课件10张PPT。物理配粤教版选修3-3目 录分子动理论第一节 物体是由大量分子组成的
第二节 测量分子的大小
第三节 分子的热运动分子动理论第四节 分子间的相互作用力
第五节 物体的内能
第六节 气体分子运动的统计规律固体、液体和气体第一节 晶体和非晶体
第二节 晶体的微观结构
第三节 固体新材料固体、液体和气体第四节 液体的性质 液晶
第五节 液体的表面张力
第六节 气体状态参量固体、液体和气体第七节 气体实验定律(Ⅰ)
第八节 气体实验定律(Ⅱ)
第九节 饱和蒸汽 空气的湿度热力学基础第一节 内能 功 热量
第二节 热力学第一定律
第三节 能量守恒定律 热力学基础第四节 热力学第二定律
第五节 能源与可持续发展
第六节 研究性学习 能源的开发利用与环境保护感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束课件32张PPT。第一节 物质是由大量分子组成的分子动理论1.知道物体是由大量分子组成的,知道分子大小的数量级.
2.知道阿伏加德罗常数的意义,能用这个常数进行有关的计算或估算.自古以来,人们就不断地探索物质组成的秘密.两千多年以前,古希腊的著名思想家德谟克里特说过,万物都是由极小的微粒构成的,并把这种微粒叫做原子.这种古代的原子学说虽然没有实验根据,却包含着原子理论的萌芽.科学技术发展到今天,原子的存在早已不是猜想,而被实验所证实.
请大家回忆一下初中学过的分子动理论基本内容有几点? 1.物体是由________组成的,____是构成物质并保持物质化学性质的最小微粒.
2.把分子看成是小球,这是分子的简化模型.实际上,分子有着复杂的内部结构,并不是小球.测量结果表明,除了一些有机分子外,多数分子直径尺寸的数量级为________.大量分子 分子10-10 m3.1 mol的任何物质都含有相同的粒子数,这个粒子数用__________________表示,这个常数的数值通常可取________________.阿伏加德罗常数6.02×1023 mol-1分子的大小物体是由大量分子组成的,分子是构成物质并保持物质化学性质的最小微粒.
组成物质的分子是很小的,分子的大小可以用实验来测量,测量结果表明,除了一些有机分子外,多数分子直径的数量级为10-10m.把分子看成是小球,这是分子的简化模型.实际上,分子有着复杂的内部结构,并不是小球. (双选)关于分子,下列说法正确的是( )
A.物质由大量分子组成
B.分子看成球是对分子的简化模型,实际上分子的形状并不真的都是小球
C.所有分子的直径都相同
D.所有分子直径数量级都相同解析:物质是由大量分子组成的;分子的结构很复杂,视为球体只是理想的简化;分子大小是不相同,除一些有机物质的大分子外,一般分子的数量级相同.
答案:AB课堂训练1.(双选)下列关于分子的说法正确的是( )
A.分子是微观世界中的最小微粒
B.分子是保持物质化学性质的最小微粒
C.一般分子的直径数量级为10-10 m
D.以上说法均不正确解析:分子是构成物质并保持物质化学性质的最小微粒;除了一些有机分子外,多数分子直径的数量级为10-10 m.
答案:BC阿伏加德罗常数组成宏观物体的分子是很多的,那到底有多少呢?1 mol的任何物质所含有的微粒数都相同,这个数为阿伏加德罗常数.通常在计算中取NA=6.02×1023 mol-1.
阿伏加德罗常数是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁.
阿伏加德罗常数把物体的摩尔质量M、质量m、摩尔体积Vm、体积为V、物质的密度ρ等宏观物理量和分子直径d、分子质量m0分子体积V0等微观物理量都联系起来了. 已知1个水分子的直径为4×10-10 m,1 mol水的质量是0.018 kg,求1 mol水中所含的水分子数(即阿伏加德罗常数).≈课堂训练2.已知1 mol氢气的质量是2.016 g,在标准状况下氢气的密度是9.0×10-5 g/cm3,求每个氢分子的质量是多少?≈≈1.用M表示液体或固体的摩尔质量,m0表示分子质量,ρ表示物质密度,Vm表示摩尔体积,V0表示分子体积,NA表示阿伏加德罗常数,那么反映这些量之间的关系的表示式不正确是( )A2.下列可以算出阿伏加德罗常数的一组数据是( )
A.水的密度和水的摩尔质量
B.水的摩尔质量和水分子的体积
C.水分子的体积和水分子的质量
D.水分子的质量和水的摩尔质量D3.只要知道下列哪一组物理量,就可以估算出气体分子间的平均距离( )
A.阿伏加德罗常数,该气体的摩尔质量和质量
B.阿伏加德罗常数,该气体的摩尔质量和密度
C.阿伏加德罗常数,该气体的质量和体积
D.该气体的密度、体积和摩尔质量解析:对四个选项的条件逐一分析,看根据每个选项的条件能求出何种物理量,从该物理量能否最终求出分子的距离.
答案:B4.(双选)设某固体物质的摩尔质量为μ,密度为ρ,此种物质样品的质量为M,体积为V,总分子数为N,阿伏加德罗常数为ΝA,则下列表示一个分子的质量的表达式中正确的是 ( )5.(双选)某气体的摩尔质量为M,摩尔体积为Vm,密度为ρ,每个分子的质量和体积分别为m0和V0,则阿伏加德罗常数NA可表示为( )6.个房间的面积S=15 m2,高h=3 m,已知空气的平均摩尔质量M=2.9×10-2 kg/mol,这个房间内空气的质量约为( )
A.几g B.几kg C.几十kg D.几百kg解析:房间的空气体积:
V=Sh=15×3 m3=45 m3
把这些空气看成在标准状况下,因为标准状况下1 mol气体的体积V0=22.4×10-3 m3,因此这些空气的摩尔数为:7.在标准状况下,水蒸气分子的间距约是水分子直径的( )
A.1倍 B.10倍
C.100倍 D.1000倍解析:在标准状况下,水蒸气的摩尔体积V汽=22.4×10-3 m3/mol,含有分子数为N=6.02×1023(个),每个水蒸气分子所占体积8.已知金刚石的密度ρ=3 500 kg/m3.现有一块体积?V=5.7×10-8m3的金刚石,它含有多少个碳原子?假如金刚石中碳原子是紧密地堆在一起的,试估算碳原子的直径. 感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束课件52张PPT。第三节 分子的热运动分子动理论1.了解扩散现象,理解扩散现象是分子热运动的实验依据.
2.知道什么是布朗运动,理解布朗运动产生的原因和影响布朗运动的因素.在一烧杯的净水中,滴入一二滴红墨水后,红墨水在水中逐渐扩展开来.这实验属于什么物理现象?这现象说明什么问题?
上述是液体的扩散现象,扩散现象是一种热现象.它说明分子在做永不停息的无规则运动.而且扩散现象的快慢与温度直接有关,温度高,扩散现象加快.这些内容在初中物理中已经学习过了.1.扩散现象并不是外界作用引起的,也不是化学反应的结果,而是_______________________产生的物质________.
2.布朗运动是指悬浮在液体或气体中的微粒的____________.它产生的原因是_____________________________________________造成的.它的无规则性间接地反映了液体分子运动的无规则性.由物质分子的无规则运动迁移现象无规则运动在同一时刻液体分子对悬浮颗粒的撞击作用不平衡3.物体内部大量分子的无规则运动称为______,与温度有关.____越高,这种运动越____.温度 激烈热运动扩散现象扩散现象是指当两种物质相接触时,物质分子可以彼此进入对方的现象.
