2021版高考物理一轮复习 热学 第2讲 固体、液体与气体课件（选修3-3）.ppt

命题点一固体和液体的性质【要点·融会贯通】1.晶体和非晶体:(1)单晶体具有各向异性,但不是在各种物理性质上都表现出各向异性。(2)只要是具有各向异性的物体必定是晶体,且是单晶体。(3)只要是具有确定熔点的物体必定是晶体,反之,必是非晶体。(4)晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化。2.液体表面张力:(1)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大,分子间的相互作用力表现为引力。(2)表面特性:表面层分子间的引力使液面产生了表面张力,使液体表面好像一层绷紧的弹性薄膜。(3)表面张力的方向:和液面相切,垂直于液面上的各条分界线。(4)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。(5)表面张力的大小:跟边界线的长度、液体的种类、温度都有关系。【典例·通法悟道】【典例1】(多选)下列说法正确的是()A.固体可分为晶体和非晶体,而晶体都具有确定的几何形状B.液晶的光学性质会随所加电场的变化而变化C.物质的光学性质具有各向同性时,可能是晶体D.液晶像液体一样具有流动性,其光学性质具有各向异性E.液体表面具有收缩的趋势,说明液体表面层的分子之间只存在引力作用【解析】选B、C、D。凡是晶体,不一定具有确定的几何外形,比如多晶体没有,单晶体的物理性质具有各向异性,而多晶体的物理性质具有各向同性,A错误,C正确;液晶最主要的特点是具有电光效应:液晶的干涉、散射、衍射、旋光、吸收等受电场调制,液晶像液体一样具有流动性,而其光学性质具有各向异性,B、D正确;分子之间引力和斥力是同时存在的,E错误。命题点二封闭气体压强的计算【要点·融会贯通】封闭气体压强的计算三法(1)取等压面法:根据同种液体在同一水平液面处压强相等,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处的总压强为p=p0+ρgh。例如,图中同一水平液面C、D处压强相等,则pA=p0+ρgh。(2)平衡条件法:选取与气体接触的液柱或固体(活塞或汽缸)为研究对象,对其进行受力分析,然后根据平衡条件列平衡方程进行求解。适用于系统处于平衡状态下,封闭气体压强的计算。(3)牛顿第二定律法:选取封闭物(如封闭气体的液柱、活塞、汽缸等)为研究对象,对其进行正确的受力分析,然后应用牛顿第二定律列方程求解。【典例·通法悟道】(2018·全国卷Ⅰ)如图,容积为V的汽缸由导热材料制成,面积为S的活塞将汽缸分成容积相等的上下两部分,汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连,细管上有一阀门K。开始时,K关闭,汽缸内上下两部分气体的压强均为p0。现将K打开,容器内的液体缓慢地流入汽缸,当流入的液体体积为时,将K关闭,活塞平衡时其下方气体的体积减小了。不计活塞的质量和体积,外界温度保持不变,重力加速度大小为g。求流入汽缸内液体的质量。【解析】设活塞再次平衡后,活塞上方气体的体积为V1,压强为p1;下方气体的体积为V2,压强为p2。在活塞下移的过程中,活塞上、下方气体的温度均保持不变,由玻意耳定律得p0=p1V1①p0=p2V2②由已知条件得V1=+-=V③V2=-=④设活塞上方液体的质量为m,由力的平衡条件得p2S=p1S+mg⑤联立以上各式得m=⑥答案:命题点三理想气体状态方程与气体实验定律的应用【要点·融会贯通】1.理想气体的状态方程:(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:(3)应用状态方程解题的一般步骤:2.状态方程与气体实验定律的关系:【典例·通法悟道】【典例3】如图,一粗细均匀的细管开口向上竖直放置,管内有一段高度为2.0cm的水银柱,水银柱下密封了一定量的理想气体,水银柱上表面到管口的距离为2.0cm。若将细管倒置,水银柱下表面恰好位于管口处,且无水银滴落,管内气体温度与环境温度相同。已知大气压强为76cmHg,环境温度为296K。(1)求细管的长度;(2)若在倒置前,缓慢加热管内被密封的气体,直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止,求此时密封气体的温度。【解析】(1)设细管的长度为L,横截面的面积为S,水银柱高度为h;初始时,设水银柱上表面到管口的距离为h1,被密封气体的体积为V,压强为p;细管倒置时,气体体积为V1,压强为p1。由玻意耳定律有pV=p1V1①由力的平衡条件有p=p0+ρgh②p1=p0-ρgh③式中,ρ、g分别为水银的密度和重力加速度的大小,p0为大气压强。由题意有V=S(L-h1-h)④V1=S(L-h)⑤由①②③④⑤式和题给条件得L=41cm⑥(2)设气体被加热前后的