高中物理選擇性必修第三冊全冊知識點匯總第一章分子動理論 11．分子動理論的基本內(nèi)容 12.實驗：用油膜法估測油酸分子的大小 73.分子運動速率分布規(guī)律 10第二章氣體、固體和液體 211.溫度和溫標 212.氣體的等溫變化 283.氣體的等壓變化和等容變化 334.固體 455.液體 50第三章熱力學定律 551．功、熱和內(nèi)能的改變 552.熱力學第一定律 613.能量守恒定律 614.熱力學第二定律 66第四章原子結構和波粒二象性 721.普朗克黑體輻射理論 722.光電效應 723．原子的核式結構模型 814.氫原子光譜和玻爾的原子模型 885.粒子的波動性和量子力學的建立 96第五章原子核 1011．原子核的組成 1012.放射性元素的衰變 1073.核力與結合能 1144.核裂變與核聚變 1205.“基本”粒子 120第一章分子動理論1．分子動理論的基本內(nèi)容一、物體是由大量分子組成的1．分子：把組成物體的微粒統(tǒng)稱為分子。2．1mol水中含有水分子的數(shù)量就達6.02×1023個。二、分子熱運動1．擴散(1)擴散：不同的物質(zhì)能夠彼此進入對方的現(xiàn)象。(2)產(chǎn)生原因：由物質(zhì)分子的無規(guī)則運動產(chǎn)生的。(3)發(fā)生環(huán)境：物質(zhì)處于固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)時，都能發(fā)生擴散現(xiàn)象。(4)意義：證明了物質(zhì)分子永不停息地做無規(guī)則運動。(5)規(guī)律：溫度越高，擴散現(xiàn)象越明顯。2．布朗運動(1)概念：把懸浮微粒的這種無規(guī)則運動叫作布朗運動。(2)產(chǎn)生的原因：大量液體(氣體)分子對懸浮微粒撞擊的不平衡造成的。(3)布朗運動的特點：永不停息、無規(guī)則。(4)影響因素：微粒越小，布朗運動越明顯，溫度越高，布朗運動越激烈。(5)意義：布朗運動間接地反映了液體(氣體)分子運動的無規(guī)則性。3．熱運動(1)定義：分子永不停息的無規(guī)則運動。(2)宏觀表現(xiàn)：擴散現(xiàn)象和布朗運動。(3)特點①永不停息；②運動無規(guī)則；③溫度越高，分子的熱運動越激烈。三、分子間的作用力1．分子間有空隙(1)氣體分子的空隙：氣體很容易被壓縮，說明氣體分子之間存在著很大的空隙。(2)液體分子間的空隙：水和酒精混合后總體積會減小，說明液體分子間有空隙。(3)固體分子間的空隙：壓在一起的金片和鉛片，各自的分子能擴散到對方的內(nèi)部，說明固體分子間也存在著空隙。2．分子間作用力(1)當用力拉伸物體時，物體內(nèi)各部分之間要產(chǎn)生反抗拉伸的作用力，此時分子間的作用力表現(xiàn)為引力。(2)當用力壓縮物體時，物體內(nèi)各部分之間會產(chǎn)生反抗壓縮的作用力，此時分子間的作用力表現(xiàn)為斥力。說明：分子間的作用力指的是分子間相互作用引力和斥力的合力。四、分子動理論1．內(nèi)容：物體是由大量分子組成的，分子在做永不停息的無規(guī)則運動，分子之間存在著相互作用力。2．由于分子熱運動是無規(guī)則的，對于任何一個分子都具有偶然性，但對大量分子的整體而言，表現(xiàn)出規(guī)律性。分子熱運動教材P4“思考與討論”答案提示：因為花粉微粒在各個瞬間受到較強撞擊的方向是無規(guī)則的，所以花粉微粒的運動是無規(guī)則的，微粒越小，某時刻與它相撞的分子數(shù)越少，來自各方向的沖擊力越不易平衡，布朗運動越明顯。冬天在我國北方很多地方易出現(xiàn)霧霾天氣，如圖所示。霧霾霧霾極大地影響了人們的視線，也給交通帶來不便，你知道霾的小顆粒在做什么運動嗎？這種運動與小顆粒大小有關嗎？提示：霾的小顆粒做布朗運動。顆粒越小，布朗運動越明顯。1．對擴散的理解(1)影響擴散現(xiàn)象明顯程度的因素①物態(tài)Ⅰ.氣態(tài)物質(zhì)的擴散最快、現(xiàn)象最顯著。Ⅱ.固態(tài)物質(zhì)的擴散最慢，短時間內(nèi)現(xiàn)象非常不明顯。Ⅲ.液態(tài)物質(zhì)的擴散現(xiàn)象明顯程度介于氣態(tài)與固態(tài)之間。②溫度：在兩種物質(zhì)一定的前提下，擴散現(xiàn)象發(fā)生的顯著程度與物質(zhì)的溫度有關，溫度越高，擴散現(xiàn)象越顯著。③濃度差：兩種物質(zhì)的濃度差越大，擴散現(xiàn)象越顯著。(2)分子運動的兩個特點①永不停息：不分季節(jié)，也不分白天和黑夜，分子每時每刻都在運動。②無規(guī)則：單個分子的運動無規(guī)則，但大量分子的運動又具有規(guī)律性，總體上分子由濃度大的地方向濃度小的地方運動。2．布朗運動(1)無規(guī)則性懸浮微粒受到液體分子在各個方向上撞擊的不平衡是形成布朗運動的原因。由于液體分子的運動是無規(guī)則的，使微粒受到較強撞擊的方向也不確定，所以布朗運動是無規(guī)則的。(2)影響因素①微粒越小，布朗運動越明顯：懸浮微粒越小，某時刻與它相撞的分子數(shù)越少，來自各方向的沖擊力越不平衡；另外微粒越小，其質(zhì)量也就越小，相同沖擊力下產(chǎn)生的加速度越大。因此，微粒越小，布朗運動越明顯。②溫度越高，布朗運動越激烈：溫度越高，液體分子的運動(平均)速率越大，對懸浮于其中的微粒的撞擊作用也越大，產(chǎn)生的加速度也越大，因此溫度越高，布朗運動越激烈。(3)實質(zhì)布朗運動不是分子的運動，而是懸浮微粒的運動。布朗運動的無規(guī)則性反映了液體分子運動的無規(guī)則性；布朗運動與溫度有關，表明液體分子運動的激烈程度與溫度有關?！纠?】(多選)如圖所示是做布朗運動的小顆粒的運動路線記錄的放大圖，以小顆粒在A點開始計時，每隔30s記下小顆粒的一個位置，得到B、C、D、E、F、G等點，關于小顆粒在75s末時的位置，以下敘述中正確的是()A．一定在CD連線的中點B．一定不在CD連線的中點C．可能在CD連線靠近C的位置D．可能在CD連線上，但不一定是CD連線的中點CD[布朗運動是懸浮微粒的無規(guī)則運動，從顆粒運動到A點計時，每隔30s，記下顆粒的一個位置，其連線并不是小顆粒運動的軌跡，所以在75s末時，其所在位置不能在圖中確定，故C、D正確。]布朗運動中微粒的運動是“無規(guī)則”的，即實驗中不同時刻微粒位置的連線并非其運動軌跡，而是人為畫出的，這是理解該實驗的關鍵。分子間的作用力把一塊洗干凈的玻璃板吊在橡皮筋的下端，使玻璃板水平接觸水面如圖所示，現(xiàn)在要想使玻璃板離開水面，所用的拉力比其重力大，還是相等？提示：大于重力。在玻璃板被提起時，要受到水面上的水分子的引力，所以拉力要大于玻璃板的重力。1．分子力：在任何情況下，分子間總是同時存在著引力和斥力，而實際表現(xiàn)出來的分子力是分子引力和斥力的合力。2．分子力與分子間距離變化的關系：(1)平衡位置：分子間距離r＝r0時，引力與斥力大小相等，分子力為零。平衡位置即分子間距離等于r0(數(shù)量級為10－10m)的位置。(2)分子間的引力和斥力隨分子間距離r的變化關系：分子間的引力和斥力都隨分子間距離r的增大而減小，但斥力減小得更快。(3)分子力與分子間距離變化的關系及分子力模型分子力F隨分子間距離r的變化關系圖像分子間距離分子力分子力模型r＝r0零r<r0表現(xiàn)為斥力，且分子力隨分子間距的增大而減小r>r0表現(xiàn)為引力，且分子力隨分子間距的增大，先增大后減小【例2】如圖所示，設有一分子位于圖中的坐標原點O處不動，另一分子可位于正x軸上不同位置處，圖中縱坐標表示這兩個分子間分子力的大小，兩條曲線分別表示斥力或引力的大小隨兩分子間距離變化的關系，e為兩曲線的交點，則下列說法正確的是()A．a(chǎn)b線表示引力，cd線表示斥力，e點的橫坐標約為10－15mB．a(chǎn)b線表示斥力，cd線表示引力，e點的橫坐標約為10－10mC．a(chǎn)b線表示引力，cd線表示斥力，e點的橫坐標約為10－10mD．a(chǎn)b線表示斥力，cd線表示引力，e點的橫坐標約為10－15mB[由于分子間斥力的大小隨兩分子間距離變化比引力快，所以圖中曲線ab表示斥力，cd表示引力，e點引力和斥力平衡，分子間距為r0，數(shù)量級為10－10m，故選項B正確。]分子間作用力問題的分析方法(1)首先要清楚分子間同時存在分子引力和分子斥力。(2)分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小，斥力減小得更快。(3)分子力是指分子間引力和斥力的合力。(4)分子力比較復雜，要抓住兩個關鍵點：一是r＝r0時，分子力為零，此時分子間引力和斥力大小相等，均不為零；二是r≥10r0時，分子力很小，引力、斥力均可近似看作零。