当物质处于常态(固、液、气体)下均能发生扩散现象,只是气体扩散得明显些,固体扩散比较不明显.在两种物质相同的条件下,温度越高,扩散得越快.扩散现象发生的显著程度还受到对方分子的浓度限制,对方分子的浓度较低时,扩散现象较为明显;反之较缓慢.扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证明. (双选)下列四种现象中,属于扩散现象的有( )
A.雨后的天空中悬浮着很多的小水滴
B.海绵吸水
C.在一杯热水中放几粒盐,整杯水很快就会变咸
D.把一块煤块贴在白墙上,几年后铲下煤发现墙中有煤 解析:扩散现象是指两种不同的分子互相渗透到对方的现象,它也是分子运动引起的.天空中的小水滴不是分子,小水滴也是由大量水分子组成的,这里小水滴悬浮于空气中并非分子运动所为,故A项不对.同样,海绵吸水也不是分子运动的结果,海绵吸水是一种毛细现象,故B项也不对.而整杯水变咸是盐分子渗透到水分子之间所致,墙中有煤也是煤分子渗透的结果,故C项正确.
答案:CD课堂训练1.扩散现象说明了( )
A.气体没有固定的形状和体积
B.分子之间相互推斥
C.分子在永不停息地运动着
D.不同的分子之间可以相互转变 解析:因为分子间有空隙,所以两种物质接触时,由于分子的无规则运动,可以彼此进入对方,发生扩散现象,但分子没有转变,所以选项C正确,D错误.气体没有固定的形状和体积是分子间的作用力较弱所引起的,选项A错误;扩散现象没有反映分子之间相互推斥,选项B错误.
答案:C布朗运动理解悬浮在液体或气体中的固体颗粒不停地做无规则运动,称为布朗运动.布朗运动是悬浮的固体颗粒的运动,而不是单个分子的运动,个别分子对固体颗粒的碰撞不会产生布朗运动.但是布朗运动证明了周围液体分子的无规则运动.固体颗粒的运动是极不规则的,如图所示,并非固体颗粒的运动轨迹,而是每隔30s微粒位置的连线.
任何固体颗粒悬浮在液体内,在任何温度下都会做布朗运动. 布朗运动的发现,在物理学上的主要贡献是( )
A.说明了悬浮颗粒时刻做无规则运动
B.说明了液体分子在做无规则运动
C.说明了悬浮颗粒做无规则运动的激烈程度与温度有关
D.说明了液体分子与悬浮颗粒之间的相互作用力解析:布朗运动对物理学的主要贡献有两个:一个是说明了液体分子或气体分子在做无规则运动,二是说明了液体分子或气体分子无规则运动的激烈程度与温度有关.故B、C正确.
答案:BC课堂训练2.(双选)下图是观察记录做布朗运动的一个微粒的运动路线.从微粒在A点开始记录,每隔30秒记录下微粒的一个位置,得到B、C、D、E、F、G等点,则微粒在75秒末时的位置( )A.一定在CD连线的中点
B.一定不在CD连线的中点
C.可能在CD连线上,但不一定在CD连线的中点
D.可能在CD连线以外的某点解析:分子的永不停息的无规则运动,是无规则,而不是无规律.无规则是指由于分子之间的相互碰撞,每个分子的运动方向和速率在不断地改变,任何时刻,液体或气体内部,沿各个方向运动的分子都有,而且分子运动的速率有大有小.对于某一个分子运动是无规律的,但是热学研究的是大量分子热运动的总体效果,对于大量分子的无规则运动是有规律可遵循的,这就是统计规律.本题最易错的是用宏观的运动规律去解释分子的运动.微粒在大量的无规则运动的液体分子的频繁撞击作用下,它的运动是无规律的.即使在短短的30 s内,它也不是按图示的折线运动,在这30 s内,它的位置会发生无数次的改变.因此,在75 s末时在什么位置都有可能,在什么位置也都不一定.所以,像“一定在什么位置”或“一定不在什么位置”这种肯定的答案都是不正确的.“可能”或“不一定”的答案是正确的.
答案:CD影响布朗运动的因素(1)固体颗粒的大小:布朗运动在相同温度下,悬浮颗粒越小,在某一瞬间跟它相撞的分子数越少,颗粒受到来自各方向的冲击力越不平衡;另外颗粒越小,冲击力产生的加速度越大.因此悬浮颗粒越小,布朗运动越显著.
(2)液体的温度:相同的颗粒悬浮在同种液体中,液体温度升高,分子运动的平均速率大,对悬浮颗粒的撞击作用也越大,颗粒受到来自各方向的冲击力越不平衡,由冲击力引起的加速度更大,所以温度越高,布朗运动就越显著. 下面关于布朗运动的剧烈程度的说法错误的是( )
A.固体微粒越小,布朗运动越显著
B.液体的温度越高,布朗运动越显著
C.与固体微粒碰撞的液体分子数目越多,布朗运动越显著
D.与固体微粒碰撞的液体分子数目越少,布朗运动越显著解析:在相同温度下,悬浮颗粒越小,在某一瞬间跟它相撞的分子数越少,颗粒受到来自各方向的冲击力越不平衡,冲击力产生的加速度越大.因此悬浮颗粒越小,布朗运动越显著.相同的颗粒悬浮在同种液体中,液体温度升高,分子运动的平均速率大,对悬浮颗粒的撞击作用也越大,颗粒受到来自各方向的冲击力越不平衡,由冲击力引起的加速度更大,所以温度越高,布朗运动就越显著.
答案:C课堂训练3.关于布朗运动,以下说法正确的是( )
A.布朗运动是花粉分子无规则运动
B.布朗运动是由于花粉微粒内部分子间的碰撞引起的
C.温度越高,布朗运动越明显
D.布朗运动是分子运动解析:由布朗运动的定义、产生的原因可知C正确.
答案:C布朗运动与扩散现象的异同布朗运动和扩散现象都反映了组成物质的分子的热运动,且剧烈程度与温度有关;布朗运动是小颗粒的运动;而扩散现象是分子的实际运动;两者发生的范围不同;持续时间不同. (双选)关于布朗运动和扩散现象的说法正确的是( )
A.布朗运动和扩散现象都可以在气体、液体和固体中发生
B.布朗运动和扩散现象都是分子运动
C.布朗运动和扩散现象都是温度越高越明显
D.布朗运动和扩散现象都是永不停息的解析:布朗运动和扩散现象的研究对象不同:布朗运动是固体颗粒,而扩散现象是分子运动.布朗运动和扩散现象条件不一样:布朗运动只能在气体和液体中发生,而扩散现象可以发生在固体、液体和气体任何两种物质之间.布朗运动和扩散现象的共同点是两者都是永不停息的,并且温度越高越明显.
答案:CD4.(双选)下列关于布朗运动、扩散现象和对流的说法正确的是( )
A.布朗运动、扩散现象和对流在月球表面都能进行
B.布朗运动、扩散现象和对流在宇宙飞船里都能进行
C.布朗运动、扩散现象在月球表面能够进行,而对流则不能进行
D.布朗运动、扩散现象在宇宙飞船里能够进行,而对流不能进行课堂训练解析:布朗运动、扩散都是分子无规则运动的结果,不需要附加外界的条件.而对流则需要在有重力作用的条件下才能进行.因此,布朗运动、扩散和对流在月球表面都能进行,只不过对流在月球表面进行得慢罢了.宇宙飞船里处于完全失重状态,所以对流不能进行.
答案:AD分子的热运动分子的无规则运动称为热运动.所谓分子的“无规则运动”,是指由于分子之间的相互作用碰撞,每个分子的运动速度无论是方向还是大小都在不断的变化. 通常把萝卜腌制成咸菜需要几天,而萝卜炒成熟菜,使之具有相同的咸味仅需几分钟,造成这种差别的原因是( )
A.盐分子太小了,很容易进入萝卜中
B.盐分子间有相互作用的引力
C.萝卜分子间有空隙,易扩散
D.炒菜时温度高,分子热运动加快 解析:分子热运动与温度有关,温度越高,分子的热运动越剧烈,盐分子不会随温度的升高而减小,故A错误;盐分子之间的引力和斥力不会影响分子运动的速度,故B错误;盐分子间的空隙与分子运动的速度无关,故C错误;炒菜时由于温度高,分子的运动加剧,故盐分子能快速进入萝卜分子中,故D正确.
