第2講固體、液體和氣體的性質(zhì)一、固體和液體1．固體固體通?？煞譃榫w和非晶體，具體見下表：比較晶體非晶體單晶體多晶體外形_____不規(guī)則熔點確定不確定物理性質(zhì)各向_____各向______微觀結(jié)構(gòu)組成晶體的物質(zhì)微粒有______地、周期性地在空間排列注意：多晶體中每個小晶體間的排列無規(guī)則無規(guī)則規(guī)則異性同性規(guī)則2．液體(1)液體的表面張力

①作用：液體的表面張力使液面具有收縮到表面積______的趨勢。

②方向：表面張力跟液面相切，跟這部分液面的分界線______。

③大?。阂后w的溫度越高，表面張力_____；液體中溶有雜質(zhì)時，表面張力______；液體的密度越大，表面張力______。(2)液晶

①液晶分子既保持排列有序而顯示各向______，又可以自由移動位置，保持了液體的________。

②液晶分子的位置無序使它像_______，排列有序使它像______。

③液晶分子的排列從某個方向看比較整齊，而從另外一個方向看則是__________的。最小垂直越小變小越大異性流動性液體晶體雜亂無章二、氣體1．氣體壓強(1)產(chǎn)生的原因

由于大量分子無規(guī)則運動而碰撞器壁，形成對器壁各處均勻、持續(xù)的壓力，作用在器壁_____________的壓力叫作氣體的壓強。(2)決定因素

①宏觀上：決定于氣體的溫度和______。

②微觀上：決定于分子的平均動能和分子的__________。2．理想氣體(1)宏觀模型：在任何條件下始終遵守______________的氣體。[注意]

實際氣體在壓強不太大、溫度不太低的條件下，可視為理想氣體。(2)微觀模型：理想氣體的分子間除碰撞外無其他作用力，即分子間無__________。單位面積上體積密集程度氣體實驗定律分子勢能3．氣體實驗定律微點判斷

(1)單晶體的所有物理性質(zhì)都是各向異性的。

()(2)單晶體有天然規(guī)則的幾何形狀，是因為單晶體的物質(zhì)微粒是規(guī)則排列的。()(3)液晶是液體和晶體的混合物。

()(4)草葉上的小露珠呈球形是表面張力作用的結(jié)果。

()(5)縫衣針浮于水面上是由于液體的表面張力作用。

()(6)任何氣體都遵從氣體實驗定律。

()×√×√√×(7)理想氣體是理想化的物理模型，其內(nèi)能只與氣體溫度有關(guān)，與氣體體積無關(guān)。

()(8)石墨和金剛石的物理性質(zhì)不同，是由于組成它們的物質(zhì)微粒排列結(jié)構(gòu)不同。()(9)金剛石具有確定的熔點，石墨沒有確定的熔點。

()(10)晶體在熔化過程中吸收熱量破壞空間點陣結(jié)構(gòu)，增加分子勢能。

()√√×√(一)固體、液體、氣體性質(zhì)的理解[題點全練通]1．[晶體與非晶體的比較]下列說法錯誤的是

(

)A．將一塊晶體敲碎后，得到的小顆粒是非晶體B．固體可以分為晶體和非晶體兩類，有些晶體在不同方向上有不同的光學(xué)性質(zhì)C．由同種元素構(gòu)成的固體，可能會由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體D．在合適的條件下，某些晶體可以轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷w，某些非晶體也可以轉(zhuǎn)變?yōu)榫w解析：將一晶體敲碎后，得到的小顆粒仍是晶體，A錯誤。單晶體具有各向異性，有些單晶體沿不同方向上的光學(xué)性質(zhì)不同，B正確。金剛石和石墨由同種元素構(gòu)成，但由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體，C正確。晶體與非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化，如天然水晶是晶體，熔融過的水晶(即石英玻璃)是非晶體，也有些非晶體在一定條件下可轉(zhuǎn)化為晶體，D正確。答案：A2．[液晶的特性](2022·江西吉安聯(lián)考)關(guān)于液晶，下列說法中正確的是

(

)A．液晶是液體和晶體的混合物B．所有物質(zhì)都具有液晶態(tài)C．電子手表中的液晶在外加電壓的影響下，本身能夠發(fā)光D．液晶的光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性解析：液晶并不是液體和晶體的混合物，而是一種特殊的物質(zhì)，A錯誤；液晶具有液體的流動性，但不是所有物質(zhì)都具有液晶態(tài)，B錯誤；液晶本身不能發(fā)光，C錯誤；液晶既像液體一樣可以流動，又具有晶體各向異性的特性，所以液晶的光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性，D正確。答案：D

3．[液體性質(zhì)的理解]下列說法正確的是

(

)A．把一枚針輕放在水面上，它會浮在水面上。這是由于針與水分子間存在斥力的緣故B．在處于失重狀態(tài)的宇宙飛船中，一大滴水銀會成球狀，是因為液體內(nèi)分子間有相互吸引力C．將玻璃管道裂口放在火上燒，它的尖端就變圓，是因為熔化的玻璃在表面張力的作用下，表面要收縮到最小的緣故D．漂浮在熱菜湯表面上的油滴，從上面觀察是圓形的，是因為油滴液體呈各向同性的緣故解析：題述現(xiàn)象都是表面張力的原因，C正確。答案：C