2.實驗：用油膜法估測油酸分子的大小一、實驗思路把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，使油酸在水面上形成單分子油膜，則油膜厚度即為油酸分子的直徑。二、實驗步驟1．在淺盤中倒入約2cm深的水，將爽身粉均勻撒在水面上。2．用注射器往小量筒中滴入1mL油酸酒精溶液，記下滴入的滴數(shù)n，算出一滴油酸酒精溶液的體積V0。3．將一滴油酸酒精溶液滴在淺盤的液面上。4．待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將玻璃放在淺盤上，用水彩筆(或鋼筆)畫出油酸薄膜的形狀。5．將玻璃放在坐標紙上，算出油酸薄膜的面積S；或者玻璃板上有邊長為1cm的方格，則也可通過數(shù)方格數(shù)，算出油酸薄膜的面積S。6．根據(jù)已配好的油酸酒精溶液的濃度，算出一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V。7．計算油酸薄膜的厚度d＝eq\f(V,S)，即為油酸分子直徑的大小。三、注意事項1．實驗前，必須把所有的實驗用具擦洗干凈，實驗時吸取油酸、酒精和溶液的移液管要分別專用，不能混用，否則會增大誤差，影響實驗結果。2．待測油酸面擴散后又收縮，要在穩(wěn)定后再畫輪廓，擴散后又收縮有兩個原因：一是水面受油酸液滴的沖擊凹陷后又恢復；二是酒精揮發(fā)后液面收縮。3．本實驗只要求估算分子大小，實驗結果的數(shù)量級符合要求即可。4．爽身粉不宜撒得過厚，油酸酒精溶液的濃度以小于eq\f(1,1000)為宜。5．向水面滴油酸酒精溶液時，應靠近水面，不能離水面太高，否則油膜輪廓難以形成。四、數(shù)據(jù)分析計算方法：1．一滴油酸溶液的平均體積eq\o(\s\up12(—),V)＝eq\f(N滴油酸溶液的體積,N)。2．一滴油酸溶液中含純油酸的體積V＝eq\o(\s\up12(—),V)×油酸溶液的體積比。(體積比＝eq\f(純油酸體積,溶液的體積))3．油膜的面積S＝n×1cm2。(n為有效格數(shù)，小方格的邊長為1cm)4．分子直徑d＝eq\f(V,S)(代入數(shù)據(jù)時注意統(tǒng)一單位)?！纠?】配制好的油酸酒精溶液為每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.6mL。用滴管向量筒內(nèi)滴50滴上述溶液，量筒中的溶液體積增加1mL。若把一滴這樣的溶液滴入盛水的淺盤中，由于酒精溶于水，油酸在水面展開，穩(wěn)定后形成單分子油膜的形狀如圖所示。(1)若每一小方格的邊長為30mm，則油酸薄膜的面積為多少平方米？(2)每一滴油酸酒精溶液含有純油酸的體積為多少立方米？(3)根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估算出油酸分子的直徑為多少米。思路點撥：[解析](1)數(shù)出在油膜范圍內(nèi)的格數(shù)(面積大于半個方格的算一個，不足半個的舍去)為85個，油膜面積約為S＝85×(3.0×10－2)2m2＝7.65×10－2m2。(2)因50滴油酸酒精溶液的體積為1mL，且溶液含純油酸的濃度為ρ＝0.06%，故每滴油酸酒精溶液含純油酸的體積為V0＝eq\f(ρV,N)＝eq\f(0.06%,50)×1×10－6m3＝1.2×10－11m3。(3)把油酸薄膜的厚度視為油酸分子的直徑，可估算出油酸分子的直徑為d＝eq\f(V0,S)＝eq\f(1.2×10－11,7.65×10－2)m≈1.57×10－10m。[答案](1)7.65×10－2m2(2)1.2×10－11m3(3)1.57×10－10m【例2】在“用油膜法估測油酸分子的大小”的實驗中，按照油酸與酒精的體積比為m∶n配制油酸酒精溶液，用注射器滴取該溶液，測得k滴溶液的總體積為V，將一滴溶液滴入淺盤，穩(wěn)定后將油酸膜輪廓描繪在坐標紙上，如圖所示。已知坐標紙上每個小正方形的邊長為a。(1)求油膜的面積；(2)估算油酸分子的直徑。[解析](1)估算油膜面積時以超過半格按一格計算，小于半格就舍去的原則，估算出31格，則油酸薄膜面積為S＝31a2。(2)根據(jù)公式V油酸＝dS可得d＝eq\f(V油酸,S)＝eq\f(mV,31a2k(m＋n))。[答案](1)31a2(2)eq\f(mV,31a2k(m＋n))油膜法估測分子大小的解題思路(1)首先要按比例關系計算出1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V。(2)其次采用“互補法”計算出油膜的面積S。(3)最后利用公式d＝eq\f(V,S)求出分子的直徑。(4)計算時注意單位要統(tǒng)一。3.分子運動速率分布規(guī)律一、氣體分子運動的特點1．隨機事件與統(tǒng)計規(guī)律(1)必然事件：在一定條件下，若某事件必然出現(xiàn)，這個事件叫作必然事件。(2)不可能事件：若某事件不可能出現(xiàn)，這個事件叫作不可能事件。(3)隨機事件：若在一定條件下某事件可能出現(xiàn)，也可能不出現(xiàn)，這個事件叫作隨機事件。(4)統(tǒng)計規(guī)律：大量隨機事件的整體往往會表現(xiàn)出一定的規(guī)律性，這種規(guī)律叫作統(tǒng)計規(guī)律。2．氣體分子運動的特點(1)運動的自由性：由于氣體分子間的距離比較大，分子間作用力很弱，通常認為，氣體分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，不受力而做勻速直線運動，氣體充滿它能達到的整個空間。(2)運動的無序性：分子的運動雜亂無章，在某一時刻，向著任何一個方向運動的分子都有，而且向各個方向運動的氣體分子數(shù)目幾乎相等。說明：常溫下大多數(shù)氣體分子的速率都達到數(shù)百米每秒，在數(shù)量級上相當于子彈的速率。二、分子運動速率分布圖像1．圖像如圖所示。2．規(guī)律：在一定溫度下，不管個別分子怎樣運動，氣體的多數(shù)分子的速率都在某個數(shù)值附近，表現(xiàn)出“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律。當溫度升高時，“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律不變，氣體分子的速率增大，分布曲線的峰值向速率大的一方移動。3．溫度越高，分子的熱運動越劇烈。說明：溫度升高不是每個分子的速率都變大，而是速率大的占的百分比變大。三、氣體壓強的微觀解釋1．產(chǎn)生原因氣體的壓強是由氣體中大量做無規(guī)則熱運動的分子對器壁不斷地碰撞產(chǎn)生的。壓強就是在器壁單位面積上受到的壓力。2．從微觀角度來看，氣體壓強的決定因素(1)一方面是氣體分子的平均速率。(2)另一方面是氣體分子的數(shù)密度。氣體分子運動的特點1859年麥克斯韋從理論上推導出了氣體分子速率的分布規(guī)律，后來有許多實驗驗證了這一規(guī)律。若以橫坐標v表示分子速率，縱坐標f(v)表示各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比，試作出圖像。從圖像中可以看出什么分布規(guī)律？提示：圖像：分布規(guī)律：“中間多，兩頭少”1．分子間的距離較大：使得分子間的相互作用力十分微弱，可認為分子間除碰撞外不存在相互作用力，分子在兩次碰撞之間做勻速直線運動。2．分子間的碰撞十分頻繁：頻繁的碰撞使每個分子速度的大小和方向頻繁地發(fā)生改變，造成氣體分子做雜亂無章的熱運動。3．分子的速率分布規(guī)律：大量氣體分子的速率分布呈現(xiàn)中間多(占有分子數(shù)目多)兩頭少(速率大或小的分子數(shù)目少)的規(guī)律。當溫度升高時，“中間多”的這一“高峰”向速率大的一方移動。即速率大的分子數(shù)目增多，速率小的分子數(shù)目減少，分子的平均速率增大，分子的熱運動劇烈?！纠?】(多選)根據(jù)氣體分子動理論，氣體分子運動的劇烈程度與溫度有關，下列表格中的數(shù)據(jù)是研究氧氣分子速率分布規(guī)律而列出的。按速率大小劃分的區(qū)間(m/s)各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比(%)0℃100℃100以下1.40.7100～2008.15.4200～30017.011.9300～40021.417.4400～50020.418.6500～60015.116.7600～7009.212.9700～8004.57.9800～9002.04.6900以上0.93.9依據(jù)表格內(nèi)容，以下四位同學所總結的規(guī)律正確的是()A．