固体液体和气体 热力学定律与能量守恒.docx

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固体液体和气体热力学定律与能量守恒

固体液体和气体热力学定律与能量守恒

学生姓名

年级

学科

物理

授课教师

日期

时段

核心内容

固体液体和气体热力学定律

课型

一对一/一对N

教学目标

1、掌握晶体的宏观特性；

2、了解什么是单晶体、多晶体和非晶体；

3、了解液体的性质，知道什么是液晶和液晶的特点；

4、掌握气体的相关状态分析；

5、了解热力学定律；

6、理解能量守恒定律。

重、难点

气体的状态方程、热力学定律

精准诊查

课首沟通

1．对本章的一些基本知识点记忆是否清晰，有哪些规律?

2．本章知识在之前的学习中情况如何，相关习题是否全部可以解答?

你认为这一章你处于什么层次；

3．自己感觉本章知识最不熟悉的是哪一块?

觉得什么概念现在理解的还是含糊不清；

4．能否说出固体、液体、气体的特点和相关概念；

5．对热力学三大定律记忆是否清晰，它们的具体描述分别是怎样的?

知识导图

课首小测

1．人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程，以下说法正确的是（　　）

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

【题型】多项选择题

【知识点】固体、液体、气体

【参考答案】AD

【解析】液体分子的势能与体积有关，A正确；多晶体的物理性质是各向同性，B错；温度升高时，分子的平均动能增大，但并非是每个分子的动能都增大，C错；由于液体的表面张力作用，露珠呈球形，D正确。

2．为了将空气装入气瓶内，现将一定质量的空气等温压缩，空气可视为理想气体。

图中的图像能正确表示该过程中空气的压强p和体积V关系的是（　　）

A．

B．

C．

D．

【题型】单选题

【知识点】固体、液体、气体

【参考答案】B

【解析】根据气体等温变化方程pV＝C，所以p＝，因此p－的图像是一条过原点的直线，选项B正确。

3．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

【题型】单选题

【知识点】固体、液体、气体

【参考答案】B

【解析】本题主要考查晶体和非晶体的熔化图像，意在考查考生应用图像分析问题的能力。

晶体与非晶体间关键区别在于晶体存在固定的熔点，固液共存态时吸热且温度不变，而非晶体没有。

4．图3是氧气分子在0℃和100℃下的速率分布图线，由图可知（　　）

A．随着温度升高，氧气分子的平均速率变小

B．随着温度升高，每一个氧气分子的速率都增大

C．随着温度升高，氧气分子中速率小的分子所占比例增大

D．同一温度下，氧气分子速率分布呈现“中间多，两头少”的规律

【题型】单选题

【知识点】固体、液体、气体

【参考答案】D

【解析】根据图线可以看出，随着温度升高，氧气分子中速率大的分子所占比例增大，同一温度下，氧气分子速率分布呈现“中间多、两头少”的规律，选项A、B、C错，D对。

5．关于空气湿度，下列说法正确的是（　　）

A．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大

B．当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小

C．空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示

D．空气的相对湿度定义为水的饱和蒸汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比

【题型】多项选择题

【知识点】固体、液体、气体

【参考答案】BC

【解析】由于在空气中水蒸气含量不变的情况下，气温越高时饱和蒸汽压越大，人的感觉是越干燥，即人的感觉取决于相对湿度而非绝对湿度，A错误B正确；空气的相对湿度是指空气中所含水蒸气压强与同温度下饱和蒸汽压的比值，空气的绝对湿度的定义就是用空气中所含水蒸气的压强来表示湿度的方法，故C正确D错误。