答案:D5.对于分子的热运动,以下叙述正确的是( )
A.就是布朗运动
B.是分子的无规则运动,同种物质的分子的热运动激烈程度相同
C.气体分子的热运动不一定比液体分子激烈
D.物体运动的速度越大,其内部的分子热运动越激烈课堂训练解析:分子的无规则运动称为热运动,布朗运动是微粒的运动,是分子无规则运动的反映,故A错误;同种物质中的不同分子运动激烈程度可能不同,故选项B错误;物体运动的速度与分子运动激烈程度无直接的关系,故选项D错误.
答案:C1.以下实验中,证实分子做无规则运动的实验是( )
A.布朗运动实验
B.油膜实验
C.酒精和水混合实验
D.离子显微镜实验解析:油膜实验计算分子的大小;酒精和水混合实验证明分子间有空隙;离子显微镜实验观察分子的组成等.
答案:A2.布朗运动的意义在于说明了( )
A.液体是由分子组成的
B.悬浮在液体中的微粒会不停地做热运动
C.分子间存在引力和斥力
D.液体分子在做无规则运动解析:布朗运动证明了周围液体分子的无规则运动.
答案:D3.布朗运动产生的原因是( )
A.悬浮粒子之间的相互作用
B.悬浮粒子受到液体分子的引力作用
C.悬浮粒子受到液体分子的斥力作用
D.悬浮粒子不断地受到液体分子的撞击解析:在同一时刻液体分子对悬浮颗粒的撞击作用不平衡造成的.
答案:D4.在较暗的房间里,从射进来的阳光中,可以看到悬浮在空气中的微粒在不停地运动,这些微粒的运动( )
A. 是布朗运动
B. 不是布朗运动
C. 是自由落体运动
D.是由气流和重力引起的运动解析:这些能用肉眼看见的颗粒是比较大的,故不是布朗运动,因为颗粒的质量比较小,这些颗粒的运动是气流和重力作用引起的.
答案:D5.(双选)把墨汁用水稀释后取出一滴放在显微镜下观察,如图所示,下列说法中正确的是( )A.在显微镜下既能看到水分子也能看到悬浮的小炭粒,且水分子不停地撞击炭粒
B.小炭粒在不停地做无规则运动,这就是所说的布朗运动
C.越小的炭粒,运动越明显
D.在显微镜下看起来连成一片的液体,实际上就是由许许多多的静止不动的水分子组成的解析:水分子在显微镜下是观察不到的,故A错.据布朗运动的含义知道B、C正确.水分子不是静止不动的,D错.
答案:BC6.关于布朗运动,下列说法正确的是( )
A.布朗运动就是分子运动,布朗运动停止,分子运动也会暂时停止
B.微粒作布朗运动,充分说明了微粒内部分子是不停地作无规则运动
C.布朗运动是无规则的,因此,大量分子的运动也是毫无规则的
D.布朗运动的无规则性,是由于温度、压强无规律的不断变化而引起的解析:布朗运动是微粒的运动,是在同一时刻液体分子对悬浮颗粒的撞击作用不平衡造成的,布朗运动证明了周围液体分子的无规则运动.
答案:C7.较大的悬浮颗粒,不做布朗运动,解释这一现象的错误说法是( )
A.较大的悬浮颗粒放置入内后,液体分子的无规则运动急剧减弱
B.较大颗粒所受各个方面的冲击力互相平衡的结果
C.悬浮颗粒较大,其原有运动状态难以改变
D.较大悬浮颗粒不做布朗运动解析:在相同温度下,悬浮颗粒越大,在某一瞬间跟它相撞的分子数越多,颗粒受到来自各方向的冲击力越平衡;另外颗粒越大,冲击力产生的加速度越小.因此悬浮颗粒越大,布朗运动越不显著.
答案:A8. (2012·全国理综)(双选)下列关于布朗运动的说法,正确的是(??)?
A. 布朗运动是液体分子的无规则运动?
B.液体温度越高,悬浮粒子越小,布朗运动越剧烈?
C.布朗运动是由于液体各个部分的温度不同而引起的?
D.布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的
?答案:BD9.有人坐汽车时会出现头晕、呕吐等现象,这就是平时所说的“晕车”.这种症状的产生原因主要是对汽油味的不适应.可是,在离油箱很远的位置上怎么会闻到汽油味呢?解析:因为汽油分子做无规则热运动,使其可以扩散到车上的任何位置.因此,即使在远离油箱的位置,也可以闻到汽油味.10.下面两种关于布朗运动的说法都是错误的,试分析它们各错在哪里.
(1)大风天气常常看到风沙弥漫,尘土飞扬,这就是布朗运动;
(2)布朗运动是由于液体分子对固体小颗粒的撞击引起的,固体小颗粒的体积越大,液体分子对它的撞击越多,布朗运动就越明显.解析:(1)能在液体或气体中做布朗运动的微粒都是很小,用肉眼是看不见的.必须借助显微镜.大风天气看到的这种现象,基本上是气流作用下的定向移动,而布朗运动是无规则的.(2)布朗运动是由于气体或液体分子对悬浮在它表面的固体颗粒的碰撞造成的,只有在分子很小时,来自各方面的撞击才会不均匀而引起布朗运动.因此,固体颗粒越小,气体(液体)分子对它的撞击才会越不平衡,布朗运动才越明显;反之,颗粒越大,气体(液体)对它的撞击是均匀的,就不会做布朗运动了.感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束课件52张PPT。第二节 测量分子的大小分子动理论1.理解用油膜法测量分子的原理.
2.会利用宏观测定微观量的数量级的方法.对于物质分子大小的测量,利用现代技术,像离子显微镜或扫描隧道显微镜已经能观察到物质表面的分子,但是这毕竟离中学物理尚远. “用油膜法估测分子的大小”实验设计思想十分巧妙,它用宏观量的测量来估测微观量的数值,有利于科学思维方法的培养;有利于深化对微观世界的认识;有利于提高实验技能、技巧.
你能“用油膜法估测分子的大小”吗?大胆猜想,提出各种假设、理清实验的设计思想,把握住关键步骤进行实验探究,收集实验数据,得出实验结论.【实验器材】
①1:200油酸酒精溶液, ②20 mL注射器(或滴管),③塑料水槽(30 cm×40 cm),④10 mL量筒,⑤30 cm×40 cm 玻璃板,⑥坐标纸,⑦彩笔,⑧痱子粉.【实验原理】
油酸分子式为C17H33COOH,是一种结构较为复杂的高分子.由两部分组成,一部分是 C17H33—是不饱和烃具有憎水性.另一部分是—COOH对水有很强的亲和力.被酒精稀释过的油酸滴在水面上时,油酸溶液会在水面上很快散开,其中酒精先溶于水,并很快挥发,最后在水面上形成一块纯油酸薄膜.ab其中C17H33—部分冒出水面,另一部分—COOH则浸在水中,油酸分子直立在水面上.形成一个单分子层油膜(如图a).如果那滴油酸_______可以算出.再测得单分子油膜的______.即可估算出油酸分子的直径(大小)d=____.(如图b.
【实验过程】
1.用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液(1:200油酸酒精溶液)一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内增加一定体积(如1 mL)时的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的________,然后再按油酸酒精溶液的浓度计算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的________.体积VV/S体积体积V面积S2.往边长约为30~40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水,待水稳定后,将适量痱子粉均匀地洒在水面上.
3.用注射器或滴管将老师事先配制好的油酸酒精溶液滴在水面上一滴,形成如上图所示的形状,待油酸薄膜的形状稳定后,将准备好的玻璃板放在浅盘上,(注意玻璃板不能与油膜接触)然后将油膜的形状用彩笔描在玻璃板上.4.将画有油膜轮廓的玻璃板正确的放在坐标纸上,计算出油膜的面积S,求面积时以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位,计算出正方形的个数,不足半个的舍去,多于半个的算一个.
5.根据纯油酸的体积V和油酸的面积S可计算出油酸薄膜的厚度d= ,即油酸分子的大小.【实验记录】理解用油膜法测量分子的原理将油酸滴在水面上,让油酸尽可能散开,可认为油酸在水面上形成单分子油膜层,如果把分子看作球形,单分子油膜层的厚度就可以看作油酸分子的直径,事先测出油酸滴的体积V和油膜的面积S,就可以算出分子的直径: d= . 在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中,某同学的实验步骤如下:
A.将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,数出轮廓内的方格数(不足半个的舍去,多于半个的算一个),再根据方格的边长求出油膜的面积S.