不論溫度多高，速率很大和很小的分子總是少數(shù)B．溫度變化，表現(xiàn)出“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律要改變C．某一溫度下，速率都在某一數(shù)值附近，離開這個數(shù)值越遠，分子越少D．溫度增加時，速率小的分子數(shù)減少了ACD[溫度變化，表現(xiàn)出“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律是不會改變的，選項B錯誤；由氣體分子運動的特點和統(tǒng)計規(guī)律可知，選項A、C、D正確。]氣體分子速率分布規(guī)律(1)在一定溫度下，所有氣體分子的速率都呈“中間多、兩頭少”的分布。(2)溫度越高，速率大的分子所占比例越大。(3)溫度升高，氣體分子的平均速率變大，但具體到某一個氣體分子，速率可能變大也可能變小，無法確定?！疽活}多變】試作出例題中的分子運動速率分布圖像。[解析]分子運動速率分布圖像如圖所示：橫坐標：表示分子的速率縱坐標：表示各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比。氣體壓強的微觀解釋借助鉛筆，把氣球塞進一只瓶子里，并拉大氣球的吹氣口，反扣在瓶口上，如右圖所示，然后給氣球吹氣，無論怎么吹，氣球不過大了一點，想把氣球吹大，非常困難，為什么？提示：由題意“吹氣口反扣在瓶口上”可知瓶內(nèi)封閉著一定質(zhì)量的空氣。當氣球稍吹大時，瓶內(nèi)空氣的體積縮小，空氣分子的數(shù)密度變大，壓強變大，阻礙了氣球的膨脹，因而再要吹大氣球是很困難的。1．氣體壓強的產(chǎn)生大量氣體分子不斷地和器壁碰撞，對器壁產(chǎn)生持續(xù)的壓力，作用在器壁單位面積上的壓力就是氣體的壓強。2．氣體壓強的決定因素單位體積內(nèi)分子數(shù)越多，單位時間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù)就越多，壓強越大；溫度越高，則分子的平均速率越大，分子運動越劇烈，一方面使單位時間內(nèi)碰到器壁單位面積上的分子數(shù)增多，另一方面也使一個分子與器壁碰撞一次時對器壁的平均沖擊力增大，使壓強增大。所以氣體壓強的大小宏觀上看跟溫度和氣體分子的數(shù)密度有關；微觀上看跟單位體積內(nèi)的分子數(shù)和分子的平均速率有關。3．大氣壓強的產(chǎn)生及影響因素大氣壓強由氣體的重力產(chǎn)生，如果沒有地球引力的作用，地球表面上就沒有大氣，也就沒有大氣壓強。由于地球引力與距離的平方成反比，所以大氣壓力與氣體的高度、密度有關，在地面上空不同高度處，大氣壓強不相等?！纠?】關于密閉容器中氣體的壓強，下列說法正確的是()A．是由氣體受到的重力產(chǎn)生的B．是由大量氣體分子不斷地碰撞器壁而產(chǎn)生的C．壓強的大小只取決于氣體分子數(shù)量的多少D．容器運動的速度越大，氣體的壓強也越大B[氣體的壓強是大量氣體分子不斷地碰撞器壁而產(chǎn)生的，A錯誤，B正確；壓強的大小取決于氣體分子的平均動能和分子的數(shù)密度，與物體的宏觀運動無關，C、D錯誤。]氣體壓強的分析方法(1)明確氣體壓強產(chǎn)生的原因——大量做無規(guī)則運動的分子對器壁頻繁、持續(xù)地碰撞。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)明確氣體壓強的決定因素——氣體分子的數(shù)密度與平均速率。(3)只有知道了兩個因素的變化，才能確定壓強的變化，任何單個因素的變化都不能決定壓強是否變化。4.分子動能和分子勢能一、分子動能1．分子動能做熱運動的分子也具有動能，這就是分子動能。2．分子的平均動能熱現(xiàn)象研究的是大量分子運動的整體表現(xiàn)，重要的不是系統(tǒng)中某個分子的動能大小，而是所有分子的動能的平均值，叫作分子熱運動的平均動能。3．溫度的微觀解釋溫度是物體分子熱運動平均動能的標志。說明：溫度相同，分子平均動能相等，而不同種類的分子平均速率不相等。二、分子勢能1．定義：分子間存在相互作用力，可以證明分子間的作用力所做的功與路徑無關，分子組成的系統(tǒng)具有分子勢能。2．決定因素(1)宏觀上：分子勢能的大小與物體的體積有關。(2)微觀上：分子勢能與分子間的距離有關。3．分子勢能與分子間距離的關系(1)當r>r0時，分子力表現(xiàn)為引力，若r增大，需克服引力做功，分子勢能增加。(2)當r<r0時，分子力表現(xiàn)為斥力，若r減小，需克服斥力做功，分子勢能增加。(3)當r＝r0時，分子力為零，分子勢能最小。三、內(nèi)能1．定義：物體中所有分子的熱運動動能與分子勢能的總和。2．內(nèi)能的普遍性：組成任何物體的分子都在做無規(guī)則的熱運動，所以任何物體都具有內(nèi)能。3．決定因素(1)物體所含的分子總數(shù)由物質(zhì)的量決定。(2)分子的熱運動平均動能由溫度決定。(3)分子勢能與物體的體積有關，故物體的內(nèi)能由物質(zhì)的量、溫度、體積共同決定，同時受物態(tài)變化的影響。注意：物體的內(nèi)能與機械能無關。分子動能相同溫度的氧氣和氫氣，哪一個平均動能大？哪一個平均速率大？提示：溫度是分子熱運動平均動能的標志，溫度相同，任何物體分子的平均動能都相等。由eq\x\to(E)k＝eq\f(1,2)meq\x\to(v)2可知氫氣分子的平均速率大些。1．單個分子的動能(1)物體由大量分子組成，每個分子都有分子動能且不為零。(2)分子在永不停息地做無規(guī)則熱運動，每個分子動能大小不同并且時刻在變化。(3)熱現(xiàn)象是大量分子無規(guī)則運動的統(tǒng)計規(guī)律，對個別分子的動能沒有實際意義。2．分子的平均動能(1)溫度是大量分子無規(guī)則熱運動的宏觀表現(xiàn)，具有統(tǒng)計意義。溫度升高，分子平均動能增大，但不是每一個分子的動能都增大。個別分子動能可能增大也可能減小，個別分子甚至幾萬個分子熱運動的動能大小不受溫度影響，但總體上所有分子的動能之和一定是增加的。(2)只要溫度相同，任何分子的平均動能都相同。由于不同物質(zhì)的分子質(zhì)量不一定相同，所以同一溫度下，不同物質(zhì)分子運動的平均速率大小一般不相同?！纠?】對不同的物體而言，下列說法中正確的是()A．高溫物體內(nèi)分子的平均動能一定比低溫物體內(nèi)分子的平均動能大B．高溫物體內(nèi)每一個分子的動能一定大于低溫物體內(nèi)每一個分子的動能C．高溫物體內(nèi)分子運動的平均速率一定比低溫物體內(nèi)分子運動的平均速率大D．高溫物體內(nèi)每一個分子運動的速率一定大于低溫物體內(nèi)每一個分子運動的速率A[溫度是分子平均動能的標志，溫度高的物體，分子的平均動能一定大，但分子的平均速率不一定大，因為不同物質(zhì)分子的質(zhì)量不同；對單個分子的速率、動能討論溫度是沒有意義的，因為溫度是大量分子表現(xiàn)出的宏觀規(guī)律；B、C、D錯誤，A正確。]理解分子動能的三點注意(1)溫度是分子平均動能的“標志”或者說“量度”，溫度只與物體內(nèi)大量分子熱運動的統(tǒng)計意義上的平均動能相對應，與單個分子的動能沒有關系。(2)每個分子都有分子動能且不為零，熱現(xiàn)象是大量分子無規(guī)則運動的統(tǒng)計規(guī)律，對個別分子動能沒有實際意義。(3)溫度高的物體，分子的平均速率不一定大，還與分子質(zhì)量有關。分子勢能教材P14“思考與討論”答案提示：若選定分子間距離r為無窮遠時的分子勢能Ep為0，則當r＝r0時，分子勢能最小。分子力F、分子勢能Ep與分子間距離r的關系圖線如圖所示(取無窮遠處分子勢能Ep＝0)。(1)當r>r0時，分子間表現(xiàn)為什么力？若r增大，分子力做什么功？分子勢能怎么變化？(2)當r<r0時，分子間表現(xiàn)為什么力？若r減小，分子力做什么功？分子勢能怎么變化？(3)當r＝r0時，分子勢能有什么特點？提示：(1)分子力為引力，若r增大，分子力做負功，分子勢能增大。(2)分子力為斥力，若r減小，分子力做負功，分子勢能增大。(3)分子勢能最小。1．分子勢能的變化規(guī)律及判斷依據(jù)分子力做正功，分子勢能減少，分子力做了多少正功，分子勢能就減少多少；分子力做負功，分子勢能增加，克服分子力做了多少功，分子勢能就增加多少。(1)r>r0時，r增大，分子勢能增加，反之，減少。(2)r<r0時，r增大，分子勢能減少，反之，增加。(3)r→∞時，分子勢能為零；r＝r0時，分子勢能最小。