选修3-3第二单元《固体液体气体》
【知识梳理】
一、固体的微观结构、晶体和非晶体液晶的微观结构
1．晶体和非晶体的比较
(1)结构特点：组成晶体的物质微粒有规则地、周期性地在空间排列。
(2)用晶体的微观结构特点解释晶体的特点：
(1)液晶分子既保持排列有序而显示各向_____,又可以自由移动位置,保持了液体的_______。
(2)液晶分子的位置无序使它像_____,排列有序使它像_____。
(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_________的。
(4)液晶的物理性质很容易在外界的影响下_________。
二、液体的表面张力现象
1、液体的表面张力：
(1)概念：液体表面各部分间_________的力。
(2)形成原因：表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离 ,分子间的相互作用力表现为。
(3)作用：液体的表面张力使液面具有收缩到表面积_____的趋势。
(4)方向：表面张力跟液面_____,且跟这部分液面的分界线_____。
(5)表面张力的效果：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。
(6)大小：液体的温度越高,表面张力_____;液体中溶有杂质时,表面张力_____;液体的密度越大,表面张力_____。
2、浸润不浸润、毛细现象
（1）．液体的微观结构特点：①分子间的距离很小；②液体分子间的相互作用力很大；③分子的热运动特点表现为振动与移动相结合．
（2）．浸润和不浸润：一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上，这种现象叫做；一种液体不会润湿某种固体，也就不会附着在这种固体的表面，这种现象叫做．水可以浸润玻璃，但水不能浸润蜂蜡或石蜡．
(3)．毛细现象：浸润液体在细管里升高的现象和不浸润液体在细管里降低的现象，叫．
三、饱和蒸气、未饱和蒸气和饱和蒸气压、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_________的蒸汽。
2.饱和汽压：
(1)定义：饱和汽所具有的_____。
(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的体积无关。
3.湿度：
(1)定义：空气的_____程度。
(2)绝对湿度：空气中所含_______的压强。
(3)相对湿度：空气中的水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比,
相对湿度= ×100%。
四、气体实验定律、理想气体
1．描述气体的状态参量
(1)温度：
①意义：宏观表示物体的冷热程度，微观上是分子________的标志．
②热力学温标与摄氏温标的关系：T＝t＋273.15 K .
(2)体积：气体分子能达到的________，也就是气体充满的容器的容积．
(3)压强：气体作用在器壁单位面积上的______．
①产生原因：大量气体分子__________碰撞器壁，形成对器壁各处均匀的持续的压力．
②决定因素：一定质量的气体的压强大小，微观上取决于分子的平均动能和________；宏观上取决于气体的温度T、________.
③单位换算：1 atm＝______mmHg＝______Pa.
2．气体实验定律
(1)玻意耳定律：______＝c或p1V1＝________.(温度不变)
(2)查理定律：______＝c或p1
p2＝______.(体积不变)
(3)盖·吕萨克定律：______＝c或V1
V2＝______.(压强不变)
3、理想气体实验定律的微观解析
（1）．等温变化：一定质量的气体，温度保持不变时，分子的平均动能不变．在这种情况下，体积减小时，分子的密集程度增大，气体的压强增大．
（2）．等容变化：一定质量的气体，体积保持不变时，分子的密集程度保持不变．在这种情况下，温度升高时，分子的平均动能增大，气体的压强增大. （3）．等压变化：一定质量的气体，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
4．理想气体
(1)宏观上，严格遵守气体的三个实验定律．
(2)微观上，分子间除碰撞外无分子力，无______．
(3)理想气体状态方程pV
T＝
c(c为常量)．
5、理想气体状态方程与实验定律的应用（1）．理想气体状态方程与气体实验定律的关系
p1V1 T1＝p2V2
T2
??
?
??
温度不变：p1V1＝p2V2(玻意耳定律)
体积不变：
p1
T1＝
p2
T2(查理定律)
压强不变：
V1
T1＝
V2
T2(盖—吕萨克定律)
（2）．几个重要的推论
①查理定律的推论：Δp＝p1
T1ΔT
②盖—吕萨克定律的推论：ΔV＝V1
T1
ΔT
③理想气体状态方程的推论：p0V0
T0＝
p1V1
T1＋
p2V2
T2＋……
6、气体实验定律的图象
定律变化过程一定质量气体
的两条图线
图线特点
玻意耳定律等温
变化
等温变化在p－V图象中是双曲线，由
pV
T＝常
数，知T越大，pV值就越大，远离原点的等
温线对应的温度就越高，即T1 等温变化在p－ 1 V图象中是通过原点的直线， 由p＝ 常数×T V，即图线的斜率与温度成正 比，斜率越大则温度越高，所以T1 查理定律等容 变化 等容变化在p－t图象中是通过t轴上－ 273.15 ℃的直线，在同一温度下，同一气体压 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×T V可知，体积大时图线斜率小， 所以V1>V2. 盖－ 吕萨克定律等压 变化 等压变化在V－t图象中是通过t轴上－ 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p1>p2.等压变 化在V－T图象中是通过原点的直线，由V＝ 常数×T p可知，压强大时斜率小，所以p1>p2. 【典型题型】 一、固体液体的性质 例1．(2015·武汉市调研)(多选)关于固体、液体和气体，下列说法正确的是() A．固体可以分为晶体和非晶体两类，非晶体和多晶体都没有确定的几何形状 B．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些多晶体相似，具有各向同性 C．在围绕地球运行的“天宫一号”中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果D．空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近同一温度时水的饱和汽压 E．大量气体分子做无规则运动，速率有大有小，但分子的速率按“中间少，两头多”的规律分布 二．气体压强的求法 1、平衡状态下气体压强的求法 (1)参考液片法：选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程，消去面积，得到液片两侧压强相等方程，求得气体的压强． (2)力平衡法：选与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象进行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡方程，求得气体的压强． (3)等压面法：在连通器中，同一种液体(中间不间断)同一深度处压强相等． 2．