B.将一滴油酸酒精溶液滴在水面上,待油酸薄膜的形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上.C.用浅盘装入约2 cm深的水.
D.用公式d= 求出薄膜厚度,即油酸分子的直径.
E.根据油酸酒精溶液的浓度,算出一滴溶液中纯油酸的体积V.
上述实验步骤中有遗漏或步骤不完全的,请你指出来:
(1)___________________________________________;
(2)___________________________________________.
请你为他将合理的步骤排列出来:________.解析:(1)C步骤中,要将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上.
(2)实验时,还需要F.用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒,记下溶液的滴数n与量筒中增加的溶液体积V0.
合理步骤:CFBAED课堂训练1.一滴油在水面上形成的油膜最大面积是1.25 m2,若油滴原来的体积是1.0 mm3,密度为0.86×103 kg/m3,此种油的摩尔质量为131.3 g/mol,试估算阿伏加德罗常数(取两位有效数字). ≈实验操作的注意事项1.油酸溶液配制不要长时间放置,以免改变浓度产生实验误差.
2.实验前应检查方盘是否干净,如果有油渍则导致实验无法完成.
3.方盘中的水应保持稳定状态,最好静置一段时间, 痱子粉均匀撒在水面上.从盘的中央加痱子粉,使粉自动扩散至均匀.4.向水面滴油酸酒精溶液时,针尖应竖直、靠近水面,如果离水面太高,可能无法形成油膜,最好在1 cm左右.滴油酸酒精溶液时要注意控制好,只滴1滴.
5.计算油膜面积时,以坐标纸上方格的数目来计算(边长1 cm) .不足半个的舍去,多于半个的算1个.实验只要求估算分子大小,实验结果数量级符合要求即可.6.当重做实验时,水从盘的一侧边缘倒出,在这侧面残留的油酸,可用少量的酒精清洗,并用脱脂棉擦去,再用清水冲洗,这样可保持盘的清洁. (双选)某学生在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中,计算结果偏大,可能是由于( )
A.油酸未完全散开
B.油酸中含有大量酒精
C.计算油膜面积时,舍去了所有不足一格的方格
D.求每滴体积时,1 mL的溶液的滴数多记了10滴解析:油酸分子直径d= .计算结果明显偏大,可能是V取大了或S取小了,油酸未完全散开,所测S偏小,d偏大,A正确;油酸中含有大量的酒精,不影响结果,B错;若计算油膜面积时舍去了所在不足一格的方格,使S偏小,d变大,C正确;若求每滴体积时,1 mL的溶液的滴数多记了10滴,使V变小,D不正确.
答案:AC课堂训练2.下列说法不是用油膜法粗测分子直径实验的科学依据是( )
A.将油膜看成单分子油膜
B.不考虑各油分子间的间隙
C.考虑了各油分子间的间隙
D.将油膜分子看成球形解析:该实验的原理就是将油分子视为球形,且认为是一个一个紧挨着单层分布,即不考虑分子间的间隙.即C不正确.
答案:C实验误差分析1.纯油酸体积的计算误差.
2.油膜面积的测量误差主要是:
(1)油膜形状的画线误差;
(2)数格子法本身是一种估算的方法,自然带来误差. 为了减小“用油膜法估测分子的大小”的误差,下列方法可行的是( )
A.用注射器向量筒里滴100滴油酸酒精溶液,并读出量筒里这些溶液的体积V1,则每滴油酸酒精溶液的体积V2=
B.把浅盘水平放置,在浅盘里倒入一些水,使水面离盘口距离小一些
C.先在浅盘水中撒些痱子粉,再用注射器把油酸酒精溶液滴4滴在水面上
D.用牙签把水面上的油膜尽量拨弄成矩形解析:测一滴油酸酒精溶液的体积时,滴数是准确的,误差主要是出在从量筒中读出n滴溶液的体积,如果不是整体积数,那么估读的体积误差就大了,应数出量筒里每增加一个整体积数(量筒的最小分度)所滴入的滴数.故A错,对B项的分析是正确的.多滴几滴确实对测量形成油膜的油酸体积会更精确些,但多滴以后会使油膜面积增大,可能使油膜这个不规则形状的一部分与浅盘的壁相接触,这样油膜就不是单分子油膜了.(做实验的浅盘的面积都不大)
答案:B课堂训练3.在做“用油膜法估测分子大小”的实验中,已知实验室中使用的油酸酒精溶液的体积浓度为n,又用滴管测得每N滴这种油酸酒精溶液的总体积为V,将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上,在玻璃板上描出油膜的边界线,再把玻璃板放在画有边长为a的正方形小格的纸上(如下图)测得油膜占有的小正方形个数为m.(1)用以上字母表示油酸分子的大小d=__________.
(2)从上图中数得油膜占有的小正方形个数为m=________.1.利用油膜法估测分子的直径,需要测量的物理量是( )
A.一滴油的质量和它的密度
B.一滴油的体积和它的密度
C.一滴油的体积和它散开成油膜的最大面积
D.所形成油膜的厚度和它的密度2.在“用油膜法估测分子的大小”的实验中,体积为V的油滴在水面上形成近似圆形的单分子油膜,油膜直径为D,则测得油分子的直径大约为( )3.在“用油膜法估测分子的大小”的实验中,测出油酸分子的直径后,若还要测定阿伏加德罗常数,只需要再知道( )
A.油滴的质量 B.油滴的体积
C.油酸的摩尔质量 D.油酸的摩尔体积4.利用油膜法测出了分子直径D后,若滴在液面上一滴油酸的体积为V,水面上形成的油膜面积为S,这滴油酸中的油酸分子数为N,阿伏加德罗常数为NA,则下述表达式近似正确的是( )5.一油轮装载着密度为900 kg/m3的原油在海上航行,由于某种事故而使原油发生部分泄露,设共泄露9 t,则这次事故造成的最大可能的污染面积约为( )
A.1011 m2 B.1012 m2
C.108 m2 D.1010 m26.在做“用油膜法估测分子直径的大小”的实验中,备有以下器材:用酒精稀释过的油酸、滴管、痱子粉、浅盘及水、玻璃板、彩笔,还缺少的器材有__________________.量筒、坐标纸7.将1 cm3的油酸溶于酒精,制成200 cm3的油酸酒精溶液,已知1 cm3溶液有50滴,现取1滴油酸酒精溶液滴在水上,随着酒精溶于水,油酸在水面上形成一层单分子薄层,测出这一薄层面积为0.2 m2,由此可估算出油酸分子的直径约为________m.8.体积为1.2×10-3 cm3的油滴在静止的水面上扩展为4 m2的单分子油膜,假设分子间是紧密排列的,则可估算出这种油分子的直径为________,1 mol这种油的体积为____________,油分子的质量为______________.(油的密度为0.8×103 kg/m3)9.“用油膜法估测分子的大小”的实验利用油酸在水面上形成一单分子层的油膜,估测分子大小.实验步骤如下:
①将5 mL的油酸倒入盛有酒精的玻璃量杯中,盖上盖并摇动,使油酸均匀溶解形成油酸酒精溶液,读出该溶液的体积为N mL.
②用滴管将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入空量杯中,记下当杯中溶液到达1 mL时的总滴数n.
③在边长约40 cm的浅盘里倒入自来水,深约2 cm,将少许石膏粉均匀地轻轻撒在水面上.④用滴管往盘中水面上滴一滴油酸酒精溶液.由于酒精溶于水而油酸不溶于水,于是该滴中的油酸就在水面上散开,形成油酸薄膜.
⑤将平板玻璃放在浅方盘上,待油酸薄膜形成稳定后可认为已形成单分子层油酸膜.用彩笔将该单分子层油酸膜的轮廓画在玻璃板上.