2．分子勢能的“彈簧—小球”模型分子勢能隨分子間距離的變化類似于彈簧—小球模型，彈簧的原長相當于分子間的距離r0。彈簧在原長的基礎上無論拉伸還是壓縮，勢能都會增加。3．分子勢能曲線分子勢能曲線如圖所示，規(guī)定無窮遠處分子勢能為零。分子間距離從無窮遠逐漸減小至r0的過程，分子間的合力為引力，合力做正功，分子勢能不斷減小，其數(shù)值將比零還小，為負值。當分子間距離到達r0以后再繼續(xù)減小，分子作用的合力為斥力，在分子間距離減小過程中，合力做負功，分子勢能增大，其數(shù)值將從負值逐漸變大至零，甚至為正值，故r＝r0時分子勢能最小。從曲線上可看出：(1)在r<r0處，曲線比較陡，這是因為分子間的斥力隨分子間距的減小而增加得快，分子勢能的增加也就快。(2)在r>r0處，曲線比較緩，這是因為分子間的引力隨分子間距的增大而變化得慢，分子勢能的增加也就變慢。(3)在r＝r0處，分子勢能最小，但不一定為零，因為零勢能的位置是任意選定的。一般取無窮遠處分子勢能為零，則分子勢能最小位置是在r＝r0處，且為負值，故分子勢能最小與分子勢能為零絕不是一回事。4．分子勢能與體積的關系由于物體分子間距離變化的宏觀表現(xiàn)為物體的體積變化，所以微觀的分子勢能變化對應于宏觀的物體體積變化。例如，同樣是物體體積增大，有時體現(xiàn)為分子勢能增加(在r>r0范圍內(nèi))；有時體現(xiàn)為分子勢能減少(在r<r0范圍內(nèi))；一般我們說，物體體積變化了，其對應的分子勢能也變化了。但分析與判定的關鍵要看體積變化過程中分子力是做正功，還是做負功?！纠?】(多選)如圖所示，甲分子固定在坐標原點O，乙分子位于x軸上，甲分子對乙分子的作用力與兩分子間的距離的關系如圖中曲線所示。F＞0為斥力，F(xiàn)＜0為引力。a、b、c、d為x軸上四個特定的位置?，F(xiàn)把乙分子從a處由靜止釋放，則()A．乙分子由a到b做加速運動，由b到c做減速運動B．乙分子由a到c做加速運動，到達c時速度最大C．乙分子由a到b的過程中，兩分子間的分子勢能一直減小D．乙分子由b到d的過程中，兩分子間的分子勢能一直增大思路點撥：(1)分子在平衡位置時分子勢能最小，分子力為零，分子加速度為零。(2)根據(jù)分子力做功的正負分析判斷分子勢能的變化。BC[乙分子由a運動到c的過程，一直受到甲分子的引力作用而做加速運動，到c時速度達到最大，而后受甲的斥力作用做減速運動，A錯誤，B正確；乙分子由a到b的過程所受引力做正功，分子勢能一直減小，C正確；而乙分子從b到d的過程，先是引力做正功，分子勢能減少，后克服斥力做功，分子勢能增加，D錯誤。]分子勢能圖像問題的解題技巧(1)首先要明確分子勢能、分子力與分子間距離關系圖像中拐點意義的不同。分子勢能圖像的最低點(最小值)對應的距離是分子平衡距離r0，而分子力圖像的最低點(引力最大值)對應的距離大于r0。分子勢能圖像與r軸交點的距離小于r0，分子力圖像與r軸交點表示平衡距離r0。(2)其次要把圖像上的信息轉化為分子間距離，再求解其他問題。內(nèi)能教材P16“思考與討論”答案提示：足球靜止時，氣體分子仍然有能量，即有內(nèi)能。小孩從滑梯上滑下來，感覺屁股熱。試探究：(1)小孩為什么有這種感覺？(2)從能量轉化和轉移的角度解釋一下？提示：(1)小孩的臀部，內(nèi)能增加，溫度升高，感覺熱。(2)機械能轉化為內(nèi)能。1．內(nèi)能的決定因素(1)從宏觀上看：物體內(nèi)能的大小由物體的物質(zhì)的量、溫度和體積三個因素決定。(2)從微觀上看：物體的內(nèi)能由組成物體的分子總數(shù)、分子熱運動的平均動能和分子勢能三個因素決定。2．內(nèi)能與機械能的區(qū)別和聯(lián)系項目內(nèi)能機械能對應的運動形式微觀分子熱運動宏觀物體的機械運動能量常見形式分子動能、分子勢能物體動能、重力勢能或彈性勢能能量存在的原因物體內(nèi)大量分子的熱運動和分子間存在相互作用力由于物體做機械運動和物體發(fā)生彈性形變或被舉高影響因素物質(zhì)的量、物體的溫度和體積物體的機械運動的速度、離地高度(或相對于參考平面的高度)或彈性形變量能否為零永遠不能等于零一定條件下可以等于零聯(lián)系在一定條件下可以相互轉化3．物態(tài)變化對內(nèi)能的影響一些物質(zhì)在物態(tài)發(fā)生變化時，例如冰的熔化、水在沸騰時變?yōu)樗魵猓瑴囟炔蛔?，此過程中分子的平均動能不變，由于分子間的距離變化，分子勢能變化，所以物體的內(nèi)能變化?！纠?】(多選)下列有關溫度與分子動能、物體內(nèi)能的說法中正確的是()A．溫度升高，每個分子的動能一定都變大B．溫度升高，分子的平均速率一定變大C．溫度升高時，分子的平均動能一定變大D．溫度降低，物體的內(nèi)能必然變小思路點撥：物體的內(nèi)能由溫度、體積、物質(zhì)的量及物態(tài)共同決定。BC[溫度升高時，分子的平均動能一定變大，即平均速率增大，但每個分子的動能不一定變大，故A錯誤、B、C正確；決定物體內(nèi)能的是組成物體的分子總數(shù)、溫度和體積三個因素。溫度降低，內(nèi)能可能減小，還有可能不變，甚至增加，故D錯誤。]對內(nèi)能的幾點理解(1)內(nèi)能是一種與分子熱運動及分子間相互作用相關的能量形式，與物體宏觀有序運動狀態(tài)無關，它取決于物質(zhì)的量、溫度、體積及物態(tài)。(2)研究熱現(xiàn)象時，一般不考慮機械能，在機械運動中有摩擦時，有可能發(fā)生機械能轉化為內(nèi)能。(3)物體溫度升高，內(nèi)能不一定增加；溫度不變，內(nèi)能可能改變；溫度降低，內(nèi)能可能增加。第二章氣體、固體和液體1.溫度和溫標一、狀態(tài)參量與平衡態(tài)1．熱力學系統(tǒng)：由大量分子組成的系統(tǒng)。2．外界：系統(tǒng)之外與系統(tǒng)發(fā)生相互作用的其他物體。3．狀態(tài)參量：為確定系統(tǒng)的狀態(tài)所需要的一些量，如：體積、壓強、溫度等。4．平衡態(tài)：無外界影響，狀態(tài)參量穩(wěn)定的狀態(tài)。說明：平衡態(tài)是狀態(tài)參量，不是過程量，處于平衡態(tài)的系統(tǒng)，狀態(tài)參量在較長時間內(nèi)不發(fā)生變化。二、熱平衡與溫度1．熱平衡：如果兩個系統(tǒng)相互接觸而傳熱，這兩個系統(tǒng)的狀態(tài)參量將會互相影響而分別改變。經(jīng)過一段時間，各自的狀態(tài)參量不再變化了，即這兩個系統(tǒng)達到了熱平衡。2．熱平衡定律：如果兩個系統(tǒng)分別與第三個系統(tǒng)達到熱平衡，那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡。3．溫度：處于熱平衡的系統(tǒng)之間有一“共同熱學性質(zhì)”，即溫度。這就是溫度計能夠用來測量溫度的基本原理。三、溫度計與溫標1．溫度計名稱原理水銀溫度計根據(jù)水銀的熱膨脹的性質(zhì)來測量溫度金屬電阻溫度計根據(jù)金屬鉑的電阻隨溫度的變化來測量溫度氣體溫度計根據(jù)氣體壓強隨溫度的變化來測量溫度熱電偶溫度計根據(jù)不同導體因溫差產(chǎn)生電動勢的大小來測量溫度2.溫標：定量描述溫度的方法。(1)攝氏溫標：一種常用的表示溫度的方法，規(guī)定標準大氣壓下冰的熔點為0℃，水的沸點為100℃。在0℃刻度與100℃刻度之間均勻分成100等份，每一份算作1℃。(2)熱力學溫標：現(xiàn)代科學中常用的表示溫度的方法，熱力學溫度。(3)攝氏溫度與熱力學溫度：攝氏溫度攝氏溫標表示的溫度，用符號t表示，單位是攝氏度，符號為℃熱力學溫度熱力學溫標表示的溫度，用符號T表示，單位是開爾文，符號為K換算關系T＝t＋273.15K注意：變化1℃與變化1K是相等的。狀態(tài)參量與平衡態(tài)如圖，將雞蛋放在沸水中加熱足夠長的時間，雞蛋處于平衡態(tài)嗎？提示：雞蛋放在沸水中加熱足夠長的時間其溫度、壓強、體積都不再變化，是平衡狀態(tài)。1．熱力學的平衡態(tài)是一種動態(tài)平衡，組成系統(tǒng)的分子仍在不停地做無規(guī)則運動，只是分子運動的平均效果不隨時間變化，表現(xiàn)為系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)不隨時間變化，而力學中的平衡態(tài)是指物體的運動狀態(tài)處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)。2．平衡態(tài)是一種理想情況，因為任何系統(tǒng)完全不受外界影響是不可能的。