6．对于一定质量的气体，下列状态变化可能实现的是（　　）

A．增大压强时，温度降低，体积增大

B．升高温度时，压强增大，体积减小

C．降低温度时，压强增大，体积不变

D．降低温度时，压强减小，体积增大

【题型】多项选择题

【知识点】固体、液体、气体

【参考答案】BD

【解析】温度降低时，分子的平均动能减小，有使压强减小的趋势；体积增大时，分子的密集程度减小，也有使压强减小的趋势，所以A过程是不可能实现的。

升高温度，减小体积，都会使压强增大，故B过程是可能实现的。

温度降低而体积不变，压强一定减小，故C过程是不可能实现的。

温度降低和体积增大都会使压强减小，所以D过程是可能实现的。

7．对于一定质量的气体，以下说法中正确的是（　　）

A．气体作等容变化时，气体的压强和温度成正比

B．气体作等容变化时，温度升高1℃，增加的压强是原来压强的1/273

C．气体作等容变化时，气体压强的变化量与温度的变化量成正比

D．由查理定律可知，等容变化中，气体温度从t1升高到t2时，气体压强由p1增加到p2，且p2＝p1[1＋（t2－t1）/273]

【题型】单选题

【知识点】固体、液体、气体

【参考答案】C

【解析】一定质量气体的等容变化，气体的压强是跟热力学温度成正比，跟摄氏温度不是正比关系，A错；根据公式pt＝p0（1＋t/273），其中p0是0℃时的压强，B也错；气体压强的变化量，总是跟变化的温度成正比，无论是摄氏温度，还是热力学温度，C正确；根据公式pt＝p0（1＋t/273），判断D错误。

互动导学

导学一：

晶体的宏观特性

知识点讲解1：

晶体的基本特点

人们最开始认识晶体是从观察外部形态开始的。

把具有天然的而不是经人工加工的规律的几何外形固体称为晶体。

如：

石英，锆石英，食盐，但许多物质，虽然不具有明显的规则多面体外形，却具有晶体性质，也就是说，这种规则的多面体并不能反映晶体的实质，它只是晶体内部某种本质因素的规律性在外表上的一种反映，直到上世纪初，1912年劳厄（德国的物理学家）第一次成功茯得晶体对X射线的衍射线的图案，才使研究深入到晶体的内部结构，才从本质上认识了晶体，证实了晶体内部质点空间是按一定方式有规律地周期性排列的。

晶体的现代定义：

内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体（具有格子构造）。

晶体，非晶体—内部结构显著不同—性质显著不同。

性质与结构紧密相关，通过性质可区分晶体、非晶体。

1．各向异性

晶体对光、电、磁、热以及抵抗机械和化学作用在各个方向上是不一样的（等轴系晶体除外）。

如：

石墨的导电率不同方向差别很大，垂直方向为层平行方向1/104。

兰晶石硬度，AA方向莫氏硬度4.5，BB方向7，食盐晶体抗张强度，对角线方向最大，垂直晶面方向最小。

晶体的各向异性是区别于物质其它状态最本质性质。

2．固定熔点

晶体在熔化时必须吸收一定的熔融热才能转变为液态（同样在凝固时放出同样大小的结晶热），见晶体加热曲线：

随时间增加，温度升高，T0时，晶体开始熔解，温度停止上升，此时所加的热量，用于破坏晶体的格子构造，直到晶体完全熔解，温度才开始继续升高。

固体的加热曲线

3．稳定性

晶体能长期保持其固有状态而不转变成其它状态。

这是晶体具有最低内能决定的，内能小，晶体内的质点规律排列，这是质点间的引力斥力达到平衡，结果内能最小，质点在平衡位置振动，没有外加能量，晶体格子构造不破坏，就不能自发转变为其它状态，处于最稳定状态，而非晶体就不稳定，如玻璃有自发析晶（失透）倾向。