⑥取下玻璃板放在方格子上,量出该单分子层油酸膜的面积S cm2.在估算油酸分子大小时,可将分子看成球形.用以上实验步骤中的数据和符号表示,油酸分子的半径r=____________________.10.用油膜法可粗略测出阿伏加德罗常数,把密度ρ=0.8×103 kg/m3的某种油,用滴管滴一滴油在水面上形成油膜,已知这滴油的体积V=0.5×10-3 cm3,形成的油膜的面积S=0.7 m2,油的摩尔质量M1=0.09 kg/mol.若把油膜看成单分子层,每个油分子看成球形,那么:
(1)油分子的直径为多大?
(2)由以上数据可测出的阿伏加德罗常数大约为多少?(保留一位有效数字)≈感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束课件47张PPT。第五节 物体的内能分子动理论1.知道做热运动的分子具有动能,知道温度是分子热运动平均动能的标志.
2.知道分子间因为存在相互作用力而具有分子势能,当分子间的距离改变时分子势能也随着改变;知道分子势能跟物体体积有关.
3.知道什么是内能,知道物体的内能跟温度和体积有关.
4.知道理想气体微观模型,知道理想气体的内能只跟温度有关,跟体积无关.做机械运动的物体具有机械能,那么热现象发生过程中,也有相应的能量变化.另一方面,热现象是大量分子做无规律热运动产生的.那么热运动的能量与大量的无规律运动有什么关系呢? 1.物质的____是它的分子热运动的平均动能的标志.
2.分子势能的大小由分子间的________决定,与物体的____有关.
3.物体中所有分子的热运动的动能与分子势能的__________,叫做物体的内能,一切物体都具有内能.一般来说物体的__________变化时它的内能要随之而变化.温度相互位置体积总和温度和体积温度是分子热运动平均动能的标志分子由于永不停息地做无规则运动而具有的动能叫做分子动能.由于分子运动的无规则性,在某一时刻,物体内部各分子的动能大小不一,就是同一分子在不同的时刻的动能也是不相同的.由于热现象是大量分子无规则运动的结果,所以研究个别分子运动的动能是没有意义的.而研究大量分子热运动的动能,需要将所有分子热运动动能的平均值求出来,这个平均值叫做分子热运动的平均动能.布朗运动和扩散现象都与温度有关系,温度越高,布朗运动越激烈,扩散也加快.依照分子动理论,这说明温度升高后分子无规则运动加剧.用上述分子热运动的平均动能来说明,就是温度升高,分子热运动的平均动能增大.如果温度降低,说明分子热运动的平均动能减小.因此从分子动理论观点来看,温度是物体分子热运动的平均动能的标志.“标志”的含义是指物体温度升高或降低,表示了物体内部大量分子热运动的平均动能增大或减小.温度不变,就表示了分子热运动的平均动能不变.其他宏观物理量如时间、质量、物质种类都不是分子热运动平均动能的标志.但是,温度不是直接等于分子的平均动能.温度只与物体内大量分子热运动的统计意义上的平均动能相对应,对于个别分子或几十个、几百个分子热运动的动能大小与温度是没有关系的.
温度这个物理量在宏观上的意义是表示物体冷热程度,而它又是大量分子热运动平均动能大小的标志,这是温度的微观含义. (双选)以下说法正确的是( )
A.物体运动的速度越大,分子动能越大
B.温度不变时,物体内分子的速率不变
C.分子热运动动能的平均值叫分子平均动能
D.温度升高,分子热运动的平均动能增大解析:分子永不停息地做无规则运动而具有的动能叫做分子动能,与物体运动的速度无关,选项A错误;在某一时刻,物体内部各分子的动能大小不一,就是同一分子在不同的时刻的动能也是不相同的,选项B错误.所有分子热运动动能的平均值叫做分子平均动能;温度是物体分子热运动的平均动能的标志.
答案:CD课堂训练1.(双选)有关分子动能的说法,正确的是( )
A.温度变化时,物体内某分子的动能不变
B.分子的平均动能永不为零
C.在0 ℃时的水和0 ℃时的冰的分子平均动能相等
D.物体动能为零,分子的动能也为零 解析:由于分子运动的无规则性,同一分子在不同的温度的动能也可能相同,选项A错误.物体内大量分子永不停息地做无规则热运动,选项B正确,选项D错误.温度是物体分子热运动的平均动能的标志,选项C正确.
答案:BC分子势能跟物体体积有关分子间存在着相互作用力,因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能,这就是分子势能.
如果分子间距离约为10-10 m数量级时,分子的作用力的合力为零,此距离为r0.
当分子距离小于r0时,分子间的作用力表现为斥力,要减小分子间的距离必须克服斥力做功,因此,分子势能随分子间距离的减小而增大.这种情形与弹簧被压缩时弹性势能增大是相似的.如图中弹簧压缩,弹性势能Ep增大.如果分子间距离大于r0时,分子间的相互作用表现为引力,要增大分子间的距离必须克服引力做功,因此,分子势能随分子间的距离增大而增大.这种情况与弹簧被拉伸时弹性势能增大是相似的.如上图中弹簧拉伸,Ep增大.从以上两种情况综合分析,分子间距离以r0为数值基准,r不论减小或增大,分子势能都增大.所以说,分子在平衡位置处是分子势能最低点.如果分子间距离是无限远时,取分子势能为零值,分子间距离从无限远逐渐减少至r0以前过程,分子间的作用力表现为引力,而且距离减少,分子引力做正功,分子势能不断减小,其数值将比零还小为负值.当分子间距离到达r0以后再减小,分子作用力表现为斥力,在分子间距离减小过程中,克服斥力做功,使分子势能增大.其数值将从负值逐渐变大至零,甚至为正值.分子势能随分子间距离r的变化情况可以在图中的图象中表现出来.从图中看到分子间距离在r0处,分子势能最小.既然分子势能的大小与分子间距离有关,那么在宏观上什么物理量能反映分子势能的大小变化情况呢?如果对于确定的物体,它的体积变化,直接反映了分子间的距离,也就反映了分子间的势能变化.所以分子势能的大小变化可通过宏观量体积来反映. (双选)如图所示为物体分子间相互作用力与分子间距离之间的关系,下列判断中正确的是( )A.当r
B.当r>r0时,r越小,则分子势能Ep越大
C.当r=r0时,分子势能最小
D.当r→∞时,分子势能最小解析:由当分子间的距离r答案:AC课堂训练2.有甲乙两个分子相距较远(此时它们间的分子力可以忽略不计),设甲分子固定不动,乙分子由无穷远处逐渐向甲靠近,直到不能再靠近为止,在整个过程中关于分子势能变化情况的说法中正确的是( )A.分子势能不断增大
B.分子势能不断减小
C.分子势能先增大后减小
D.分子势能先减小后增大解析:从分子间的作用力与分子间的距离关系可以知道,当分子间距离大于r0时,分子间表现为引力;当分之间距离小于r0时,分子间表现为斥力;当分子间距离大于10r0时,分子间的作用力可以忽略.所以当乙分子从较远处向甲尽量靠近的过程中,分子力先对乙做正功再做负功,即分子势能先减小后增大.
答案:D物体的内能物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和,叫做物体的内能.一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子组成,因此任何物体都是有内能的.
物体的内能大小是由宏观量——温度和体积决定的.如果不是确定的物体,那么物体的内能大小是由质量、温度、体积和物态来决定.由于气体分子间的距离比较大(约为分子直径的10倍),分子力十分微弱,当气体分子间的距离改变时,分子力所做的功非常微小,可忽略不计,可把气体分子看作没有相互作用的质点,这种气体模型称为理想气体微观模型.理想气体的内能跟温度有关,跟体积无关. 一块10 ℃的铁和一块10 ℃的铝相比,以下说法正确的是( )
A.铁的分子动能之和与铝的分子动能之和相等
B.铁的每个分子动能与铝的每个分子的动能相等
C.铁的分子平均速率与铝的分子平均速率相等
D.以上说法均不正确解析:两物体的温度相等时,说明它们的分子平均动能相等,因为温度是分子运动平均动能的标志;由于没有说明铁与铝的质量,只有当它们所含分子数目相等,分子动能才相等,故A错;分子平均动能相等,但对每个分子而言,它运动的速率是变化的,且每个分子的速率都是不同的,所以每个分子的动能相等的说法不正确,故B错;虽然分子的平均动能相等,但铁分子、铝分子质量不等,因此分子平均速率不等,M铝答案:D1.(双选)关于温度的几种说法,正确的是( )
A.温度是表示物体的冷热程度的标志
B.温度是物体内能的标志
C.温度是物体分子势能的标志
D.气体的温度是气体分子平均动能的标志解析:温度这个物理量在宏观上的意义是表示物体冷热程度,而它又是大量分子热运动平均动能大小的标志,这是温度的微观含义.