系統(tǒng)處于平衡態(tài)時，仍可能發(fā)生偏離平衡態(tài)的微小變化。3．兩個系統(tǒng)達到熱平衡后再把它們分開，如果分開后它們都不受外界影響，再把它們重新接觸，它們的狀態(tài)不會發(fā)生新的變化。因此，熱平衡概念也適用于兩個原來沒有發(fā)生過作用的系統(tǒng)。因此可以說，只要兩個系統(tǒng)在接觸時它們的狀態(tài)不發(fā)生變化，我們就說這兩個系統(tǒng)原來是處于熱平衡的?！纠?】(多選)下列說法中正確的是()A．狀態(tài)參量是描述系統(tǒng)狀態(tài)的物理量，故當系統(tǒng)的狀態(tài)變化時，其各個狀態(tài)參量都會改變B．當系統(tǒng)不受外界影響，且經(jīng)過足夠長的時間，其內(nèi)部各部分狀態(tài)參量將會達到穩(wěn)定C．只有處于平衡態(tài)的系統(tǒng)才有狀態(tài)參量D．兩個物體間發(fā)生熱傳遞時，它們組成的系統(tǒng)處于非平衡態(tài)思路點撥：(1)各個系統(tǒng)都有狀態(tài)參量。(2)當處于平衡態(tài)時，狀態(tài)參量不再變化，非平衡時，狀態(tài)參量要變化。BD[由于描述系統(tǒng)的各種性質(zhì)需要不同的物理量，只要其中某個量變化，系統(tǒng)的狀態(tài)就會發(fā)生變化，不一定各個狀態(tài)參量都發(fā)生變化，選項A錯誤；系統(tǒng)處于平衡態(tài)或非平衡態(tài)，只是狀態(tài)參量有無變化，選項C錯誤；當系統(tǒng)不受外界影響時，系統(tǒng)總要趨于平衡，其內(nèi)部各部分狀態(tài)參量趨于穩(wěn)定，選項B正確；兩個物體間發(fā)生熱傳遞時，兩個物體組成的系統(tǒng)內(nèi)部仍存在溫差，故系統(tǒng)處于非平衡態(tài)，選項D正確。]處理平衡態(tài)的問題要注意以下三點(1)平衡態(tài)與熱平衡不同，平衡態(tài)指的是一個系統(tǒng)內(nèi)部達到的一種動態(tài)平衡。(2)必須要經(jīng)過較長一段時間，直到系統(tǒng)內(nèi)所有性質(zhì)都不隨時間變化為止。(3)系統(tǒng)與外界沒有能量的交換。熱平衡與溫度某工人在拿鐵棒和木頭時感覺到鐵棒明顯比木頭涼，由于表示物體冷熱程度的是溫度，于是這位工人得出當時“鐵棒比木頭溫度低”的結論，你認為他的結論對嗎？請說明理由。提示：不對。由于鐵棒和木頭都與周圍的環(huán)境達到熱平衡，故它們的溫度是一樣的。之所以感覺到鐵棒特別涼，是因為這位工人在單位時間內(nèi)傳遞給鐵棒的熱量比較多。1．溫度(1)宏觀上①溫度的物理意義：表示物體冷熱程度的物理量。②與熱平衡的關系：各自處于熱平衡狀態(tài)的兩個系統(tǒng)，相互接觸時，它們相互之間發(fā)生了熱量的傳遞，熱量從高溫系統(tǒng)傳遞給低溫系統(tǒng)，經(jīng)過一段時間后兩系統(tǒng)溫度相同，達到一個新的平衡狀態(tài)。(2)微觀上①反映物體內(nèi)分子熱運動的劇烈程度，是大量分子熱運動平均動能的標志。②溫度是大量分子熱運動的集體表現(xiàn)，是含有統(tǒng)計意義的，對個別分子來說溫度是沒有意義的。2．熱平衡(1)一切達到熱平衡的物體都具有相同的溫度。(2)若物體與A處于熱平衡，它同時也與B達到熱平衡，則A的溫度等于B的溫度，這就是溫度計用來測量溫度的基本原理。3．熱平衡定律的意義熱平衡定律又叫熱力學第零定律，為溫度的測量提供了理論依據(jù)。因為互為熱平衡的物體具有相同的溫度，所以比較各物體溫度時，不需要將各個物體直接接觸，只需將作為標準物體的溫度計分別與各物體接觸，即可比較溫度的高低?！纠?】關于平衡態(tài)和熱平衡，下列說法中正確的有()A．只要溫度不變且處處相等，系統(tǒng)就一定處于平衡態(tài)B．兩個系統(tǒng)在接觸時，它們的狀態(tài)不發(fā)生變化，說明這兩個系統(tǒng)原來的溫度是相等的C．熱平衡就是平衡態(tài)D．處于熱平衡的幾個系統(tǒng)的壓強一定相等思路點撥：(1)平衡態(tài)的各個參量都不變化。(2)熱平衡時必有相等的溫度。B[一般來說，描述系統(tǒng)的狀態(tài)參量不只一個，根據(jù)平衡態(tài)的定義知所有性質(zhì)都不隨時間變化，系統(tǒng)才處于平衡態(tài)，A錯誤；根據(jù)熱平衡的定義知，處于熱平衡的兩個系統(tǒng)溫度相同，B正確，D錯誤；平衡態(tài)是針對某一系統(tǒng)而言的，熱平衡是兩個系統(tǒng)相互影響的最終結果，C錯誤。]熱平衡與溫度理解的兩個誤區(qū)誤區(qū)1：誤認為只要溫度不變，系統(tǒng)就處于平衡態(tài)產(chǎn)生誤區(qū)的原因是沒有正確理解平衡態(tài)的概念，當系統(tǒng)內(nèi)包括溫度在內(nèi)的所有狀態(tài)參量都不隨時間變化時，系統(tǒng)才處于平衡態(tài)。誤區(qū)2：誤認為平衡態(tài)就是熱平衡產(chǎn)生誤區(qū)的原因是由于不理解熱平衡與平衡態(tài)的關系，錯誤地認為處于平衡態(tài)的兩個物體之間一定會處于熱平衡。其實各自處于平衡態(tài)的兩個物體溫度不一定相同，它們接觸后各自的狀態(tài)會發(fā)生變化，直到達到熱平衡為止。溫度計與溫標攝氏溫標(以前稱為百分溫標)是由瑞典天文學家攝爾修斯設計的。如圖所示，在一標準大氣壓下，把冰點定為0℃，汽化點定為100℃，因此在這兩個固定點之間共為100℃，即100等份，每等份代表1攝氏度，用1℃表示，用℃標表示的溫度叫作攝氏溫度，常用t表示。攝氏溫標用攝氏度做單位。熱力學溫標由英國科學家威廉·湯姆孫(開爾文)創(chuàng)立，它表示的溫度叫熱力學溫度，常用T表示，用K做單位。試探究：1．熱力學溫標與攝氏溫標之間的關系是什么？2．如果可以粗略地?。?73℃為絕對零度，在一標準大氣壓下，冰的熔點是多少攝氏度，為多少開？水的沸點又是多少攝氏度，為多少開?提示：1．關系式為T＝t＋273.15K2．冰的熔點為0℃，為273K；水的沸點為100℃，即373K。1．“溫度”含義的兩種說法宏觀角度溫度表示物體的冷熱程度，這樣的定義帶有主觀性，因為冷熱是由人體的感覺器官比較得到的，往往是不準確的熱平衡角度溫度的嚴格定義是建立在熱平衡定律基礎上的。熱平衡定律指出，兩個系統(tǒng)相互處于熱平衡時，存在一個數(shù)值相等的物理量，這個物理量就是溫度，這樣的定義更具有科學性2.溫度計測量原理一切互為熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度。使溫度計與待測物體接觸，達到熱平衡，其溫度與待測物體的溫度相同。3．溫標(1)常見的溫標有攝氏溫標、華氏溫標、熱力學溫標。(2)比較攝氏溫標和熱力學溫標。攝氏溫標熱力學溫標提出者攝爾修斯和施勒默爾英國物理學家開爾文零度的規(guī)定一個標準大氣壓下冰水混合物的溫度－273.15℃絕對零度溫度名稱攝氏溫度熱力學溫度溫度符號tT單位名稱攝氏度開爾文單位符號℃K關系T＝t＋273.15K粗略表示：T＝t＋273K【例3】仿照實驗室使用的液體溫度計的原理，某同學設計了一個簡易的氣體溫度計，如圖所示，瓶中裝的是氣體，瓶塞密封不漏氣，瓶塞上面細彎管中有一段液柱。(1)當溫度升高時，液柱將向哪邊移動？(2)此溫度計如何標上刻度呢？思路點撥：(1)此溫度計是根據(jù)氣體熱脹冷縮原理制成的。(2)必定是左邊溫度高，右邊溫度低。[解析](1)當溫度升高時，瓶內(nèi)的氣體受熱膨脹擠壓上方的液柱，液柱就會向左移動；(2)將此裝置放在一個標準大氣壓下的冰水混合物中，在液柱正中間處標上0℃，將它放在一個標準大氣壓下的沸水中，在液柱正中間處標上100℃，然后將以上兩個刻度之間的部分進行100等分，標上刻度就成了一個溫度計。[答案]見解析(1)熱力學溫度與攝氏溫度的關系是T＝t＋273.15K，因此對于同一溫度來說，用不同的溫標表示，數(shù)值不同，這是因為零值選取不同。(2)在熱力學溫標與攝氏溫標中，熱力學溫度升高(或降低)1K，則攝氏溫度也升高(或降低)1℃?！疽活}多變】(1)你能說出這個溫度計的測溫原理嗎？(2)為了提高此溫度計的靈敏度，便于讀數(shù)，可采取什么措施？[解析](1)這個溫度計的測溫原理是測溫氣體的熱脹冷縮。(2)細彎管再細一些，瓶子再大一些且氣體再多些，細彎管內(nèi)的液體盡可能少些等，都可以提高靈敏度。[答案]見解析2.氣體的等溫變化一、氣體的等溫變化1．等溫變化一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的條件下，其壓強與體積變化時的關系叫作氣體的等溫變化。2．實驗探究(1)實驗器材：鐵架臺、注射器、橡膠套、壓力表(壓強表)等。