加速运动系统中封闭气体压强的求法 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2、若已知大气压强为p0，图1中各装置均处于静止状态，求被封闭气体的压强．[重力加速度为g，图(1)、(2)中液体的密度为ρ，图(3)中活塞的质量为m，活塞的横截面积为S] 例3、如图所示，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) 三、理想气体实验定律的微观解析 例4：对于一定质量的气体，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 四、气体实验定律的应用 例5．如图一根两端开口、横截面积为S＝2 cm2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t1＝7 ℃，外界大气压取p0＝1.0×105Pa(相当于75 cm高的汞柱压强)． (1)若在活塞上放一个质量为m＝0.1kg的砝码，保持气体的温度t1不变，则平衡后气柱为多长？(g＝10 m/s2) (2)若保持砝码的质量不变，对气体加热，使其温度升高到t2＝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？ 五、两部分气问题的求解 例6.如图所示，开口向上竖直放置的内壁光滑的汽缸，其侧壁是绝热的，底部导热，内有两个质量均为m的密闭活塞，活塞A导热，活塞B绝热，将缸内理想气体分成Ⅰ、Ⅱ两部分。初状态整个装置静止不动处于平衡，Ⅰ、Ⅱ两部分气体的长度均为l0，温度为T0。设外界大气压强为p0保持不变，活塞横截面积为S，且mg＝p0S，环境温度保持不变。求： (1)在活塞A上逐渐添加铁砂，当铁砂质量等于2m，两活塞重新处于平衡时，活塞B下降的高度。 (2)现只对Ⅱ气体缓慢加热，使活塞A回到初始位置。此时Ⅱ气体的温度。 六、用图像法分析气体的状态变化 例7、一定质量理想气体的状态经历了如图3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过程中不断增加 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 例8．内壁光滑的导热汽缸竖直浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭压 强为1.0×105Pa、体积为2.0×10－3m3的理想气体，现在活塞上方缓慢倒上沙子，使封闭气体的体积变为原来的一半，然后将汽缸移出水槽，缓慢加热，使气体温度变为127 ℃. (1)求汽缸中气体的最终体积； (2)在如图所示的p－V图上画出整个过程中汽缸内气体的状态变化．(大气压强为1.0×105 Pa) 选修3-3《固体液体气体》针对练习 1．(多选)下列说法正确的是() A．水的饱和汽压随温度的升高而增加 B．一定质量的0 ℃的水的内能大于等质量的0 ℃的冰的内能 C．浸润和不浸润现象是液体分子间相互作用的表现 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 2．(多选)关于固体和液体的性质，下列说法正确的是() A．水的饱和汽压与温度无关 B．晶体有规则的几何外形 C．液晶的光学性质具有各向异性 D．由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，故液体表面存在表面张力 E．用热针尖接触金属表面的石蜡，熔解区域呈圆形，这是非晶体各向同性的表现 3．如图所示，两端封闭、粗细均匀的竖直放置的细玻璃管，中间用长为h的水银柱将空气柱分为两部分，两段空气柱长度分别为L1、L2，已知L1>L2，如同时对它们均匀加热， 使之升高相同的温度，这时出现的情况是( ) A．水银柱上升 B．水银柱下降 C．水银柱不动 D．无法确定 4．一定质量的理想气体，由状态a经b变化到c，如右图所示，则下列四图中能正确反映出这一变化过程的是() 5．如图所示，玻璃管内封闭了一段气体，气柱长度为l，管内外水银面高度差为h，若温度保持不变，把玻璃管稍向上提起一段距离，则() A．h，l均变大 B．h，l均变小 C．h变大，l变小 D．h变小，l变大 6. 弯曲管子内部注满密度为ρ的水，部分是空气，图中所示的相邻管 子液面高度差为h，大气压强为p0，则图中A点的压强是( ) A ．ρgh B ．p 0＋ρgh C ．p 0＋2ρgh D ．p 0＋3ρgh 7．(多选) 如图，固定的导热汽缸内用活塞密封一定质量的理想气体，气缸置于温度不变的环 境中。现用力使活塞缓慢地向上移动，密闭气体的状态发生了变化。下列图象中p 、V 和U 分别表示该气体的压强、体积和内能，E k 表示该气体分子的平均动能，n 表示单位体 积内气体的分子数，a 、d 为双曲线，b 、c 为直线。能正确反映上述过程的是( ) 8．(2013·高考福建卷)某自行车轮胎的容积为V ，里面已有压强为p 0的空气，现在要使轮胎内的气压增大到p ，设充气过程为等温过程，空气可看做理想气体，轮胎容积保持不变，则还要向轮胎充入温度相同，压强也是p 0的空气的体积为( ) A.p 0p V B.p p 0V C.????p p 0 －1V D.????p p 0 ＋1V 9．一定质量的理想气体，现要使它的压强经过状态变化后回到初始状态的压强，那么使用下列哪些过程可以实现( ) A ．先将气体等温膨胀，再将气体等容降温 B ．先将气体等温压缩，再将气体等容降温 C ．先将气体等容升温，再将气体等温压缩 D ．先将气体等容降温，再将气体等温压缩 10．如图甲是一定质量的气体由状态A 经过状态B 变为状态C 的V －T 图象．已知气体在状态A 时的压强是1.5×105Pa. (1)说出A→B过程中压强变化的情形，并根据图象提供的信息，计算图甲中T A的温度值． (2)请在图乙坐标系中，作出该气体由状态A经过状态B变为状态C的p－T图象，并在图线相应位置上标出字母A、B、C.如果需要计算才能确定的有关坐标值，请写出计算过程． 11．如图所示，一竖直放置、粗细均匀且足够长的U形玻璃管， 右端通过橡胶管(橡胶管体积不计)与放在水中的导热金属球形容 器连通，球形容器的容积为V0＝90 cm3，用U形玻璃管中的水 银柱封闭一定质量的理想气体，当环境温度为7 ℃时，U形玻璃 管右侧水银面比左侧水银面高出h1＝16 cm，水银柱上方空气柱长h0＝20 cm.(已知大气压强p0＝76 cmHg，U形玻璃管的横截面积为S＝0.5 cm2) (1)若对水缓慢加热，应加热到多少摄氏度，两边水银柱高度会在同一水平面上？ (2)保持加热后的温度不变，往左管中缓慢注入水银，问注入水银的高度是多少时右管水银面回到原来的位置？ 12.(2013·高考新课标全国卷Ⅰ)如图，两个侧壁绝热、顶部和底部都导热 的相同汽缸直立放置，汽缸底部和顶部均有细管连通，顶部的细管带有 阀门K.两汽缸的容积均为V0，汽缸中各有一个绝热活塞(质量不同，厚度可忽略)．开始时K 关闭，两活塞下方和右活塞上方充有气体(可视为理想气体)，压强分别为p0和p0 3；左活塞在汽 缸正中间，其上方为真空；右活塞上方气体体积为V0 4.现使汽缸底与一恒温热源接触，平衡后 左活塞升至汽缸顶部，且与顶部刚好没有接触；然后打开K，经过一段时间，重新达到平衡．已知外界温度为T0，不计活塞与汽缸壁间的摩擦．求： (1)恒温热源的温度T； (2)重新达到平衡后左汽缸中活塞上方气体的体积V x. 选修3-3第二单元《固体液体气体》答案 例1、答案：ACD 解析：非晶体和多晶体都没有确定的几何形状，A正确；液晶与某些晶体相似，具有各向异 性，B错误；水滴呈球形是表面张力的作用，C正确；根据饱和汽压的特点知D正确；大量分子做无规则运动时，呈现“两头少，中间多”的规律分布，E错误． 