4．[氣體分子運動的特點]氧氣分子在0℃和100℃溫度下單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化分別如圖中兩條曲線所示。下列說法錯誤的是

(

)A．圖中兩條曲線下面積相等B．圖中虛線對應(yīng)于氧氣分子平均動能較小的情形C．圖中實線對應(yīng)于氧氣分子在100℃時的情形D．圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目解析：根據(jù)氣體分子單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化曲線的意義可知，題圖中兩條曲線下面積相等，A正確；題圖中虛線占百分比較大的分子速率較小，所以對應(yīng)于氧氣分子平均動能較小的情形，B正確；題圖中實線占百分比較大的分子速率較大，分子平均動能較大，根據(jù)溫度是分子平均動能的標(biāo)志，可知實線對應(yīng)于氧氣分子在100℃時的情形，C正確；根據(jù)分子速率分布圖可知，題圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目占總分子數(shù)的百分比，不能得出任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目，D錯誤。答案：D[要點自悟明]1．區(qū)別晶體和非晶體的方法(1)要判斷一種物質(zhì)是晶體還是非晶體，關(guān)鍵是看有無確定的熔點，有確定熔點的是晶體，無確定熔點的是非晶體。(2)幾何外形是指自然生成的形狀，若形狀規(guī)則，是單晶體；若形狀不規(guī)則，有兩種可能，即為多晶體或非晶體，憑此一項不能最終確定物質(zhì)是否為晶體。(3)從導(dǎo)電、導(dǎo)熱等物理性質(zhì)來看，物理性質(zhì)各向異性的是單晶體，各向同性的可能是多晶體，也可能是非晶體。2.液體表面張力的理解形成原因表面層中分子間的距離比液體內(nèi)部分子間的距離大，分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力表面特性表面層分子間的引力使液面產(chǎn)生了表面張力，使液體表面好像一層繃緊的彈性薄膜表面張力的方向和液面相切，垂直于液面上的各條分界線表面張力的效果表面張力使液體表面具有收縮趨勢，使液體表面積趨于最小，而在體積相同的條件下，球形的表面積最小3.氣體分子的運動特點(1)氣體分子之間的距離遠(yuǎn)大于分子直徑，氣體分子之間的作用力十分微弱，可以忽略不計。(2)氣體分子的速率分布，表現(xiàn)出“中間多，兩頭少”的統(tǒng)計分布規(guī)律。(3)氣體分子向各個方向運動的機會均等。(4)溫度一定時，某種氣體分子的速率分布是確定的，速率的平均值也是確定的，溫度升高，氣體分子的平均速率增大，但不是每個分子的速率都增大。(二)封閉氣體壓強的計算1．平衡狀態(tài)下封閉氣體壓強的求法力平衡法選取與氣體接觸的液柱(或活塞)為研究對象進行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡方程，求得氣體的壓強等壓面法在連通器中，同一種液體(中間不間斷)同一深度處壓強相等。液體內(nèi)深h處的總壓強p＝p0＋ρgh，p0為液面上方的壓強液片法選取假想的液體薄片(自身重力不計)為研究對象，分析液片兩側(cè)受力情況，建立平衡方程，消去面積，得到液片兩側(cè)壓強相等方程，求得氣體的壓強2．加速運動系統(tǒng)中封閉氣體壓強的求法選取與氣體接觸的液柱(或活塞)為研究對象，進行受力分析，利用牛頓第二定律列方程求解。[多維訓(xùn)練]1．[“活塞＋汽缸”封閉的氣體] (2021·湖北高考)質(zhì)量為m的薄壁導(dǎo)熱柱形汽缸，內(nèi)壁光滑，用橫截面積為S的活塞封閉一定量的理想氣體。在下述所有過程中，汽缸不漏氣且與活塞不脫離。當(dāng)汽缸如圖(a)豎直倒立靜置時。缸內(nèi)氣體體積為V1，溫度為T1。已知重力加速度大小為g，大氣壓強為p0。(1)將汽缸如圖(b)豎直懸掛，缸內(nèi)氣體溫度仍為T1，求此時缸內(nèi)氣體體積V2；(2)如圖(c)所示，將汽缸水平放置，穩(wěn)定后對汽缸緩慢加熱，當(dāng)缸內(nèi)氣體體積為V3時，求此時缸內(nèi)氣體的溫度。3．[加速狀態(tài)下封閉的氣體]如圖所示，汽缸質(zhì)量是M，活塞質(zhì)量是m，不計缸內(nèi)氣體的質(zhì)量，汽缸置于光滑水平面上，當(dāng)用一水平外力F拉動活塞時，活塞和汽缸能保持相對靜止向右加速，求此時缸內(nèi)氣體的壓強有多大？(活塞橫截面積為S，大氣壓強為p0，不計一切摩擦)(三)氣體狀態(tài)變化的圖像問題氣體的四類“等值變化”圖像的比較[注意]上表中各個常量“C”意義有所不同?？梢愿鶕?jù)pV＝nRT確定各個常量“C”的意義。[多維訓(xùn)練]1．[氣體的p-V圖像問題](2021·福建高考)如圖，一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，該過程氣體對外________(填“做正功”“做負(fù)功”或“不做功”)，氣體的溫度________(填“升高”“降低”“先升高后降低”“先降低后升高”或“始終不變”)。答案：做正功先升高后降低2．[氣體的V-T圖像問題]如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體，從圖示A狀態(tài)開始，經(jīng)歷了B、C狀態(tài)，最后到D狀態(tài)，下列判斷中正確的是