注射器下端用橡膠套密封，上端用柱塞封閉一段空氣柱，這段空氣柱是我們的研究對象。(2)數(shù)據(jù)收集：空氣柱的壓強p由上方的壓力表讀出，體積V用刻度尺讀出的空氣柱長度l乘氣柱的橫截面積S。用手把柱塞向下壓或向上拉，讀出體積與壓強的幾組值。(3)數(shù)據(jù)處理以壓強p為縱坐標，以體積的倒數(shù)eq\f(1,V)為橫坐標建立直角坐標系，將收集的各組數(shù)據(jù)描點作圖，若圖像是過原點的直線，說明壓強跟體積的倒數(shù)成正比，即壓強跟體積成反比。注意：作p-V圖像雙曲線不好判定，作p-eq\f(1,V)圖像是過原點的傾斜直線，易判定壓強跟體積成反比。二、玻意耳定律1．玻意耳定律(1)內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強p與體積V成反比。(2)公式：pV＝C(常量)或p1V1＝p2V2。(3)適用條件：①氣體質(zhì)量不變、溫度不變。②氣體溫度不太低、壓強不太大。2．氣體的等溫變化的p-V圖像(1)p-V圖像：一定質(zhì)量的氣體的p-V圖像為一條雙曲線，如圖甲所示。甲乙(2)p-eq\f(1,V)圖像：一定質(zhì)量的氣體的p-eq\f(1,V)圖像為過原點的傾斜直線，如圖乙所示。玻意耳定律在一個恒溫池中，一串串氣泡由池底慢慢升到水面，有趣的是氣泡在上升過程中，體積逐漸變大，到水面時就會破裂。問題：(1)上升過程中，氣泡內(nèi)氣體的溫度發(fā)生改變嗎？(2)上升過程中，氣泡內(nèi)氣體的壓強怎么改變？(3)氣泡在上升過程中體積為何會變大？提示：(1)因為在恒溫池中，所以氣泡內(nèi)氣體的溫度保持不變。(2)變小。(3)由玻意耳定律pV＝C可知，壓強變小，氣體的體積增大。對玻意耳定律的理解及應用1．成立條件：玻意耳定律p1V1＝p2V2是實驗定律，只有在氣體質(zhì)量一定、溫度不變的條件下才成立。2．玻意耳定律的數(shù)學表達式pV＝C中的常量C不是一個普適恒量，它與氣體的種類、質(zhì)量、溫度有關，對一定質(zhì)量的氣體，溫度越高，該恒量C越大。3．應用玻意耳定律的思路和方法：(1)確定研究對象，并判斷是否滿足玻意耳定律成立的條件。(2)確定初、末狀態(tài)及狀態(tài)參量(p1、V1、p2、V2)(3)根據(jù)玻意耳定律列方程p1V1＝p2V2，代入數(shù)值求解(注意各狀態(tài)參量要統(tǒng)一單位)。(4)注意分析題目中的隱含條件，必要時還應由力學或幾何知識列出輔助方程。(5)有時要檢驗結果是否符合實際，對不符合實際的結果要刪去?！纠?】如圖所示，一個上下都與大氣相通的直圓筒，內(nèi)部橫截面積為S＝0.01m2，中間用兩個活塞A和B密閉一定質(zhì)量的氣體。A、B都可沿圓筒無摩擦地上下滑動，且不漏氣。A的質(zhì)量不計，B的質(zhì)量為M，并與一勁度系數(shù)為k＝5×103N/m的較長的彈簧相連。已知大氣壓p0＝1×105Pa，平衡時兩活塞之間的距離l0＝0.6m，現(xiàn)用力壓A，使之緩慢向下移動一段距離后，保持平衡。此時用于壓A的力F＝500N，求活塞A下移的距離。思路點撥：(1)因為是緩慢下移所以密閉氣體溫度不變。(2)應用玻意耳定律可以求出l。[解析]設活塞A下移距離為l，活塞B下移的距離為x，對圓筒中的氣體：初狀態(tài)：p1＝p0V1＝l0S末狀態(tài)：p2＝p0＋eq\f(F,S)V2＝(l0＋x－l)S由玻意耳定律得p1V1＝p2V2即p0l0S＝(p0＋eq\f(F,S))·(l0＋x－l)·S ①根據(jù)胡克定律F＝kx ②代數(shù)解①②得l＝0.3m。[答案]0.3m應用玻意耳定律解題時的兩個誤區(qū)誤區(qū)1：誤認為在任何情況下玻意耳定律都成立。只有一定質(zhì)量的氣體在溫度不變時，定律成立。誤區(qū)2：誤認為氣體的質(zhì)量變化時，一定不能用玻意耳定律進行分析。當氣體經(jīng)歷多個質(zhì)量發(fā)生變化的過程時，可以分段應用玻意耳定律進行列方程，也可以把發(fā)生變化的所有氣體作為研究對象，保證初、末態(tài)的氣體的質(zhì)量、溫度不變，應用玻意耳定律列方程。氣體等溫變化的p-V圖像在如圖所示的p-V圖上，兩條等溫線表示的溫度t1和t2哪一個比較高？為什么？提示：在兩條等溫線上取體積相同的兩個點(即兩個狀態(tài))A和B，可以看出pA＞pB因此t2＞t1。p-V圖像及p-eq\f(1,V)圖像上等溫線的物理意義1．一定質(zhì)量的某種氣體，其等溫線是雙曲線，雙曲線上的每一個點均表示一定質(zhì)量的氣體在該溫度下的一個狀態(tài)，而且同一條等溫線上每個點對應的p、V坐標的乘積都是相等的，如圖甲所示。甲乙2．玻意耳定律pV＝C(常量)，其中常量C不是一個普通常量，它隨氣體溫度的升高而增大，溫度越高，常量C越大，等溫線離坐標軸越遠。如圖乙所示，四條等溫線的關系為T4>T3>T2>T1。3．一定質(zhì)量氣體的等溫變化過程，也可以用p-eq\f(1,V)圖像來表示，如圖所示。等溫線是一條延長線通過原點的傾斜直線，由于氣體的體積不能無窮大，所以靠近原點附近處應用虛線表示，該直線的斜率k＝eq\f(p,\f(1,V))＝pV∝T，即斜率越大，氣體的溫度越高?！纠?】(多選)如圖所示，是一定質(zhì)量的某種氣體狀態(tài)變化的p-V圖像，氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中，氣體的溫度和分子平均速率的變化情況的下列說法正確的是()A．都一直保持不變B．溫度先升高后降低C．溫度先降低后升高D．平均速率先增大后減小思路點撥：(1)溫度是分子平均動能的標志，同種氣體溫度越高，分子平均動能越大，分子平均速率越大。(2)溫度越高，pV值越大，p-V圖像中等溫線離坐標原點越遠。BD[由圖像可知，pAVA＝pBVB，所以A、B兩狀態(tài)的溫度相等，在同一等溫線上，可在p-V圖上作出幾條等溫線，如圖所示。由于離原點越遠的等溫線溫度越高，所以從狀態(tài)A到狀態(tài)B溫度應先升高后降低，分子平均速率先增大后減小。故A、C錯誤，B、D正確。](1)不同的等溫線溫度不同，越靠近原點的等溫線溫度越低，越遠離原點的等溫線溫度越高。(2)由不同等溫線的分布情況可以判斷溫度的高低。3.氣體的等壓變化和等容變化一、氣體的等壓變化1．等壓變化一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強不變時，體積隨溫度變化的過程叫作氣體的等壓變化。2．蓋—呂薩克定律(1)內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強不變的情況下，其體積V與熱力學溫度T成正比。(2)公式：V＝CT或eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)。(3)適用條件：氣體質(zhì)量一定；氣體壓強不變。(4)等壓變化的圖像：由V＝CT可知在V-T坐標系中，等壓線是一條通過坐標原點的傾斜的直線。對于一定質(zhì)量的氣體，不同等壓線的斜率不同。斜率越小，壓強越大，如圖所示，p2>(選填“>”或“<”)p1。二、氣體的等容變化1．等容變化一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變時，壓強隨溫度變化的過程。2．查理定律(1)內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強p與熱力學溫度T成正比。(2)公式：p＝CT或eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)。(3)等容變化的圖像：從圖甲可以看出，在等容過程中，壓強p與攝氏溫度t是一次函數(shù)關系，不是簡單的正比例關系。但是，如果把圖甲中的直線AB延長至與橫軸相交，把交點當作坐標原點，建立新的坐標系(如圖乙所示)，那么這時的壓強與溫度的關系就是正比例關系了。圖乙坐標原點的意義為氣體壓強為0時，其溫度為0K?？梢宰C明，新坐標原點對應的溫度就是0_K。甲乙(4)適用條件：氣體的質(zhì)量一定，氣體的體積不變。說明：氣體做等容變化時，壓強p與熱力學溫度T成正比，即p∝T，不是與攝氏溫度t成正比，但壓強變化量Δp與熱力學溫度變化量ΔT和攝氏溫度的變化量Δt都是成正比的，即Δp∝ΔT、Δp∝Δt。三、理想氣體1．理想氣體在任何溫度、任何壓強下都遵從氣體實驗定律的氣體。2．理想氣體與實際氣體在溫度不低于零下幾十攝氏度、壓強不超過大氣壓的幾倍的條件下，把實際氣體看成理想氣體來處理。3．