例2、答案： (1)p0－ρgh(2)p0－ρgh(3)p0＋mg S 解析：在图(1)中，选B液面为研究对象，由二力平衡得F下＝F上，即p下S′＝p上S′(S′为小试管的横截面积)，所求气体压强就是A液面所受压强p A.B液面所受向下的压强p下是p A加上液柱h所产生的液体压强，由连通器原理可知B液面所受向上的压强为大气压强p0，故有p A＋ρgh＝p0，所以p A＝p0－ρgh. 在图(2)中，以B液面为研究对象，由平衡方程F上＝F下有p A S″＋p h S″＝p0S″(S″为U型管的横截面积)，所以p A＝p0－ρgh. 在图(3)中，以活塞为研究对象，由平衡条件得 pS＝mg＋p0S，所以p＝p0＋mg S. 例3、答案：p0＋ mF S(M＋m) 解析：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 解得：p＝p0＋mF S(M＋m) . 例4、AD 例5、答案(1)20 cm(2)25 cm(3)8.95 J 解析(1)被封闭气体的初状态为p1＝p0＝1.0×105 Pa V1＝LS＝42 cm3，T1＝280 K 末状态压强p2＝p0＋mg S ＝1.05×105 Pa V2＝L2S，T2＝T1＝280 K 根据玻意耳定律，有p1V1＝p2V2，即p1L＝p2L2 得L2＝p1 p2L＝20 cm. (2)对气体加热后，气体的压强不变，p3＝p2，V3＝L3S，T3＝350 K 根据盖—吕萨克定律，有V 2T 2＝V 3T 3，即L 2T 2＝L 3 T 3 得L 3＝T 3 T 2 L 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. 例6、答案：(1)0.4l 0 (2)2.5T 0 解析：(1)初状态Ⅰ气体压强p 1＝p 0＋mg S ＝2p 0 Ⅱ气体压强p 2＝p 1＋mg S ＝3p 0 添加铁砂后Ⅰ气体压强p 1′＝p 0＋3mg S ＝4p 0 Ⅱ气体压强p 2′＝p 1′＋mg S ＝5p 0 Ⅱ气体等温变化，根据玻意耳定律有 p 2l 0S ＝p 2′l 2S 可得：l 2＝3 5 l 0， 则B 活塞下降的高度h 2＝l 0－l 2＝0.4l 0 (2)Ⅰ气体等温变化，根据玻意耳定律有 p 1l 0S ＝p 1′l 1S 可得l 1＝0.5l 0 只对Ⅱ气体加热，Ⅰ气体状态不变，所以当A 活塞回到原来位置时，Ⅱ气体此时长度l 2″＝2l 0－0.5l 0＝1.5l 0 根据理想气体状态方程有： p 2l 0S T 0＝p 2′l 2″S T 2 得：T2＝2.5T0 例7 、答案：AB 解析：首先，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 例8、答案：(1)1.47×10－3 m3 (2)见解析图 解析：(1)封闭气体的体积变为原来的一半且汽缸处于水槽中时，气体压强为p1，在活塞上方倒沙子的全过程中温度保持不变，由玻意耳定律得p0V0＝p1V1 解得p1＝V0 V1p0 ＝2.0×10－3 1.0×10－3 ×1.0×105 Pa ＝2.0×105 Pa 设最终体积为V2，在缓慢加热到127℃的过程中压强保持不变，由盖－吕萨克定律V1 T0＝V2 T2 所以V2＝T2 T0V1＝273＋127 273×1.0×10 －3 m3 ＝1.47×10－3 m3. (2)如图所示 选修3-3第二单元《固体液体气体》针对练习答案1、答案：ABE 解析：水的饱和汽压随温度的升高而增大，选项A 正确；一定质量的0 ℃的冰变成等质量的0 ℃的水时，要吸热，内能增大，选项B 正确；浸润和不浸润现象是液体分子和固体分子间相互作用的表现，选项C 错误；气体的压强是由于分子热运动撞击容器壁产生的，选项D 错误；昆虫可停在液体表面是由于液体表面存在表面张力，选项E 正确． 2、答案：CDE 解析：水的饱和汽压随温度的升高而增大，A 错误；单晶体具有规则的几何外形，多晶体没有规则的几何外形，B 错误；石蜡是非晶体，用热针尖接触金属表面的石蜡，熔解区域呈圆形，这是非晶体各向同性的表现，E 正确． 3.答案：A 解析：由于不知道水银柱的移动情况，不妨假设水银柱不动，这时上下两边的封闭气体均做等容变化，由查理定律p T ＝Δp ΔT 可得Δp ＝ΔT T p ，因上、下两部分气体开始温度T 相同，温度的 升高量ΔT 也相同，又初始状态满足p 下＝p 上＋ρgh，因此Δp 下＞Δp 上，即下面气体增加的压强大于上面气体增加的压强，水银柱向上运动．本题答案为A. 4．答案：C 解析：由题图知：a →b 过程为气体等容升温，压强增大；b →c 过程为气体等温降压，根据玻意耳定律，体积增大，由此可知选项C 正确． 5．答案：A 解析：根据pV ＝p l S ＝C ，l 变大，S 不变，故p 变小，根据p ＝p 0－ρgh 知，h 变大，选A. 6.答案：C 【解析】 管子内部空气柱的气体压强为p 空＝p 0＋ρgh ，而p A ＝p 空＋ρgh ，所以p A ＝p 0＋ 2ρgh.本题答案为C. 7、答案：ABD 解析：汽缸置于温度不变的环境中说明气体做等温变化，其p －V 图象是双曲线，A 正确；理想气体的内能由分子平均动能决定，温度不变，气体的内能不变，B 正确，C 错误；单位体积内气体的分子数与体积的乘积为容器内分子总数，容器内分 8、答案：C 解析：设所求体积为V x ，由玻意耳定律得，p 0(V x ＋V )＝pV ，V x ＝??? ?p p 0 －1V ，C 正确子总数不变，D 正确。 9、答案：BD 解析：根据理想气体状态方程可知，气体等温膨胀，压强减小，再将气体等容降温，压强继续减小，故A 项错误；气体等温压缩，压强增大，再将气体等容降温，压强减小，故B 项正确；气体等容升温，压强增大，再将气体等温压缩，压强增大，故C 项错误；气体等容降温，压强减小，再将气体等温压缩，压强增大，故D 项正确． 10、解析：(1)从题图甲可以看出，A 与B 连线的延长线过原点，所以A →B 是一个等压变化，即p A ＝p B 根据盖—吕萨克定律可得V A T A ＝V B T B 所以T A ＝V A V B T B ＝0.4 0.6 ×300 K ＝200 K. (2)由题图甲可知，由B →C 是等容变化，根据查理定律得p B T B ＝p C T C 所以p C ＝T C T B p B ＝400300p B ＝43p B ＝4 3×1.5×105 Pa ＝2.0×105 Pa 则可画出由状态A →B →C 的p －T 图象如图所示． 11、答案：(1)95.85 ℃ (2)19.04 cm 解析：(1)初状态压强为p 1＝p 0－16 cmHg ＝60 cmHg ，体积为V 1＝V 0＋h 0S ，T 1＝280 K 末状态p 2＝p 0，V 2＝V 1＋h 1 2S ，T 2＝(273＋t )K 由理想气体状态方程有p 1V 1T 1＝p 2V 2 T 2 代入数据得t ＝95.85 ℃. (2)当往左管注入水银后，末状态压强为p ，体积为V 1＝V 0＋h 0S 由等温变化p 2V 2＝pV 1 解得p ＝79.04 cmHg 可知往左管注入水银的高度为 h ＝19.04 cm. 12、答案：(1)75T 0 (2)1 2 V 0 解析：(1)与恒温热源接触后，在K 未打开时，右活塞不动，两活塞下方的气体经历等压过程，由盖－吕萨克定律得 T T 0＝7V 0/4 5V 0/4 由此得T ＝7 5 T 0. (2)由初始状态的力学平衡条件可知，左活塞的质量比右活塞的大．