(

)A．A→B溫度升高，壓強變大B．B→C體積不變，壓強變大C．B→C體積不變，壓強不變D．C→D體積變小，壓強變大答案：D

解析：當(dāng)緩慢升高汽缸內(nèi)氣體溫度時，開始一段時間氣體發(fā)生等容變化，根據(jù)查理定律可知，缸內(nèi)氣體的壓強p與汽缸內(nèi)氣體的熱力學(xué)溫度T成正比，在p-T圖像中，圖線是過原點的傾斜直線；當(dāng)活塞開始離開小擋板時，缸內(nèi)氣體的壓強等于外界的大氣壓，氣體發(fā)生等壓膨脹，在p-T圖像中，圖線是平行于T軸的直線，B正確。答案：B答案：BD

解析：A到B是等溫變化，體積變大，壓強變??；B到C是等容變化，在p-T圖像上為過原點的直線；C到A是等壓變化，體積減小，根據(jù)蓋-呂薩克定律知溫度降低，故A錯誤，B正確。A到B是等溫變化，體積變大；B到C是等容變化，壓強變大，根據(jù)查理定律，溫度升高；C到A是等壓變化，體積變小，在V-T圖像中為過原點的一條傾斜的直線，故C錯誤，D正確。答案：BD(四)氣體實驗定律的微觀解釋1．氣體壓強的產(chǎn)生

單個分子碰撞器壁的沖力是短暫的，但是大量分子頻繁地碰撞器壁，對器壁產(chǎn)生持續(xù)、均勻的壓力，所以從分子動理論的觀點來看，氣體的壓強就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力。2．決定氣體壓強大小的微觀因素(1)氣體分子的密集程度

氣體分子的密集程度(即單位體積內(nèi)氣體分子的數(shù)目)越大，在單位時間內(nèi)，與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)就越多，氣體壓強就越大。(2)氣體分子的平均速率

氣體的溫度越高，氣體分子的平均速率就越大，每個氣體分子與器壁碰撞時(可視為彈性碰撞)給器壁的沖力就越大；從另一方面講，氣體分子的平均速率越大，在單位時間內(nèi)器壁受氣體分子撞擊的次數(shù)就越多，累計沖力就越大，氣體壓強就越大。3．實驗定律的微觀解釋(1)用氣體分子動理論解釋玻意耳定律(2)用氣體分子動理論解釋查理定律(3)用氣體分子動理論解釋蓋-呂薩克定律[多維訓(xùn)練]1．[氣體分子碰撞次數(shù)分析]對一定質(zhì)量的氣體，若用N表示單位時間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù)，則下列說法正確的是

(

)A．當(dāng)體積減小時，N必定增加B．當(dāng)溫度升高時，N必定增加C．當(dāng)壓強不變而體積和溫度變化時，N必定變化D．當(dāng)壓強不變而體積和溫度變化時，N可能不變解析：當(dāng)體積減小時，分子的密集程度增大，但分子的平均動能不一定大，所以單位時間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù)不一定增加，A錯誤。當(dāng)溫度升高時，分子的平均動能變大，但分子的密集程度不一定大，所以單位時間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù)不一定增加，B錯誤。壓強取決于單位時間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù)及分子的平均動能，壓強不變，溫度和體積變化，分子平均動能變化，則單位時間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù)必定變化，C正確，D錯誤。答案：C

2．[氣體等溫變化微觀分析]一定質(zhì)量的理想氣體，經(jīng)等溫壓縮，氣體的壓強增大，用分子動理論的觀點分析，這是因為

(

)A．氣體分子每次碰撞器壁的平均作用力增大B．單位時間內(nèi)單位面積器壁上受到氣體分子碰撞的次數(shù)增多C．氣體分子的總數(shù)增加D．單位體積內(nèi)的分子數(shù)目不變解析：溫度不變，分子熱運動平均動能不變，氣體分子每次碰撞器壁的平均作用力不變，故A錯誤；體積壓縮，分子數(shù)密度增大，單位時間內(nèi)單位面積器壁上受氣體分子碰撞次數(shù)增多，故B正確；因氣體質(zhì)量一定，故氣體分子的總數(shù)不變，