理想氣體的狀態(tài)方程(1)內(nèi)容一定質(zhì)量的某種理想氣體，在從某一狀態(tài)變化到另一狀態(tài)時，盡管壓強p、體積V、溫度T都可能改變，但是壓強p跟體積V的乘積與熱力學溫度T之比保持不變。(2)表達式①eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)；②eq\f(pV,T)＝C。(3)成立條件一定質(zhì)量的理想氣體。說明：理想氣體是一種理想化模型，是對實際氣體的科學抽象。題目中無特別說明時，一般都可將實際氣體當成理想氣體來處理。四、對氣體實驗定律的微觀解釋用分子動理論可以定性解釋氣體的實驗定律。1．玻意耳定律一定質(zhì)量的某種理想氣體，溫度保持不變時，分子的平均動能是一定的。在這種情況下，體積減小時，分子的數(shù)密度增大，單位時間內(nèi)，單位面積上碰撞器壁的分子數(shù)就多，氣體的壓強就增大。這就是玻意耳定律的微觀解釋。2．蓋—呂薩克定律一定質(zhì)量的某種理想氣體，溫度升高時，分子的平均動能增大；只有氣體的體積同時增大，使分子的數(shù)密度減小，才能保持壓強不變。這就是蓋—呂薩克定律的微觀解釋。3．查理定律一定質(zhì)量的某種理想氣體，體積保持不變時，分子的數(shù)密度保持不變。在這種情況下，溫度升高時，分子的平均動能增大，氣體的壓強就增大。這就是查理定律的微觀解釋。氣體的等壓變化汽缸中封閉著溫度為100℃的空氣，一重物用繩索經(jīng)滑輪跟汽缸中活塞相連接，重物和活塞都處于平衡狀態(tài)，這時活塞離汽缸底的高度為10cm，如果缸內(nèi)空氣溫度緩慢降至0℃。試探究：(1)在變化過程中氣體發(fā)生的是什么變化？(2)此時活塞到缸底的距離是多大？提示：(1)是等壓變化。(2)初狀態(tài)V1＝S×(10cm)，T1＝(273＋100)K＝373K；末狀態(tài)V2＝lS，T2＝273K。由eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)，得V2＝eq\f(T2,T1)V1≈S×(7.32cm)，即活塞到缸底的距離l為7.32cm。1．蓋—呂薩克定律的適用范圍壓強不太大，溫度不太低。原因同查理定律。2．公式變式由eq\f(V1,T1)＝eq\f(V1＋ΔV,T1＋ΔT)得eq\f(V1,T1)＝eq\f(ΔV,ΔT)，所以ΔV＝eq\f(ΔT,T1)V1，ΔT＝eq\f(ΔV,V1)T1，3．等壓線(1)V-T圖像①意義：反映了一定質(zhì)量的氣體在等壓變化中體積與熱力學溫度T成正比的關系。②圖像：過原點的傾斜直線。③特點：斜率越大，壓強越小。(2)V-t圖像①意義：反映了一定質(zhì)量的氣體在等壓變化中體積與攝氏溫度t成線性關系。②圖像：傾斜直線，延長線與t軸交點為－273.15℃。③特點：連接圖像中的某點與(－273.15℃，0)，連線的斜率越大，壓強越小?！纠?】如圖甲是一定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的V-T圖像，已知氣體在狀態(tài)A時的壓強是1.5×105Pa。甲乙(1)說出A→B過程中壓強變化的情形，并根據(jù)圖像提供的信息，計算圖中TA的值；(2)請在圖乙所示坐標系中，作出由狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的p-T圖像，并在圖像相應位置上標出字母A、B、C。如果需要計算才能確定有關坐標值，請寫出計算過程。思路點撥：(1)在根據(jù)圖像判斷氣體的狀態(tài)變化時，首先要確定橫、縱坐標表示的物理量，其次根據(jù)圖像的形狀判斷各物理量的變化規(guī)律。(2)在氣體狀態(tài)變化的圖像中，圖線上的一個點表示一定質(zhì)量氣體的一個平衡狀態(tài)，一個線段表示氣體狀態(tài)變化的一個過程。[解析](1)由圖像可知A→B為等壓過程，根據(jù)蓋—呂薩克定律可得eq\f(VA,TA)＝eq\f(VB,TB)，所以TA＝eq\f(VA,VB)TB＝eq\f(0.4,0.6)×300K＝200K。(2)根據(jù)查理定律得eq\f(pB,TB)＝eq\f(pC,TC)，pC＝eq\f(TC,TB)pB＝eq\f(400,300)pB＝eq\f(4,3)pB＝eq\f(4,3)pA＝eq\f(4,3)×1.5×105Pa＝2.0×105Pa。則可畫出由狀態(tài)A→B→C的p-T圖像如圖所示。[答案](1)壓強不變200K(2)見解析(1)從圖像中的某一點(平衡狀態(tài))的狀態(tài)參量開始，根據(jù)不同的變化過程。先用相對應的規(guī)律計算出下一點(平衡狀態(tài))的狀態(tài)參量，逐一分析計算出各點的p、V、T。(2)根據(jù)計算結果在圖像中描點，連線作出一個新的圖線，并根據(jù)相應的規(guī)律逐一檢查是否有誤。(3)圖像特點：p-eq\f(1,V)圖像、p-T圖像、V-T圖像過原點，在原點附近都要畫成虛線。氣體的等容變化在炎熱的夏天，打足氣的自行車輪胎在日光的暴曬下有時會脹破，忽略輪胎體積變化。試探究：(1)氣體發(fā)生的是什么變化？(2)請解釋原因。提示：(1)氣體生生的是等容變化。(2)自行車輪胎體積一定，日光暴曬時，輪胎里的空氣溫度升高明顯，氣體壓強增大，當氣體壓強增大到超過輪胎承受的限度時，輪胎就會被脹破。1．查理定律的適用條件壓強不太大，溫度不太低的情況。當溫度較低，壓強較大時，氣體會液化，定律不再適用。2．公式變式由eq\f(p1,T1)＝eq\f(p1＋Δp,T1＋ΔT)得eq\f(p1,T1)＝eq\f(Δp,ΔT)或Δp＝eq\f(ΔT,T1)p1，ΔT＝eq\f(Δp,p1)T1。3．等容線(1)p-T圖像①意義：反映了一定質(zhì)量的氣體在等容變化中，壓強p與熱力學溫度T成正比的關系。②圖像：過原點的傾斜直線。③特點：斜率越大，體積越小。(2)p-t圖像①意義：反映了一定質(zhì)量的氣體在等容變化中，壓強p與攝氏溫度t的線性關系。②圖像：傾斜直線，延長線與t軸交點為－273.15℃。③特點：連接圖像中的某點與(－273.15℃，0)連線的斜率越大，體積越小。【例2】有人設計了一種測溫裝置，其結構如圖所示，玻璃泡A內(nèi)封有一定量氣體，與A相連的B管插在水槽中，管內(nèi)水銀面的高度x即可反映泡內(nèi)氣體的溫度，即環(huán)境溫度，并可由B管上的刻度直接讀出。設B管的體積與A玻璃泡的體積相比可忽略不計。在1標準大氣壓下對B管進行溫度刻度(1標準大氣壓相當于76cmHg的壓強，等于101kPa)。已知當溫度t1＝27℃時，管內(nèi)水銀面高度x＝16cm，此高度即為27℃的刻度線，t＝0℃的刻度線在何處？思路點撥：(1)玻璃泡A的容積不變，是等容變化。(2)找到初末狀態(tài)的p1T，根據(jù)查理定律可求出刻度線的位置。[解析]選玻璃泡A內(nèi)的一定量的氣體為研究對象，由于B管的體積可略去不計，溫度變化時，A內(nèi)氣體經(jīng)歷的是一個等容過程。玻璃泡A內(nèi)氣體的初始狀態(tài)：T1＝300Kp1＝(76－16)cmHg＝60cmHg末態(tài)，即t＝0℃的狀態(tài)：T0＝273K由查理定律得p＝eq\f(T0,T1)p1＝eq\f(273,300)×60cmHg＝54.6cmHg所以t＝0℃時水銀面的高度，即刻度線的位置是x0＝(76－54.6)cm＝21.4cm。[答案]21.4cm利用查理定律解題的一般步驟(1)確定研究對象，即被封閉的氣體。(2)分析被研究氣體在狀態(tài)變化時是否符合定律成立條件，即是否是初、末態(tài)的質(zhì)量和體積保持不變。(3)確定初、末兩個狀態(tài)的溫度、壓強。(4)按查理定律公式列式求解，并對結果進行討論。理想氣體的狀態(tài)方程在電視上同學們或許看到過有人乘坐熱氣球在藍天翱翔的畫面，其中的燃燒器時而噴出熊熊烈焰，巨大的氣球緩慢上升。如果有朝一日你乘坐熱氣球在藍天旅行探險，那將是一件有趣而刺激的事情。熱氣球為什么能升空？請?zhí)骄科渲械脑怼Ｌ崾荆阂詿釟馇蚣捌渲兴諝庹w為研究對象，受重力及周圍空氣的浮力作用，當燃燒器噴出火焰時，將氣球內(nèi)空氣加熱，溫度升高，但氣體壓強始終等于外界大氣壓強，可認為是不變的。由狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝恒量知，p一定，T增大，則V增大，于是氣球內(nèi)熱空氣體積膨脹，從下面漏出，使氣球內(nèi)所含空氣的質(zhì)量減小，熱氣球整體的重力減小，當空氣的浮力大于重力時，熱氣球便會上升。1.