问题应该熟练掌握晶体和非晶体区分和联络。,(2)解答液体表面张力问题，应熟练掌握液体表面张力形成原因、表面特征、表面张力方向、表面张力效果，以及与表面张力大小相关原因等。,22/49,【变式训练】,(1)关于晶体和非晶体，以下说法中正确是,(),A.能够依据各向同性或各向异性来判别晶体和非晶体,B.一块均匀薄片，沿各个方向对它施加拉力，发觉其强度一样，则此薄片一定是非晶体,C.一个固体球，假如沿其各条直径方向导电性不一样，则该球一定是单晶体,D.一块晶体，若其各个方向导热性相同，则一定是多晶体,23/49,(2)小强新买了一台摄影机，拍到如图所表示照片，他看到小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中，他认为是靠水浮力作用，同班小明则认为小强说法不对。实际上小昆虫受到支持力是由_提供。,24/49,【解析】,(1)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、B错，C对。单晶体含有各向异性特征，仅是指一些物理性质，并不是全部物理性质都是各向异性，换言之，某一物理性质显示各向同性，并不意味着该物质一定不是单晶体，所以D错。,(2)水表面好像张紧橡皮膜，使小昆虫受到一个支持力而不陷入水中，实质上是由水表面张力提供。,答案：,(1)C (2)水表面张力,25/49,考点 2,气体状态改变图像问题,(,三年,2,考,),对比,分析,【考点解读】,一定质量气体不一样图像比较,过程,特 点,示 例,等温,过程,p-V,pV=CT(其中C为恒量)，即pV之积越,大等温线温度越高，线离原点越远,p=CT,斜率,k=CT,即斜率越大，温度越高,类别,图线,26/49,过程,特 点,示 例,等容,过程,p-T,p=,斜率,k=,即斜率越大，体积,越小,等压,过程,V-T,V=,斜率,k=,即斜率越大，压强,越小,图线,类别,27/49,【典例透析2】,一定质量理想气体，从图示A状态开始，经历了B、C，最终到D状态，以下说法中正确是(),A.AB温度升高，体积不变,B.BC压强不变，体积变大,C.CD压强变小，体积变小,D.B点温度最高，C点体积最大,28/49,【解题探究】,(1)p-T图像中过原点倾斜直线表示哪一状态改变？,提醒：,倾斜直线过原点表示等容过程。,(2)对于p-T图像中与坐标轴平行线段：,与T轴平行，表示_。,与p轴平行，表示_。,等压过程,等温过程,29/49,【解析】,选A。据气体试验定律可得p=C为恒量，据此,可知AB温度升高，体积不变，A对；BC压强不变，体积,变小，B错；CD压强变小，体积增大，C错；总而言之，可,知B点温度最高，C点体积最小，D错。,30/49,【总结提升】,气体状态改变图像应用技巧,(1)求解气体状态改变图像问题，应该明确图像上点表示一定质量理想气体一个平衡状态，它对应着三个状态参量；图像上某一条直线段或曲线段表示一定质量理想气体状态改变一个过程。,(2)在V-T图像(或p-T图像)中，比较两个状态压强(或体积)大小，能够比较这两个状态到原点连线斜率大小，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。,31/49,【变式训练】,一定质量理想气体状态经历了如图所表示ab、bc、cd、da四个过程，其中bc延长线经过原点，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过程中不停增加,B.bc过程中保持不变,C.cd过程中不停增加,D.da过程中保持不变,32/49,【解析】,选A、B。首先，因为bc延长线经过原点，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正确；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过程中体积不停增大，D错误。,33/49,考点 3,气体试验定律及状态方程应用,(,三年,10,考,),解题技巧,【考点解读】,处理这类问题关键是求解封闭气体压强，封闭气体压强计算方法：,1.