打开K 后，左活塞下降至某一位置，右活塞必须升至汽缸顶，才能满足力学平衡条件． 汽缸顶部与外界接触，底部与恒温热源接触，两部分气体各自经历等温过程，设左活塞上方气体压强为p ，由玻意耳定律得：pV x ＝p 03·V 0 4 (p ＋p 0)(2V 0－V x )＝p 0·7 4V 0 联立上述二式得 6V 2x －V 0V x －V 20＝0 其解为V x ＝1 2 V 0 另一解V x ＝－1 3V 0，不合题意，舍去． 《6. 固体、液体和气体》教案 教学目标 一、知识与技能 1、能分别说出固体、液体和气体的特点。 2、能说出同种物质的不同状态的各个特点的差异。 3、能分别举例说出固体、液体和气体在生产、生活中的用途。 二、过程与方法 1、能正确地对周围常见的物体或物质进行分类。 2、能够利用感官估测物体的质量或体积。 3、能正确使用适当的工具测量某一种物体的质量或体积。 4、能归纳出固体、液体和气体的主要特点。 三、情感态度与价值观 1、能设计两种以上的方法测量出不规则形状物体的体积。 2、对探究物质三态的问题产生浓厚的兴趣。 3、能将本组研究结果与其他小组交流。 教学重点 指导学生通过观察、实验、比较、分类等多种方法探究三种常见物质状态的特性。 教学难点 指导学生通过观察、实验、比较、分类等多种方法探究三种常见物质状态的特性。 教学准备 常见物体的图片、纸、木块、棉球、橡皮、硬塑料、小米、豆、沙、天平、放大镜、记录表、烧杯、水槽、量筒、酒、果汁、牛奶、蜂蜜、酱油、汽水、水、注射器、水杯、乒乓球、橡皮泥。 教学过程 （一）导入新课： 师：今天我们来玩一个闯关游戏，闯过一关发一个通行证，闯过四关将获得智慧小组荣誉称号。你们有信心吗？ 师：（出示百宝箱）这是百宝箱，里面有许多物体，你们能不能对他们进行分类，粘贴在响应的圈内。（画在黑板上三个圈） 学生分类开始，教师进行简单的评议，并对优胜者颁发通行证。 （二）学习新课： 1、活动1：研究固体的主要性质。 （1）师：第二关是为什么你们认为这些是固体呢？它有哪些性质？如果研究过程中有困难可以看一下老师发给大家的建议卡和记录表。 （2）学生研究，教师指导学生使用天平。 （3）学生汇报研究结果，教师学生进行评议，颁发通行证。 （4）教师小结：固体有固定的形状和体积，不易流动，不易被压缩。 （5）师：第三关是把小米、豆、沙或木屑混合后，你们怎么能把他们分里出来，看哪个小组的方法多？ （6）学生讨论，操作，汇报。 （7）教师评议，颁发通行证。 2、活动2：研究液体的主要性质。 （1）师：第四关是为什么你们认为这些是液体呢？它有哪些性质？如果研究过程中有困难可以看一下老师发给大家的建议卡和记录表。 （2）学生研究，教师指导学生怎样测量液体的体积和质量。 （3）学生汇报研究结果，教师学生进行评议，颁发通行证。 （4）教师小结：液体有固定体积，没有固定的形状，易流动，不易被压缩。 （5）师：第五关是把不同液体混合后，会出现什么现象？ （6）学生讨论，操作，汇报。 （7）教师评议，颁发通行证。 3、活动3：比较固体、液体和气体的性质。 （1）师：第六关是固体、液体和气体之间有什么相同点和不同点？ （2）学生实验探究，教师进行指导。 （3）学生汇报，抓住“怎样区别固体、液体和气体”这个问题进行讨论。 （4）教师进行评议，办法通行证。 （三）巩固拓展： 1、你们小组都闯过了哪几关？了解了哪些知识？ 2、老师还有一关，怎样测量石块的体积？ 3、颁发智慧小组证书，祝贺他们闯关成功。 教学反思 常见固体、液体、气体密度表 金属类 0.5镉青铜 8.90 LT1特殊铝 2.75 0.5铬青铜 8.90 工业纯镁 1.74 19-2铝青铜 7.60 6-6-3铸锡青铜 8.82 9-4、10-3-1.5铝青铜 7.50 硅黄铜、镍黄铜、铁黄铜 8.50 10-4-4铝青铜 7.46 纯镍、阳极镍、电真空镍 8.85 高强度合金钢 ` 7.82 镍铜、镍镁、镍硅合金 8.85 轴承钢 7.81 镍铬合金 8.72 7铝青铜 7.80 锌锭（Zn0.1、Zn1、Zn2、Zn3） 7.15 铍青铜 8.30 铸锌 6.86 3-1硅青铜 8.47 4-1铸造锌铝合金 6.90 1-3硅青铜 8.60 4-0.5铸造锌铝合金 6.75 1铍青铜 8.80 铅和铅锑合金 11.37 1.5锰青铜 8.80 铅阳极板 11.33 5锰青铜 8.60 4-4-2.5 锡青铜 8.75 金 19.30 5铝青铜 8.20 4-0.3、4-4-4锡青铜 8.90 变形镁 MB1 1.76 不锈钢 0Cr13、1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13 、Cr17Ni2、Cr18、9Cr18、Cr25、Cr28 7.75 MB2、MB8 1.78 Cr14、Cr17 7.70 MB3 1.79 0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、2Cr18Ni9 7.85 MB5、MB6、MB7、MB15 1.80 1Cr18Ni11Si4A1Ti 7.52 锻铝 LD8 2.77 不锈钢 1Crl8NillNb、Cr23Ni18 7.90 LD7、LD9、LD10 2.80 2Cr13Ni4Mn9 8.50 钛合金 TA4、TA5、TC6 4.45 3Cr13Ni7Si2 8.00 TA6 4.40 白铜 B5、B19、B30、BMn40-1.5 8.90 TA7、TC5 4.46 BMn3-12 8.40 TA8 4.56 BZN15-20 8.60 TB1、TB2 4.89 固体、液体和气体 考纲解读 1.知道晶体、非晶体的区别.2.理解表面张力，会解释有关现象.3.掌握气体实验三定律，会用三定律分析气体状态变化问题． 考点梳理 1．晶体与非晶体 2. (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． 3．液晶的物理性质 (1)具有液体的性． (2)具有晶体的光学各向性． (3)从某个方向上看其分子排列比较整齐，但从另一方向看，分子的排列是的．4．气体实验定律 (1)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 一定质量的理想气体状态方程：p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2或pV T ＝C . 气体实验定律可看做一定质量理想气体状态方程的特例． 考点一 固体与液体的性质 1 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 4(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．则由此可判断出甲为______，乙为______，丙为________(填“单晶体”、“多晶体”、“非晶体”)． 2． [晶体与非晶体的区别]关于晶体、非晶体、液晶，下列说法正确的是 ( ) A ．所有的晶体都表现为各向异性 B ．晶体一定有规则的几何形状，形状不规则的金属一定是非晶体 C ．所有的晶体都有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点 D ．液晶的微观结构介于晶体和液体之间，其光学性质会随电压的变化而变化 3 关于液体表面现象的说法中正确的是 ( ) A ．把缝衣针小心地放在水面上，针可以把水面压弯而不沉没，是因为针受到重力小， 又受到液体浮力的缘故 B ．