理想氣體狀態(tài)方程與氣體實驗定律eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)?eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(T1＝T2時，p1V1＝p2V2(玻意耳定律),V1＝V2時，\f(p1,T1)＝\f(p2,T2)(查理定律),p1＝p2時，\f(V1,T1)＝\f(V2,T2)(蓋—呂薩克定律)))由此可見，三個氣體實驗定律是理想氣體狀態(tài)方程的特例。2.理想氣體狀態(tài)變化的圖像一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)參量p、V、T可以用圖像上的點表示出來，用點到點之間的連線表示氣體從一個平衡態(tài)(與點對應)到另一個平衡態(tài)的變化過程。利用圖像對氣體狀態(tài)、狀態(tài)變化及規(guī)律進行分析，是常用的方法。(1)利用垂直于坐標軸的線作輔助線去分析同質(zhì)量、不同溫度的兩條等溫線，不同體積的兩條等容線，不同壓強的兩條等壓線的關系。例如：如圖甲所示，V1對應的虛線為等容線，A、B是與T1、T2兩線的交點，可以認為從B狀態(tài)通過等容升壓到A狀態(tài)，溫度必然升高，所以T2>T1。甲又如圖乙所示，T1對應的虛線AB為等溫線，從B狀態(tài)到A狀態(tài)壓強增大，體積一定減小，所以V2<V1。乙(2)一定質(zhì)量理想氣體的圖像①等溫變化a.T一定時，在p-V圖像中，等溫線是一簇雙曲線，圖像離坐標軸越遠，溫度越高，如圖甲所示，T2>T1。甲乙b.T一定時，在p-eq\f(1,V)圖像中，等溫線是延長線過坐標原點的直線，直線的斜率越大，溫度越高，如圖乙所示。②等壓變化a.p一定時，在V-T圖像中，等壓線是一簇延長線過坐標原點的直線，直線的斜率越大，壓強越小，如圖甲所示。甲乙b.p一定時，在V-t圖像中，等壓線與t軸的交點總是－273.15℃，是一條傾斜的直線，縱截距表示0℃時氣體的體積，如圖乙所示。eq\o\ac(○,3)等容變化a.V一定時，在p-T圖像中，等容線為一簇延長線過坐標原點的直線，直線的斜率越小，體積越大，如圖甲所示。甲乙b.V一定時，在p-t圖像中，等容線與t軸的交點是－273.15℃，是一條傾斜的直線，縱截距表示氣體在0℃時的壓強，如圖乙所示?！纠?】內(nèi)壁光滑的導熱汽缸豎直浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不計質(zhì)量的活塞封閉壓強為1.0×105Pa、體積為2.0×10－3m3的理想氣體?，F(xiàn)在活塞上方緩緩倒上沙子，使封閉氣體的體積變?yōu)樵瓉淼囊话耄缓髮⑵滓瞥鏊?，緩慢加熱，使氣體溫度變?yōu)?27℃。(大氣壓強為1.0×105Pa)(1)求汽缸內(nèi)氣體的最終體積(保留三位有效數(shù)字)；(2)在如圖所示的p-V圖上畫出整個過程中汽缸內(nèi)氣體的狀態(tài)變化。思路點撥：(1)在活塞上方緩緩倒沙子的過程是一個等溫變化過程，緩慢加熱的過程是一個等壓變化過程。(2)等壓過程的圖線為平行于V軸的直線，等容過程的圖線為平行于p軸的直線，等溫過程的圖線為雙曲線的一支。[解析](1)在活塞上方倒沙的全過程中溫度保持不變，即p0V0＝p1V1，解得p1＝2.0×105Pa。在緩慢加熱到127℃的過程中壓強保持不變，則eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)，所以V2≈1.5×10－3m3。(2)如圖所示[答案](1)1.5×10－3m3(2)見解析理想氣體狀態(tài)變化時注意轉折點的確定轉折點是兩個狀態(tài)變化過程的分界點，挖掘隱含條件，找出轉折點是應用理想氣體狀態(tài)方程解決氣體狀態(tài)變化問題的關鍵。氣體實驗定律的微觀解釋中央電視臺在《科技之光》欄目中曾播放過這樣一個節(jié)目：把液氮倒入飲料瓶中，馬上蓋上瓶蓋并擰緊，人立刻撤離現(xiàn)場，一會兒飲料瓶爆炸，你能解釋一下原因嗎？提示：液氮吸熱汽化，分子運動加快，飲料瓶內(nèi)氣體壓強迅速增大，當大于瓶壁承受的壓強時，飲料瓶爆炸。1．玻意耳定律(1)宏觀表現(xiàn)：一定質(zhì)量的某種理想氣體，在溫度保持不變時，體積減小，壓強增大；體積增大，壓強減小。(2)微觀解釋：溫度不變，分子的平均動能不變。體積越小，分子的數(shù)密度越大，單位時間內(nèi)撞到單位面積器壁上的分子數(shù)就越多，氣體的壓強就越大，如圖所示。體積大體積小2．蓋一呂薩克定律(1)宏觀表現(xiàn)：一定質(zhì)量的某種理想氣體，在壓強不變時，溫度升高，體積增大，溫度降低，體積減小。(2)微觀解釋：溫度升高，分子平均動能增大，撞擊器壁的作用力變大，而要使壓強不變，則需影響壓強的另一個因素，即分子的數(shù)密度減小，所以氣體的體積增大，如圖所示。3．查理定律(1)宏觀表現(xiàn)：一定質(zhì)量的某種理想氣體，在體積保持不變時，溫度升高，壓強增大；溫度降低，壓強減小。(2)微觀解釋：體積不變，則分子的數(shù)密度不變，溫度升高，分子平均動能增大，分子撞擊器壁單位面積的作用力變大，所以氣體的壓強增大，如圖所示?！纠?】在一定的溫度下，—定質(zhì)量的氣體體積減小時，氣體的壓強增大，這是由于()A．單位體積內(nèi)的分子數(shù)增多，單位時間內(nèi)分子對器壁碰撞的次數(shù)增多B．氣體分子的數(shù)密度變大，分子對器壁的吸引力變大C．每個氣體分子對器壁的平均撞擊力都變大D．氣體密度增大，單位體積內(nèi)分子重量變大思路點撥：(1)影響氣體壓強的原因是分子的平均動能和單位體積的分子個數(shù)。(2)溫度是分子平均動能的標志，體積決定分子的數(shù)密度。A[氣體的溫度不變，分子的平均動能不變，對器壁的平均撞擊力不變，C錯誤；體積減小，單位體積內(nèi)的分子數(shù)目增多，所以氣體壓強增大，A正確；分子和器壁間無引力作用，B錯誤；單位體積內(nèi)氣體的質(zhì)量變大，不是壓強變大的原因，D錯誤。](1)宏觀量溫度的變化對應著微觀量分子動能平均值的變化。宏觀量體積的變化對應著氣體分子的數(shù)密度的變化。(2)壓強的變化可能由兩個因素引起，即分子熱運動的平均動能和分子的數(shù)密度，可以根據(jù)氣體變化情況選擇相應的實驗定律加以判斷。4.固體一、晶體和非晶體1．固體可以分為晶體和非晶體兩類。石英、云母、明礬、食鹽、味精、蔗糖等是晶體，玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠等是非晶體。2．單晶體具有確定的幾何形狀，多晶體和非晶體沒有確定的幾何形狀，我們在初中已經(jīng)學過，晶體有確定的熔點，非晶體沒有確定的熔點。3．有些晶體沿不同方向的導熱或導電性能不同，有些晶體沿不同方向的光學性質(zhì)不同，這類現(xiàn)象稱為各向異性。非晶體沿各個方向的物理性質(zhì)都是一樣的，這叫作各向同性。由于多晶體是許多單晶體雜亂無章地組合而成的，所以多晶體是各向同性的。說明：具有各向異性的一定是單晶體，具有各向同性的則可能是非晶體或多晶體。二、晶體的微觀結構1．規(guī)則性：在各種晶體中，原子(或分子、離子)都是按照一定的規(guī)則排列的，具有空間上的周期性。2．變化或轉化在不同條件下，同種物質(zhì)的微粒按照不同規(guī)則在空間排列，可以生成不同的晶體，例如石墨和金剛石。有些晶體在一定條件下可以轉化為非晶體，例如天然水晶熔化后再凝固成石英玻璃。晶體和非晶體雪花的形狀極多，而且十分美麗。如果把雪花放在放大鏡下，可以發(fā)現(xiàn)每片雪花都是一副極其精美的圖案，連許多藝術家都贊嘆不已。但是，各種各樣的雪花大多是什么形狀的呢？它們又是怎樣形成的呢？你不妨拿放大鏡來觀察一下！或者上網(wǎng)去搜一下吧！提示：雪花大多是六角形的，這是因為雪花屬于六方晶系。雪花的“胚胎”是小冰晶，主要有兩種形狀：一種呈六棱體狀，長而細，叫柱晶，但有時它的兩端是尖的，樣子像一根針，叫針晶；另一種則呈六角形的薄片狀，就像從六棱鉛筆上切下來的薄片那樣，叫片晶。1．單晶體的特征(1)具有天然的規(guī)則外形，這種規(guī)則的外形不是人工造成的。(2)物理性質(zhì)各向異性，這是單晶體區(qū)別于非晶體和多晶體最重要的特性，是判斷單晶體最主要的依據(jù)。(3)具有確定的熔點，單晶體在這一點上和多晶體沒有區(qū)別。從宏觀上區(qū)分晶體和非晶體的重要依據(jù)是看有無確定的熔點。2．多晶體和非晶體(1)多晶體雖無天然規(guī)則的幾何形狀，物理性質(zhì)各向同性，但組成多晶體的晶粒都有規(guī)則的幾何形狀，每一個晶粒都具有單晶體的特征和物理性質(zhì)，這是多晶體和非晶體在內(nèi)部結構上的區(qū)別。(2)多晶體與非晶體在宏觀上的區(qū)