系统处于平衡状态下气体压强计算方法,(1)液体封闭气体压强确实定,平衡法：选与气体接触液柱为研究对象进行受力分析，利用它受力平衡，求出气体压强。,34/49,取等压面法：依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处总压强为p=p,0,+gh。,比如,图中同一水平液面C、D处压强相等,则p,A,=p,0,+gh。,35/49,(2)固体(活塞或汽缸)封闭气体压强确实定：,因为该固体(活塞或汽缸)必定受到被封闭气体压力，所以可经过对该固体进行受力分析，由平衡条件建立方程来找出气体压强与其它各力关系。,36/49,2.加速运动系统中封闭气体压强计算方法,普通选与气体接触液柱或活塞(或汽缸)为研究对象，进行受力分析，利用牛顿第二定律列方程求出封闭气体压强。,如图所表示，当竖直放置玻璃管向上加速时，对液柱受力分析有：,pS-p,0,S-mg=ma,S为横截面积。,得 。,37/49,【典例透析3】,(新课标全国卷)如图，由U形管和细管连接玻璃泡A、B和C浸泡在温度均为0水槽中，B容积是A3倍。阀门S将A和B两部分隔开。A内为真空，B和C内都充有气体。U形管内左边水银柱比右边低60mm。打开阀门S，整个系统稳定后，U形管内左右水银柱高度相等。假设U形管和细管中气体体积远小于玻璃泡容积。,38/49,(1)求玻璃泡C中气体压强(以mmHg为单位);,(2)将右侧水槽水从0加热到一定温度时，U形管内左右水银柱高度差又为60mm，求加热后右侧水槽水温。,39/49,【解题探究】,(1)试分析“假设U形管和细管中气体,体积远小于玻璃泡容积”含义：,阀门S打开稳定后，玻璃泡C中气体压强与阀门S打开,前_。,阀门S打开稳定后，玻璃泡(A+B)中气体压强,_。,右侧水槽加热后，玻璃泡(A+B)中气体压强与阀门,S打开稳定后但右侧水槽还未加热时压强_。,相同,与阀门S打开前玻璃泡C中气体压强相同,相同,40/49,(2)玻璃泡B中气体做何种改变？,提醒：,做等温改变。,(3)玻璃泡C中气体做何种改变？,提醒:,做等容改变。,41/49,【解析】,(1)在打开阀门S前，两水槽水温均为T,0,=273 K。设玻璃泡B中气体压强为p,1,，体积为V,B,，玻璃泡C中气体压强为p,C,，依题意有,p,1,=p,C,+p ,式中p=60mmHg。在打开阀门S后，两水槽水温均为T,0,，设玻璃泡B中气体压强为p,B,，依题意，有,p,B,=p,C,玻璃泡A和B中气体体积为,V,2,=V,A,+V,B,42/49,依据玻意耳定律得,p,1,V,B,=p,B,V,2,联立式，并代入题给数据得,p,C,=180mmHg ,43/49,(2)当右侧水槽水温加热至T时，U形管左右水银柱高度差为p。玻璃泡C中气体压强为,p,C,=p,B,+p ,玻璃泡C气体体积不变，依据查理定律得,联立式，并代入题给数据得,T=364K,答案:,(1)180mmHg (2)364K,44/49,【总结提升】,应用气体定律或状态方程解题普通步骤,(1)明确研究对象(即选取一定质量气体)；,(2)确定气体在始、末状态参量；,(3)结合气体定律或状态方程列式求解；,(4)讨论结果合理性。,45/49,【变式训练】,(海南高考)如图，一汽缸水平固定在静止小车上，一质量为m、面积为S活塞将一定量气体封闭在汽缸内，平衡时活塞与汽缸底相距L。现让小车以一较小水平恒定加速度向右运动，稳定时发觉活塞相对于汽缸移动了距离d。已知大气压强为p,0,，不计汽缸和活塞间摩擦；且小车运动时，大气对活塞压强仍可视为p,0,；整个过程中温度保持不变。求小车加速度大小。,46/49,【解析】,设小车加速度为a，稳定时汽缸内气体,压强为p,1,，活塞受到汽缸内外气体压力分别为,f,1,=p,1,S，f,0,=p,0,S,由牛顿第二定律得,f,1,-f,0,=ma,小车静止时，在平衡情况下，汽缸内气体压强为p,0,，,由玻意耳定律得,p,1,V,1,=p,0,V,式中V=SL，V,1,=S(L-d),联立各式得,答案：,47/49,48/49,49/49,