答案:AD2.下列关于分子力和分子势能的说法中,正确的是( )
A.当分子力表现为引力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大.
B.当分子力表现为引力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小.
C.当分子力表现为斥力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大.
D.当分子力表现为斥力时.分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小.解析:当分子间距为r0时为平衡位置,由当分子间的距离r答案:C3.关于物体的内能,正确的说法是( )
A.温度、质量相同的物体具有相等的内能
B.物体的内能与物体的体积有关
C.机械能越大的物体,内能也一定越大
D.温度相同的两物体具有相同的内能解析:物体内所有分子的动能与势能之和叫内能,温度相同,分子平均动能相同;质量相同,分子个数不一定相同,还有分子势能,故A、D不正确,机械能大的物体内能不一定大,故C不正确.
答案:B4.下列关于内能说法中正确的是( )
A.物体运动速度越大,内能越大
B.温度高的物体一定比温度低的物体内能大
C.静止的物体没有动能,但有内能
D.内能和温度有关,所以0 ℃的水没有内能解析:物体的内能大小是由质量、温度、体积和物态来决定;分子永不停息地做无规则的运动,0℃的水的分子还在运动着.
答案:C5.若某种实际气体分子间的作用力表现为引力,则一定质量的该气体内能的大小与气体的体积和温度关系是( )
A.如果保持其体积不变,温度升高,内能不变
B.如果保持其体积不变,温度升高,内能减小
C.如果保持其温度不变,体积增大,内能增大
D.如果保持其温度不变,体积增大,内能减小解析:对于一定质量的某种实际气体,分子总数一定.若保持体积不变,则分子距离不变,分子势能不变.温度升高,则分子的平均动能增大,故内能增大.若保持温度不变,则所有分子的平均动能不变,体积增大时,分子势能增大,所有气体的内能增大.
答案:C6.(双选)氧气和氢气的质量、温度都相同,在不计分子势能的情况下,下列说法正确的是( )
A.氧气的内能较大
B.氢气的内能较大
C.两者的内能相等
D.氢气分子的平均速率较大解析:氢气与氧气的温度相同,分子的平均动能相同,由于氧分子质量比氢分子质量大,所以氢分子的平均速率更大,又因为两种气体的总质量相同,氢分子质量比氧分子质量小,所以氢分子数大于氧分子数,氢气的分子动能总和大于氧气的分子动能总和,由于不计分子势能,所以氢气的内能更大.
答案:BD7. (双选)有甲、乙两种气体,如果甲气体内分子的平均速率比乙气体内分子的平均速率大,则 ( )
A.甲气体的温度一定高于乙气体的温度
B.甲气体的温度一定低于乙气体的温度
C.甲气体温度可能高于也可能低于乙气体的温度
D.甲气体温度不可能等于乙气体温度解析:温度是大量分子热运动平均动能大小的标志,而平均动能跟分子的质量和平均速率有关,平均速率大,温度不一定高.
答案:CD8.在下列说法中,正确的是( )
A.温度高的物体的分子的平均动能一定比温度低的物体的分子平均动能大
B.温度高的物体中的每一个分子的动能一定大于温度低的物体中的每一个分子的动能
C.温度高的物体中的分子运动的平均速率一定比温度低的物体中的分子运动的平均速率大
D.温度高的物体中的每一个分子运动的速率一定比温度低的物体中的每一个分子的运动的速率大.解析:温度是物体中分子无规则运动的平均动能的标志,温度越高,说明物体中分子运动的平均动能大,A正确;而物体中的分子的平均动能具有多种可能性,故B错;对于同一物体来说,分子的质量相同,如果平均动能也相同,平均速率也一定相同,温度越高,分子平均动能(速率)越大,分子运动的平均速率越大,但对于不同的物质,只能从温度高低判定平均动能的大小,不能判定平均速率大小,因为两种物质的分子质量往往是不同的,故C、D错.
答案:A9.相同质量的0 ℃水与0 ℃的冰相比较,下列说法错误的是( )
A.它们的分子平均动能相等
B.水的分子势能比冰的分子势能大
C.水的分子势能比冰的分子势能小
D.水的内能比冰的内能多解析:质量相同的水和冰,它们的分子个数相等;温度相等,所以分子平均动能相等,因此它们总的分子动能相等.由水结成冰,需要释放能量,所以相同质量、温度的水比冰内能多,由于它们总的分子动能相等,所以水比冰的分子势能大.本题很容易误认为水结成冰,体积增大,所以内能增大.
答案:C10.如图所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示.F>0为斥力,F<0为引力.a、b、c、d为x轴上四个特定的位置.现把乙分子从a处由静止释放,若规定无限远处分子势能为零,则:(1)乙分子在何处的势能最小?是正值还是负值?
(2)乙分子的运动范围多大?
(3)在乙分子运动的哪个范围内分子力和分子势能随距离的减小都增加?解析:(1)由于乙分子由静止开始,在ac间一直受到甲分子的引力而做加速运动,引力做正功,分子势能一直在减小,到达c点时所受分子力为零,加速度为零,速度最大,动能最大,分子势能最小(为负值). (2)由于惯性,到达c点后乙分子继续向甲分子靠近,由于分子力为斥力,故乙分子做减速运动,直到速度为零,设到达d点后返回,故乙分子运动范围在ad之间.
(3)在分子力表现为斥力的那一段cd上,随分子间距的减小,乙分子克服斥力做功,分子力、分子势能随间距的减小一直增加.感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束课件38张PPT。第六节 气体分子运动的统计规律分子动理论1.知道什么是统计规律.
2.知道气体分子沿各方向运动的机会均等是大量分子运动整体表现出来的统计规律.
3.知道气体分子速率的分布规律是“中间多,两头少”,理解气体分子速率的分布规律也是统计规律.了解气体分子速率分布曲线.由于分子间的距离很大,气体分子几乎不受到分子间的相互作用力,每一个分子都可以称为自由分子.现代科学研究表明,气体分子一直在高速运动,常温下平均速率超过了声音的速率!在那么小的空间里如此高速运动,碰撞是频繁的,一个分子在1 s内与其他分子间的碰撞次数达到了65亿次!从这些数据可以看出,我们研究单个的分子运动是不可能的.1. 在气体中,大量分子的频繁碰撞,使某个分子何时何地向何处运动是____的.但是对大量分子整体来说,在任意时刻,沿各个方向的机会是均等的,而且气体分子向各个方向运动的数目也是________的.这就是大量分子运动整体表现出来的统计规律.偶然基本相等2.气体中的大多数分子的速率都接近某个数值,与这个数值相差越多,分子数越少,表现出“_______________”的分布规律.当温度升高时,分子最多的速率区间移向速度大的地方,速率小的分子数减小,速率大的分子数增加,分子的平均动能增大,总体上仍然表现出“_______________”的分布规律,气体分子速率分布规律也是一种统计规律. 中间多,两头少中间多,两头少分子运动表现为统计规律大量个别偶然事件整体表现出来的规律称为统计规律.