4．自限性

晶体具有自发地生长为一个封闭的几何多面体倾向，即晶体与周围介质的界面经常是平面，晶体的多面体形态是其格子构造在外形上的直接反映。

5．对称性

晶体的某些性质在一定方向及位置上出现对称性，因为晶体的构造是质点在空间周期性规律排列，是反映在宏观上的必然结果（专节讨论）。

6．均匀性（均一性）

一个晶体的各个部分性质都是一样的。

因为晶体内质点是周期性重复排列的，其任何一部分在结构上都是相同的，因而由结构决定的一切性质都是相同的。

这里注意：

均匀性与各向异性不同，前者是指晶体的位置，后者是指观察晶体的方向。

例题

1．（2014德州市高三二模）下列说法中正确的是（　　）

A．知道水蒸气的摩尔体积和水分子的体积，可计算出阿伏加德罗常数

B．硬币或钢针能浮于水面上，是由于液体表面张力的作用

C．晶体有固定的熔点，具有规则的几何外形，物理性质具有各向异性

D．影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受的因素是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和气压的差距

E．随着科技的发展，将来可以利用高科技手段，将散失在环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其他变化

【题型】多项选择题

【知识点】固体

【参考答案】BD

【解析】A、液体和固体可用摩尔体积除以分子体积的阿伏伽德罗常数，而气体不能，故A错误；

B、硬币或钢针能浮于水面上，是由于液体表面张力的作用，故B正确；

C、晶体分为单晶体和多晶体，多晶体物理性质各向同性，故C错误；

D、空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和气压的差距影响蒸发快慢，故D正确；

E、能量具有单向性，故不能将散失的能量在聚集利用，故E错误。

2．（2014新余市二模）下列说法中正确是（　　）

A．悬浮在液体中的微小固体颗粒的运动是无规则的，说明液体分子的运动也是无规则的

B．物体中分子热运动动能的总和等于物体的内能

C．橡胶无固定熔点，是非晶体

D．热机的效率可以等于100%

E．对于同一种气体，温度越高，分子平均动能越大

【题型】多项选择题

【知识点】固体

【参考答案】ACE

【解析】A、悬浮在液体中的微小固体颗粒的运动是无规则的，说明液体分子的运动也是无规则的；故A正确；

B、物体中分子热运动的动能及分子势能之和等于物体的内能；故B错误；

C、橡胶是非晶体，没有固定的熔点；故C正确；

D、热机的效率无法达到100%；故D错误；

D、温度是分子平均动能的标志；温度越高，分子平均动能越大；故E正确。

【思维对话】常见思维障碍：

无法对选项中的所有知识点明确辨析

思维障碍突破方法：

本章节知识点难度较高，考试大纲一般对学生的要求只是了解就可以了，在高考考核中主要也是出现在选做题中，从五个选项中选出正确的选项。

老师在日常教学中，可以以选择题形式为重点，帮助学生进行突破。

选择题最主要的考核，就是对于基本概念的认识和记忆。

而在热学中，主要的也就是分子动理论、固液气体、热力学定律三方面，抓住每部分的核心和基础，那么对于选择题的解决也就比较轻松了。

以本题为例，A选项考察布朗运动，布朗运动是分子热运动的一种间接反映，因此A正确；B选项，内能包含动能和势能，因此B错；C选项，晶体和非晶体的区别之一就是有无固定熔点，因此正确；D选项，热机效率不可能达到100%,错误；E选项考察平均动能，温度越高平均动能越大，正确。

五个选项考察的都是这三个方面的基础知识，加深基础概念的清晰记忆和辨析，那么此类题目也就成为送分题。

我爱展示

1．（2014江西省高考模拟）下列说法正确的是（　　）

A．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，故液体表面存在张力

B．悬浮在液体中的固体小颗粒会不停的做无规则的运动，这种运动是分子热运动

C．把很多小的单晶体放在一起，就变成了非晶体

D．第二类永动机没有违反能量守恒定律

E．绝对零度不可达到

【题型】多项选择题

【知识点】固体

【参考答案】ADE

【解析】A、表面张力是液体表面层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张力．通常，处于液体表面层的分子较为稀薄，其分子间距较大，液体分子之间的引力大于斥力，合力表现为平行于液体界面的引力．故A正确；

B、悬浮在液体