在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会成球状，是因为液体内分子间有相互吸引力 C ．玻璃管道裂口放在火上烧熔，它的尖端就变圆，是因为熔化的玻璃在表面张力的作 第2讲固体液体和气体 知识一固体和液体 分类比较 晶体 非晶体单晶体多晶体 外形规则不规则 熔点确定不确定物理性质各向异性各向同性 原子排列有规则，但多晶体每个晶体间的排列无规则无规则 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也可转化为晶体 典型物质石英、云母、食盐、硫酸铜玻璃、蜂蜡、松香 (1)作用：液体的表面力使液面具有收缩的趋势． (2)方向：表面力跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直． 3．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． (3)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)只有单晶体和液晶具有各向异性的特性，多晶体和非晶体都是各向同性． (2)液体表面力是液体表面分子作用力的表现．液体表面分子间的作用力表现为引力． (3)浸润与不浸润也是表面力的表现． 知识二饱和汽、饱和汽压和湿度 1．饱和汽与饱和汽压 (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． 2．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：空气中所含水蒸气的压强． ②相对湿度：某温度时空气中水蒸气的压强与同一温度时饱和水汽压的百分比，即：B ＝ p p s ×100 %. 知识三 气体分子动理论和气体压强 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． 4．温度一定时，某种气体分子的速率分布是确定的，速率的平均值也是确定的，温度升高，气体分子的平均速率增大． 5．气体压强 (1)产生的原因 由于大量分子无规则地运动而碰撞器壁，形成对器壁各处均匀、持续的压力，作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强． (2)决定气体压强大小的因素 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数密度． 知识四 气体实验定律和理想气体状态方程 1．气体的三个实验定律 (1)等温变化——玻意耳定律 ①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：p 1V 1＝p 2V 2或pV ＝C (常量)． (2)等容变化——查理定律 ①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：p 1p 2＝T 1T 2或p T ＝C (常数)． (3)等压变化——盖—吕萨克定律 ①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：V 1V 2＝T 1T 2或V T ＝C (常数)． 2．理想气体及其状态方程 (1)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)状态方程： p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2或pV T ＝C (常数). 高考经典课时作业11-2 固体、液体和气体 （含标准答案及解析） 时间：45分钟分值：100分 1．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(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．下列判断正确的是() 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，丙是晶体 D．甲为多晶体，乙为非晶体，丙为单晶体 2．(2011·高考福建卷)如图所示，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() A．晶体和非晶体均存在固定的熔点T0 B．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 3．某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，图中f(v)表示v处单位速率区间内的分子数百分率，所对应的温度分别为TⅠ，TⅡ，TⅢ，则() A．TⅠ>TⅡ>TⅢ B．TⅢ>TⅡ>TⅠ C．TⅡ>TⅠ，TⅡ>TⅢ D．TⅠ＝TⅡ＝TⅢ 4．(2013·南京模拟)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 5．如图所示，一定量的理想气体从状态a沿直线变化到状态b，在此过程中，其压强() A．逐渐增大 B．逐渐减小 C．始终不变 D．先增大后减小 固体、液体和气体 平邑县白彦镇 教学目标： 1、能正确地对周围的物体或物质进行分类。 2、能利用固体、液体和气体的性质区分固体、液体和气体。 3、能通过亲自探究，说出固体、液体和气体的主要性质。 导入：老师给大家做个实验，（水槽小烧杯卫生纸） 1、水槽装满水，小烧杯倒扣入水中，水进入小烧杯里。 2、先把一张纸进入水槽后拿出，看看什么样子（为后面对比做铺垫） 3、把小烧杯内壁擦干净，底部放入卫生纸，再扣入水中，纸会不会湿？先猜想再实验。 想知道原因吗？认真学习，等这节课学习完了，也就知道答案了。这节课快结束时，我找同学来回答原因。认真听讲吧。 提出问题：课本、铅笔、橡皮、石块能放在桌子上，矿泉水瓶里的水，气球里面的空气，能直接放桌子上吗？ 生回答：不能。 师：这就是它们不同的地方，通常所见的物体以三种状态存在：固体、液体和气体今天我们就来学习《固体、液体和气体》（板书课题） 活动一：识别固体、液体和气体 过渡：既然生活中常见的物品就分成这么三类，同学们能试着对课桌上的物品分类吗？ 实验指导：同学们采用“摸一摸”“捏一捏”“晃一晃”“压一压”的方法，找出这些物体的不同，并试着对物品进行分类（填写“实验记录单一） 交流汇报：学生以小组为单位进行交流汇报（普提） 师总结：学生根据物体会不会流动，把课本、橡皮、铅笔等不会流动的物体称为固体，把水、醋这种会流动的物体称为液体，把空气这种可以四面八方散开流动的称为气体。 看看课本上是怎么给“固体、液体和气体”下定义的。课本40页最下面一段，齐读。 联系生活：说说生活中见到是哪些物品是固体、液体和气体？ 锅碗瓢盆牛奶酱油醋酒空气 以我们每个人为例，身体里有没有固体、液体和气体？ 那个同学为什么捂着嘴笑？哦，有点不好意思说，但你说的很对。 我们人类放的屁就是气体。说道这个屁，老师前几天在网上看到一 张图片（看课件） 提出问题：老师有个小问题，生活中的物品，固体、液体、气体能相互转化？ 说的再具体点（手摸着矿泉水瓶）。液体能转化成固体吗？能转化 成气体吗？ 生回答：水冰箱冰块水壶水蒸气花生油上冻太阳出来暖和 了又变成液体铁高温熔化铁水铸造各种用品 评价并过渡：同学们真见多识广、博闻强识啊，老师听说同学们不仅博学，而且都是画画的高手，下面请同学们把这些物品的形状给画出来。（边说边出示课件下一页） 基础课2固体、液体和气体 知识排查 固体的微观结构、晶体和非晶体液晶的微观结构 1.