在气体中,大量分子的频繁碰撞,使某个分子何时何地向何处运动是偶然的.但是对大量分子整体来说,在任意时刻,沿各个方向的机会是均等的,而且气体分子向各个方向运动的数目也是基本相等的.这就是大量分子运动整体表现出来的统计规律. 物理学在研究热现象和热运动的规律时,一个非常重要的根据是大量分子组成的系统所反映的规律性.系统中的一个分子由于不停地运动,不时受到碰撞,其速度的大小和方向都经常地发生不可预测的变动,我们无法知道系统中每一个分子的确切运动情况,但是整个系统中的大量分子的运动却存在一定的规律性.虽然气体中的分子比较稀疏,但是单位体积中的分子数还相当多.在标准状况下,1 cm3气体中仍含有2.7×1019个分子.大量分子永不停息地运动,分子之间不断地发生碰撞.在标准状况下,一个空气分子在1 s内与其它分子的碰撞竟达65亿次之多.频繁的碰撞使每个分子速度的大小和方向频繁地发生改变,造成气体分子做杂乱无章热运动. 大量分子沿各个方向运动的机会均等. (双选)关于气体分子的运动情况,下列说法中正确的是( )
A.某一时刻具有任一速率的分子数目是相等的
B.某一时刻一个分子速度的大小和方向是偶然的
C.某一时刻向任意一个方向运动的分子数目相等
D.某一温度下大多数气体分子的速率不会发生变化解析:气体分子运动的规律应从两个方面去理解,一是个别分子运动的偶然性,二是大量分子整体具有的规律性.不可把大量分子的统计结果用在个别分子上,也不能因为少量的差异去要求整体上规律的严密性.
具有任一速率的分子数目并不是相等的,呈“中间多,两头少”的统计分布规律,选项A错误;由于分子之间频繁地碰撞,分子随时都会改变自己运动速度的大小和方向,因此在某一时刻一个分子速度的大小和方向完全是偶然的,选项B正确;虽然每个分子的速度瞬息万变,但是大量分子的整体存在着统计规律.由于分子数目巨大,某一时刻向任意一个方向运动的分子数目只有很小的差别,可以认为是相等的,选项C正确;某一温度下,每个分子的速率仍然是瞬息万变的,只是分子运动的平均速率相同,选项D是错误的.
答案:BC课堂训练1.大量气体分子运动的特点不包括下列哪项?( )
A.分子除相互碰撞或跟容器壁碰撞外,可在空间里自由移动
B.分子的频繁碰撞致使它做杂乱无章的热运动
C.分子沿各个方向运动的机会相等
D.分子的速率分布毫无规律解析:气体分子除碰撞外可以认为是在空间自由移动的,因气体分子沿各方向的机会相等,碰撞使它做无规则运动,但气体分子的速率按“中间多,两头少”的规律分布.
答案:D气体分子的速率分布一个气体分子的运动是毫无规律可循的,它有时快也有时慢,有时可能突然静止,运动方向可能时刻改变,瞬眼功夫便不知去向,完全具有偶然性.我们没有必要知道每个分子在某一时刻的速度和位置,正如伽耳顿板实验不关心某一个小球究竟落入哪个狭槽内一样.但是大量分子的运动都会呈现出一定的规律.早在1859年,麦克斯韦就从理论上导出了气体分子按速率分布的规律.大量分子做无规则运动的速率有的大,有的小,但是却按一定的规则分布,大多数分子的速率都在某个数值附近,离开这个数值越远,分子数越少,表现出“中间多,两头少”的分布规律,其分布规律与“麦克斯韦气体分子的分布规律”相同.
当温度升高时,分子最多的速率区间移向速度大的地方,速率小的分子数减小,速率大的分子数增加,分子的平均动能增大,总体上仍然表现出“中间多,两头少”的分布规律,气体分子速率分布规律也是一种统计规律. 在一定温度下,某种理想气体的速率分布应该是( )
A.每个分子速率都相等
B.每个分子速率一般都不相等,速率很大和速率很小的分子数目很少
C.每个分子速率一般都不相等,但在不同速率范围内,分子数的分布是均匀的
D.每个分子速率一般都不相等,速度很大和速率很小的分子数目很多解析:气体分子运动速率呈现“中间多,两头少”的分布,这是多数分子运动的整体行为,是一种统计规律,但对气体内部的某一个分子来说,其运动速率在某一温度下可能很大,也可能很小.由麦克斯韦气体分子速率分布规律知,气体分子速率大部分集中在某个数值附近,速率很大和速率很小的都很少.B正确.
答案:B课堂训练2.比较同温度下的两个气体分子,下列说法中正确的是( )
A.两个分子任何时刻的速度都相同
B.根据速率分布图,两个分子在一段很长时间内的速率不相同
C.每一分子的运动是具有规律性的
D.长时间内,两个分子平均速率的大小均接近气体分子的平均速率解析:任何事物都是有规律的,研究不同事物的规律需用不同的方法,大量分子无规则运动的速率,无法用牛顿力学方法精确的予以确定,但可用统计方法找出其分布规律.
在一定状态下气体的大多数分子的速率都在某个值附近,速率离开这个值越远, 具有这个速率的分子个数越少.
答案:DC1.哪个科学家第一次提出了气体分子按速率分布的规律( )
A.牛顿 B.布朗
C.麦克斯韦 D.伽耳顿C2.对分子平均速率的理解,下面正确的是( )
A.某一个分子在一定时间内的位移与时间的比值
B.某一个分子在很短时间内的路程与时间的比值
C.大量分子的速度的平均值
D.某一个分子在某一段时间内的平均速率的平均值D3.(双选)一定质量的气体分子在两种不同的温度条件下的速率分布,下列理解正确的是( )
A.温度越高每一个分子的速率均越大
B.温度越高分子的平均速率越大
C.分子的平均速率与温度无关
D.某一时刻可能有速度为零的分子解析:当温度升高时,分子最多的速率区间移向速度大的地方,速率小的分子数减小,速率大的分子数增加,分子的平均动能增大,总体上仍然表现出“中间多,两头少”的分布规律,气体分子速率分布规律也是一种统计规律.
答案:BD4.(双选)关于气体分子在某个方向的运动描述,正确的是( )
A.在某些方向上多,在某些方向上少
B.分子在某个方向上的运动是由分子的受力决定的
C.分子的运动方向具有随机性,对大量分子而言向各个方向上的运动机会相等
D.分子的运动方向随时改变解析:分子的运动方向由初速度和分子碰撞的合外力共同决定,大量分子的运动具有统计规律.
答案:CD5.(双选)一定质量的气体密封在容积不变的容器中,当温度升高时,则气体( )
A.所有分子的速率都增大
B.分子的平均速率增大
C.速率大的分子的个数增多
D.所有分子的动能都会增强解析:温度升高,分子的平均动能增大.由气体分子速率分布规律可知,分子的平均速率增大,对每一个分子的速率不一定增大,B正确.由气体分子速率分布规律可知,温度升高时,气体分子速率大的分子个数增多,速率小的分子个数减小,C正确.
答案:BC6.有一门窗敞开的房间,上午8点的温度为10 ℃,下午1点的温度为20 ℃,假定大气压强无变化,则上午8点与下午1点相比较,房间内( )
A.每个空气分子的速度都小
B.空气分子的平均速率小
C.空气分子的个数相同
D.空气分子的分布密度相同解析:分子永不停息地做无规则运动,温度低时,平均速率小,对于每个分子的速率可能增大,也可能减小,故B正确,A错误;门窗敞开,20 ℃时,部分气体向外流出,分子个数少,分子密度小,故C、D都错误.
答案:B7.(双选)关于密闭在容器内的一定质量的气体,当温度升高时,下列说法正确的是( )
A.气体中的每个分子的速率必定增大
B.有的分子的速率可能减小
C.速率大的分子数目增加
D.“中间多,两头少”的分布规律改变 解析:对每个分子无法判断速率的变化,A错,B对;但总体上速率大的分子数目在增加,C对;无论温度如何变化,“中间多,两头少”的分布规律不会变化.
答案:BC8.如图所示是氧气分子在不同温度(0 ℃和100 ℃)下的速率分布图,(其中n/N为氧气分子某一速率的分子数与总分子数比例)则以下说法正确的是( )A.同一温度下,氧气分子某一速率的分子数与总分子数比例呈现出“中间多,两头少”的分布规律
B.随着温度的升高,每一个氧气分子的速率都增大
C.随着温度的升高,氧气分子中速率小的分子所占的比例变大
D.随着温度的升高,氧气分子的平均动能变小解析:由气体速率分布规律可知.