晶体与非晶体 2.晶体的微观结构 晶体的微观结构特点：组成晶体的物质微粒有规则地、周期性地在空间排列。3.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。 液体的表面张力现象 1.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。 2.方向 表面张力跟液面相切，且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。 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.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 气体分子运动速率的统计分布 1.气体分子运动的特点和气体压强 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)决定因素 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。 气体实验定律理想气体 1.气体实验定律 物理总复习：固体、液体和气体 编稿：李传安审稿：张金虎 【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℃）。 (2)热力学温标：19世纪英国物理学家开尔文提出一种与测温物质无关的温标，叫热力学温标或绝对温标。用符T表示，单位是开尔文，简称开，符K。 用热力学温度和摄氏温度表示温度的间隔是相等的，即物体升高或降低的温度用开尔文和摄氏度表示在数值上是相同的。 热力学温度和摄氏温度的数量关系T＝t+273.15K 2、体积： （1）体积是描述气体特性的物理量。由于气体分子的无规则热运动，每一部分气体都要充满所能给予它的整个空间。 （2）一定质量的气体占有某一体积，气体分子可以自由移动，因而气体总要充满整个容积，气体的体积就是指气体所充满的容器的容积。在国际单位之中，体积用V表示，单位立方米m3。体积的单位还有升、毫升，符是L、mL，关系1m3=103L（dm3）=106ml （cm3） 3、压强： （1）压强是描述气体力学特性的宏观参量。 （2）气体作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强，用符P表示。 气体分子做无规则热运动，对器壁频繁撞击而产生压力，用打气筒把空气打到自行车的车胎里去，会把车胎胀得很硬，就是因为空气对车胎有压力而造成的。 （3）气体压强产生的原因：大量气体分子对器壁频繁碰撞而产生的。 （4）压强的单位：在国际单位制中，压强的单位是帕斯卡（Pa）, 1 Pa = 1 N / m。气体压强的单位在实际中还会见到“标准大气压”（符是atm）和“毫米汞柱”（符是mmHg）, 1atm = 1.013 × 105 Pa，1mmHg = 133 Pa。 （5）压强的确定。见类型四。 考点三、理想气体实验定律 对于一定质量的气体，如果温度、体积、压强这三个量都不变，就说气体处于一定的状态。一定质量的气体，p与T、V有关，三个参量中不可能只有一个参量发生变化，至少有两个或三个同时变化。 1、玻意耳定律 要点诠释： （1）、内容：一定质量的理想气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体积成反比。（2）、公式：1122pVpV??恒量 （3）、图像：等温线（pV?图，1pV?图，如图） 物理总复习：固体、液体和气体 编稿：xx 审稿：xx 【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℃）。 (2)热力学温标：19世纪英国物理学家开尔文提出一种与测温物质无关的温标，叫热力学温标或绝对温标。用符号T表示，单位是开尔文，简称开，符号K。 用热力学温度和摄氏温度表示温度的间隔是相等的，即物体升高或降低的温度用开尔文和摄氏度表示在数值上是相同的。 热力学温度和摄氏温度的数量关系T＝t+273.15K 2、体积： （1）体积是描述气体特性的物理量。由于气体分子的无规则热运动，每一部分气体都要充满所能给予它的整个空间。 （2）一定质量的气体占有某一体积，气体分子可以自由移动，因而气体总要充满整个容积，气体的体积就是指气体所充满的容器的容积。在国际单位之中，体积用V表示，单位立方米m3。体积的单位还有升、毫升，符号是L、mL，关系1m3=103L（dm3）=106ml（cm3） 3、压强： （1）压强是描述气体力学特性的宏观参量。 （2）气体作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强，用符号P表示。 气体分子做无规则热运动，对器壁频繁撞击而产生压力，用打气筒把空气打到自行车的车胎里去，会把车胎胀得很硬，就是因为空气对车胎有压力而造成的。 （3）气体压强产生的原因：大量气体分子对器壁频繁碰撞而产生的。 （4）压强的单位：在国际单位制中，压强的单位是帕斯卡（Pa）, 1 Pa = 1 N / m。 气体压强的单位在实际中还会见到“标准大气压”（符号是atm）和“毫米汞柱”（符号是mmHg）, 1atm = 1.013 × 105 Pa，1mmHg = 133 Pa。 （5）压强的确定。见类型四。 考点三、理想气体实验定律 对于一定质量的气体，如果温度、体积、压强这三个量都不变，就说气体处于一定的状 第八章气体、固体和液体的基本性质 8-2 在一个容器内盛有理想气体，而容器的两侧分别与沸水和冰相接触 (热接 触)。显然，当沸水和冰的温度都保持不变时，容器内理想气体的状态也不随时间变 化。问这时容器内理想气体的状态是否是平衡态？为什么？ 解不是平衡态，因为平衡态的条件有二：一是系统的宏观性质不随时间变化, 二是没有外界的影响和作用。题目所说的情况不满足第二条。 以瓶氧气可用n 天: 由于容器漏气，当温度升至 17 °C 时，压强仍为50 atm ，求漏掉氢气的质量。 解 漏气前氢气的质量为 M 1 ,压强为p 1 =50 atm ,体积为y =10 dm 3,温度 为T j =(273 7) K = 280 K ，于是M 1可以表示为 M —畑. RT 漏气后氢气的质量为 M 2,压强为p 1=50 atm ,体积为V | =10 dm 3，温度为 T 2 =(273 17) K = 290 K ,于是M 2可以表示为 32 dm 3，压强为130 atm ，规定瓶内氧气的压强降至 10 atm 以免混入其他气体。今有一病房每天需用 8-3 氧气瓶的容积是 时，应停止使用并必须充气， 气400 dm 3，问一瓶氧气可用几天？ 解 当压强为P 1 =130 atm 、体积为V =32 dm 3时，瓶内氧气的质量 M 1为 P 1V J 1.0 atm 的氧 M 1 RT 当压强降至p 2 =10 atm 、体积仍为V =32 dm 3时，瓶内氧气的质量 M 2为 p 2VP M 2 2 RT =1 atm 、体积为V 2 =400 dm 3的氧气质量Jm 为 病房每天用压强为 p 3 M 1 —M 2 n = ?V RT (P1 —p 2)=VS _P2) RT pV 2 32(13 °」°)d = 9.6 d . 1 400 8-4在一个容积为10 dm 3的容器中贮有氢气, 当温度为7C 时，压强为50 atm 第2讲固体、液体和气体 A组基础巩固 1.(多选)人类对自然的认识是从宏观到微观不断深入的过程。以下说法中正确的是( ) A.液体的分子势能与体积有关 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 2.如图所示,甲、乙两种薄片的表面分别涂有薄薄的一层石蜡,然后用烧热的钢针的针尖分别接触这两种薄片,接触点周围熔化了的石蜡的形状分别如图所示。对 这两种薄片,下列说法正确的是( ) A.甲的熔点一定高于乙的熔点 B.甲薄片一定是晶体 C.乙薄片一定是非晶体 D.以上说法都错 3.下列关于液体表面现象的说法中正确的是( ) A.把缝衣针小心地放在水面上,针可以把水面压弯而不沉没,是因为针的重力小,又受到液体的浮力的缘故 B.处于失重状态的宇宙飞船中,一大滴水银会成球状,是因为液体内分子间有相互吸引力 C.玻璃管道裂口放在火上烧熔,它的尖端就变圆,是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下,表面要收缩到最小的缘故 D.飘浮在热菜汤表面上的油滴,从上面观察是圆形的,是因为油滴液体呈各向同性的缘故 4.民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病,方法是将点燃的纸片放入一个小罐内,当纸片燃烧完时,迅速将火罐开口端紧压在皮肤上,火罐就会紧紧地被“吸”在皮肤上.其原因是,当火罐内的气体( ) A.温度不变时,体积减小,压强增大 B.体积不变时,温度降低,压强减小 C.压强不变时,温度降低,体积减小 D.质量不变时,压强增大,体积减小 5.一定质量理想气体,由状态a经b变化到c,如图所示,则下列四图中能正确反映出这一变化过程的是( ) 6.如图所示,玻璃管内封闭了一段气体,气柱长度为l,管内外水银面高度差为h,若温度保持不变,把玻璃管稍向上提起一段距离,则( ) A.h、l均变大 B.h、l均变小 C.h变大,l变小 D.h变小,l变大 B组综合提能 1.(多选)对于液体在器壁附近的液面发生弯曲的现象,如图所示,对此有下列几种解释,正确的是( ) 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 2.已知理想气体的内能与温度成正比,如图4所示的实线为汽缸内一定质量的理想气体由状态1到状态2的变化曲线,则在整个过程中汽缸内气体的内能( ) 《6.固体、液体和气体》教案 教学目标 一、知识与技能 1、能分别说出固体、液体和气体的特点。 2、能说出同种物质的不同状态的各个特点的差异。 3、能分别举例说出固体、液体和气体在生产、生活中的用途。 二、过程与方法 1、能正确地对周围常见的物体或物质进行分类。 2、能够利用感官估测物体的质量或体积。 3、能正确使用适当的工具测量某一种物体的质量或体积。 4、能归纳出固体、液体和气体的主要特点。 三、情感态度与价值观 1、能设计两种以上的方法测量出不规则形状物体的体积。 2、对探究物质三态的问题产生浓厚的兴趣。 3、能将本组研究结果与其他小组交流。 教学重点 指导学生通过观察、实验、比较、分类等多种方法探究三种常见物质状态的特性。 教学难点 指导学生通过观察、实验、比较、分类等多种方法探究三种常见物质状态的特性。 教学准备 常见物体的图片、纸、木块、棉球、橡皮、硬塑料、小米、豆、沙、天平、放大镜、记录表、烧杯、水槽、量筒、酒、果汁、牛奶、蜂蜜、酱油、汽水、水、注射器、水杯、乒乓球、橡皮泥。 教学过程 （一）导入新课： 师：今天我们来玩一个闯关游戏，闯过一关发一个通行证，闯过四关将获得智慧小组荣誉称号。你们有信心吗？ 师：（出示百宝箱）这是百宝箱，里面有许多物体，你们能不能对他们进行分类，粘贴在响应的圈内。（画在黑板上三个圈） 学生分类开始，教师进行简单的评议，并对优胜者颁发通行证。 （二）学习新课： 1、活动 1：研究固体的主要性质。 （1）师：第二关是为什么你们认为这些是固体呢？它有哪些性质？如果研究过程中有困难可以看一下老师发给大家的建议卡和记录表。 （2）学生研究，教师指导学生使用天平。 （3）学生汇报研究结果，教师学生进行评议，颁发通行证。 （4）教师小结：固体有固定的形状和体积，不易流动，不易被压缩。 （5）师：第三关是把小米、豆、沙或木屑混合后，你们怎么能把他们分里出来，看哪个小组的方法多？ （6）学生讨论，操作，汇报。 （7）教师评议，颁发通行证。 2、活动 2：研究液体的主要性质。 固体、液体与气体 【目标】 1.了解固体的微观结构、晶体和非晶体的区别； 2.了解液体的表面张力现象，知道液晶的微观结构； 3.了解气体实验定律的内容，理想气体状态方程，了解饱和汽和饱和汽压。 【导入】 一、固体 （一）晶体和非晶体 1．在外形上，晶体具有，而非晶体则没有。 2．在物理性质上，晶体具有，而非晶体则是的。 3．晶体具有的熔点，而非晶体没有的熔点。 4．晶体和非晶体并不是绝对的，它们在一定条件下可以相互转化。 （二）多晶体和单晶体 单个的是单晶体，由杂乱无章地组合在一起是多晶体，多晶体具有各向同性。 （三）晶体的微观结构 组成晶体的物质微粒(分子、原子或离子)都是按照各自的排列的，具有空间上的，微粒的热运动表现为在一定的平衡位置附近不停地做． 二、液体 （一）表面张力 如果在液体表面任意画一条线，线两侧的液体之间的作用力是，它的作用是使液体面绷紧，所以叫液体的表面张力。 （二）液晶 1．液晶的物理性质：液晶具有液体的，又具有晶体的。 2．液晶分子的排列特点：液晶分子的位置，但排列是的。 三、气体 （一）理想气体 在任何温度、任何压强下都遵从的气体称为理想气体．理想气体是不存在的，它是一种。压强温度的实际气体可看成理想气体。 （二）气体实验定律 1．气体的等温变化玻意耳定律 温度不变时，一定质量气体的压强随着体积的变化而变化，叫做气体的变化；其变化规律是一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体积成．其数学表达式为或。 2．气体的等容变化查理定律 气体在体积不变的情况下所发生的状态变化叫做变化． 一定质量的气体，在体积不变的情况下，它的压强跟热力学温度成．其数学表达式为：或者(其中C是比例常数)． 3．气体的等压变化盖·吕萨克定律 气体的压强不变的情况下所发生的状态变化叫做变化． 第七章固体、液体和气体的性质 本章学习提要 1．知道固体和液体的微观结构；知道晶体和非晶体的区别。 2．知道表面张力和毛细现象。了解新材料的应用和发展前景。 3．掌握理想气体的状态方程。 本章学习的固体和液体的性质是对物质状态、结构和性质的认识在原有基础上的拓宽，理想气体的状态方程是基础型课程中讨论的气体实验定律的延伸和拓展。 本章重点是理想气体的状态方程，因为理想气体的状态方程是气体性质中的核心规律，在该方程的建立和应用中还包含了许多重要的物理方法，例如引入理想气体模型，把实际问题理想化的方法；根据气体实验定律推导出理想气体状态方程所用的科学推理方法等。 通过学习新材料的有关知识，了解新材料的应用和发展前景，感悟科技与社会发展的密切广西关系。 A 固体的基本性质 一、学习要求 知道固体的微观结构；*知道晶体和非晶体在外形上和物理性质上的区别；知道分子间的相互作用力跟分子间的距离有关。 感受从物质微观结构和微观粒子的运动来研究其宏观性质的研究方法，认识运用物理模型研究分子间相互作用的意义。 通过碳-60的发现及其广阔的应用前景，领略科技发展对经济建设的重要作用。 二、要点辨析 1．从分子动理论角度看固体、液体和气体的异同点 本章教材引言中指出了研究固体、液体和气体的性质是基于分子动理论，即分子的无规则运动有使物质离散的作用，而分子的相互作用力又有使物质聚集的作用。两种因素相互制约的结果呈现了不同的物态。固体分子间距离较小，分子只能在其平衡位置附近振动，因而有一定的体积和形状；液体分子间距离比固体大些，因而分子可以移动，有一定的体积而无一定的形状；气体分子间距离较大，分子间作用力很小，因而它们可以在空间自由运动，气体没有一定的体积和形状。 第九章气体、固体和液体的基本性质 基本要求： l. 了解气体动理论的基本概念，建立统计规律性的基本思想； 2. 理想气体模型、理想气体状态方程、理想气体压强公式、温度与分子平均动能的关系以及理想气体内能，从不同方面反映了理想气体的性质，要求深入理解和掌握； 3. 麦克斯韦速率分布律和平均自由程是气体分子热运动规律性的反映，要求重点掌握速率分布函数的物理意义、速率分布曲线及其特性，以及利用分布函数求分子平均速率的方法； 4. 气体内的输运过程，是气体系统从非平衡态到平衡态的转变过程，要求掌握黏性、热传导和扩散的机理和结论，以及在导出结论的过程中所作的简化处理； 5. 理解晶体结构的一般概念，掌握晶体结合力的共同特征和类型； 6. 了解液体的微观状况，掌握液体的表面性质，以及表面张力、附加压强、润湿和不润湿以及毛细现象的成因和规律。 §9-1气体动理论和理想气体模型 基本要求：了解气体动理论的基本概念，建立统计规律性的基本思想； 一、气体的分子状况 从气体动理论的观点看，一个包含大量分子的气体系统中的分子具有以下特点： 1. 分子具有一定的质量和体积 （1）质量：1 mol氢气的总质量是2.010 3 kg，系统中的分子数等于阿伏伽德罗常量n a= 6.0221367 1023 mol1每个氢分子的质量则为3.31027kg。 （2）体积：1mol水的体积约为1810 6 m3，每个分子占据的体积约为3.01029m3，一般认为液体中分子是一个挨着一个排列起来的，水分子的体积与水分子所占据的体积的数量级相同。在气态下分子的数密度比在液态下小得多，在标准状况(或称标准状态，即温度为273.15k, 压强为101325 pa)下，饱和水蒸气的密度约为水的密度的1/1000，即分子之间的距离约为分子自身线度的10倍。这正是气体具有可压缩性的原因。 2. 分子处于永不停息的热运动之中 （1）布朗运动实验：布朗运动是分子热运动的间接证明。在显微镜下观察悬浮在液体中的固体微粒，会发现这些小颗粒在不停地作无规则运动，这种现象称为布朗运动。图9-1画出了五个藤黄粉粒每隔20 s记录下来的位置变化。作布朗运动的小颗粒称为布朗微粒。 （2）分子的运动：布朗微粒受到来自各个方向的作无规则热运动的液体分子的撞击，由于颗粒很小，在每一瞬间这种撞击不一定都是平衡的，布朗微粒就朝着撞击较弱的方向运动。可见，布朗运动是液体分子作无规则热运动的间接反映。实验显示，无论液体还是气体，组成它们的分子都处于永不停息的热运动之中。组成固体的微粒由于受到彼此间的较大的束缚作用，一般只能在自己的平衡位置附近作热振动。 3. 分子之间以及分子与器壁之间进行着频繁碰撞 布朗微粒的运动实际上是液体和气体分子热运动的缩影，由布朗微粒的运动推知气体分子热运动的情景：在热运动过程中，气体系统中分子之间以及分子与容器器壁之间进行着频繁的碰撞，每个分子的运动速率和运动方向都在不断地、突然地发生变化；对于任一特定的分子而言，它总是沿着曲折的路径在运动，在路径的每一个折点上，它与一个或多个分子发生了碰撞，或与器壁上的固体分子发生了碰撞。 第2课时固体、液体与气体 1.(2018·河南洛阳质检)在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡,用烧热的针接触其上的某一点,蜡熔化的范围如图(甲)、(乙)、(丙)所示,甲、乙、丙三种固体在蜡熔化过程中温度T随加热时间t变化的图像如图(丁)所示,则( B ) 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.甲为单晶体,乙为非晶体,丙为多晶体 解析:单晶体是各向异性的,熔化在晶体表面的石蜡是椭圆形.非晶体和多晶体是各向同性,则熔化在表面的石蜡是圆形,因此丙为单晶体,甲、乙可能是多晶体与非晶体,根据温度随加热时间变化的关系,可知甲、丙为晶体,乙是非晶体,所以选项B正确,A,C,D错误. 2.(多选)如图所示是氧气在0 ℃和100 ℃两种不同情况下,各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系.由图可知( ACE ) A.100 ℃的氧气速率大的分子比例较多 B.0 ℃时对应的具有最大比例的速率区间的峰值速率较大 C.0 ℃和100 ℃氧气分子速率都呈现“中间多,两头少”的分布特点 D.在0 ℃时,部分分子速率比较大,说明内部有温度较高的区域 E.在0 ℃和100 ℃两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积相等 解析:由题图可知,温度为100 ℃的氧气速率大的分子所占比例较多,选项A正确;具有最大比例的速率区间是指曲线峰值附近对应的速率,显然,100 ℃时对应的峰值速率大,选项B错误;同一温度下,气体分子速率分布总呈“中间多,两头少”的分布特点,即速率处中等的分子所占比例最大,速率特大特小的分子所占比例均比较小,选项C正确;温度升高时,速率大的分子数比例较多,在0 ℃时,部分分子速率较大,不能说明内部有温度较高的区域,选项D错误;在0 ℃和100 ℃两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于1,即相等,选项E正确. 3.(多选)关于空气湿度,下列说法正确的是( ADE ) A.空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示 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℃）。 (2)热力学温标：19世纪英国物理学家开尔文提出一种与测温物质无关的温标，叫热力学温标或绝对温标。用符号T表示，单位是开尔文，简称开，符号K。 用热力学温度和摄氏温度表示温度的间隔是相等的，即物体升高或降低的温度用开尔文和摄氏度表示在数值上是相同的。 热力学温度和摄氏温度的数量关系T＝t+273.15K 2、体积： （1）体积是描述气体特性的物理量。由于气体分子的无规则热运动，每一部分气体都要充满所能给予它的整个空间。 （2）一定质量的气体占有某一体积，气体分子可以自由移动，因而气体总要充满整个容积，气体的体积就是指气体所充满的容器的容积。在国际单位之中，体积用V表示，单位立方米m3。体积的单位还有升、毫升，符号是L、mL，关系1m3=103L（dm3）=106ml（cm3） 3、压强： （1）压强是描述气体力学特性的宏观参量。 （2）气体作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强，用符号P表示。 气体分子做无规则热运动，对器壁频繁撞击而产生压力，用打气筒把空气打到自行车的车胎里去，会把车胎胀得很硬，就是因为空气对车胎有压力而造成的。 （3）气体压强产生的原因：大量气体分子对器壁频繁碰撞而产生的。 （4）压强的单位：在国际单位制中，压强的单位是帕斯卡（Pa）, 1 Pa = 1 N / m。 气体压强的单位在实际中还会见到“标准大气压”（符号是atm）和“毫米汞柱”（符号是mmHg）, 1atm = 1.013 ×105 Pa，1mmHg = 133 Pa。 （5）压强的确定。见类型四。 考点三、理想气体实验定律 对于一定质量的气体，如果温度、体积、压强这三个量都不变，就说气体处于一定的状《6. 固体、液体和气体》教案
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