答案:A9. (2012·四川卷)物体由大量分子组成,下列说法正确的是(??)?
A. 分子热运动越剧烈,物体内每个分子的动能越大?
B.分子间引力总是随着分子间的距离减小而减小?
C.物体的内能跟物体的温度和体积有关?
D.只有外界对物体做功才能增加物体的内能?
解析:分子热运动符合统计规律“中间多,两头少”,分子热运动越剧烈,物体内个别分子动能可能更小,故选项A错误;当r>r0时,引力随着分子间距离减小而增大,故B错误;做功和热传递都可以改变物体的内能,故选项D错误;根据内能的定义可知C正确.答案:C10. (2012·江苏卷)密闭在钢瓶中的理想气体,温度升高时压强增大,从分子动理论的角度分析,这是由于分子热运动的________增大了,该气体在温度为T1、T2时的分子速率分布图象如图所示,则T1___(选填“大于”或“小于”)T2.?
?
解析:温度是分子平均动能的标志,温度升高时,分子的平均动能变大,由分子速率分布图象可知,T2态的分子平均速率大于T1态的分子平均速率,分子的平均动能大,温度高.
答案:平均动能 小于?
感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束课件47张PPT。第四节 分子间的相互作用力分子动理论1.知道分子间的相互作用力有引力和斥力,引力和斥力是同时存在的,实际表现出来的分子力是引力和斥力的合力.
2.知道什么叫做平衡位置,知道分子间实际表现出来的作用力为零时,分子间距离r0的数量级.分子间的距离r4.知道当分子间的距离r>r0时,分子间的引力和斥力都随分子间的距离增大而减少,而且斥力总是比引力小,分子间的作用力表现为引力.
5.知道分子是短程力,当分子间距离的数量级大于分子大小的10倍时,分子力已很微弱,可忽略不计.分子动理论是在坚实的实验基础上建立起来的.我们通过单分子油膜实验、离子显微镜观察钨原子的分布等实验,知道物质是由很小的分子组成的,分子大小在10-10m数量级.我们又通过扩散现象和布朗运动等实验知道了分子是永不停息地做无规则运动的.分子动理论还告诉我们分子之间有相互作用力,这结论的实验依据是什么?分子间相互作用力有什么特点?1.分子间的相互作用力有____和____,____和____是同时存在的,实际表现出来的分子力是____和____的合力.
2.分子之间的引力和斥力的大小都跟分子间的距离有关,都随着间距的增大而____,随间距的减少而____,但斥力变化比引力____.引力 斥力 引力 斥力引力 斥力减少 增大快3.当分子间距等于r0时,某一个分子所受的引力和斥力____ ,这个分子所受的合力为________;r0的数量级约为____________,此时分子间处于平衡位置.
4.当分子间的距离小于r0时,作用力的合力表现为____;当分子间的距离大于r0时,作用力的合力表现为__________.相等 0 10-10m斥力引力分子间存在相互作用力分子间同时存在引力和斥力,分子间有引力,分子间又有空隙,却没能紧紧吸在一起,这说明了分子间还存在着斥力.
从宏观上分析:以固体物质为例,物体在被拉伸时需要一定的外力,这表明组成物质的分子之间存在着相互作用的引力,所以,要使物体被拉伸一定需要外力来克服分子间的引力;物体在被压缩时也需要一定的外力,这表明组成物质的分子间还存在着相互作用的斥力,所以,要使物体被压缩,一定需要外力来克服分子间的斥力.
从微观上分析:分子间虽然有空隙,大量分子却能聚集在一起形成固体或液体,说明分子间存在着引力. 下面证明分子间存在引力和斥力的实验,哪个是错误的( )
A.两块铅压紧以后能连成一块,说明存在引力
B.一般固体、液体很难被压缩,说明存在着相互排斥力
C.拉断一根绳子需要一定大小的力说明存在着相互吸引力
D.碎玻璃不能拼在一起,是由分子间存在着斥力解析:铅压紧时,距离小于10 r0,表现为引力,说明有引力的存在,同理B、C也正确,玻璃不能拼在一起,是由于分子间距大于10 r0.
答案:D课堂训练1.下列事例不能说明分子间有相互作用力的是( )
A.金属块经过锻打能改变它原来的形状而不断裂
B.拉断一个钢筋要用一定的外力
C.食盐能溶于水而石蜡却不能溶于水
D.液体一般能难压缩解析:食盐能溶于水而石蜡不溶于水是由物质的溶解性决定的.
答案:C分子间引力和斥力的大小跟分子间距离的关系经过研究发现分子之间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小.但是分子间斥力随分子间距离加大而减小得更快些,如下图中两条虚线所示.由于分子间同时存在引力和斥力,两种力的合力又叫做分子力.在图象中实线曲线表示引力和斥力的合力(即分子力)随距离变化的情况.当两个分子间距在图象横坐标r0距离时,分子间的引力与斥力平衡,分子间作用力为零,r0的数量级为10-10 m,相当于r0位置叫做平衡位置.
分子间距离当r<r0时,分子间引力和斥力都随距离减小而增大,但斥力增加得更快,因此分子间作用力表现为斥力.当r>r0时,引力和斥力都随距离的增大而减小,但是斥力减小的更快,因而分子间的作用力表现为引力,但它也随距离增大而迅速减小,当分子距离的数量级大于10-9m时,分子间的作用力变得十分微弱,可以忽略不计了.在图中表示分子间距离r不同的三种情况下,分子间引力斥力大小的情况.(a)(b)(c) 当物体被拉伸时,物体内分子间相互作用力的变化是( )
A.斥力和引力都增大,但引力比斥力增大得更快
B.斥力和引力都减小,但斥力比引力减小得更快
C.斥力减小,引力增大
D.斥力消失,只有引力解析:固体被拉伸时,物体内部分子间距离变大,分子引力和斥力都减小, A、C均错.随着分子间距离的增大,分子斥力要比引力减小得更快,但两者同时存在,故B对, D错.
答案: B课堂训练2.(双选)如图所示,把一块洗净的玻璃板吊在测力计的下端,使玻璃板水平地接触水面,用手缓慢竖直向上拉测力计,则玻璃板在拉离水面的过程中( )A.测力计示数始终等于玻璃板的重力
B.测力计示数会出现大于玻璃板重力的情况C.因为玻璃板上表面受到大气压力,所以拉力大于玻璃板的重力
D.因为拉起时还要克服水分子间的吸引力,所以拉力大于玻璃板的重力解析:玻璃板被拉起时,要受到水分子间的引力,所以拉力大于玻璃板的重力,与大气压力无关,故B、D正确.
答案:BD固体、液体和气体的分子运动情况分子动理论告诉我们物体中的分子永不停息地做无规则运动,它们之间又存在着相互作用力.分子力的作用要使分子聚集起来,而分子的无规则运动又要使它们分散开来.由于这两种相反因素的作用结果,有固体、液体和气体三种不同的物质状态.
(1)固体有一定的形状和体积.因为在固体中,分子间距离较近,数量级在10-10 m,分子之间作用很大,绝大部分分子只能在各自平衡位置附近做无规则的振动.(2)液体在宏观上有一定的体积,而又有流动性,没有固定的形状.固体受热温度升高,最终熔化为液体,对大多数物质来说,其体积增加10%,也就是说分子之间距离大约增加3%.因此,液体分子之间作用力很接近固体情况,分子间有较强的作用力,分子无规则运动主要表现为在平衡位置附近振动.但由于分子间距离有所增加,使分子也存在移动性.(3)气体在宏观上表现出没有一定的体积形状,可以充满任何一种容器.液体汽化时体积扩大为原来的1000倍,说明分子间距离约增加为原来的10倍.因此气体分子间距离数量级在10-9 m,分子间除碰撞时有相互作用力外,彼此之间一般几乎没有分子作用力,分子在两次碰撞之间是自由移动的. (双选)下列现象和结论正确的是( )
A.液体和固体很难被压缩,说明液体和固体分子之间存在斥力
B.液体和固体很难被压缩,说明液体和固体分子间无间隙
C.物体不易被拉断,说明分子间存在着引力
D.金属分子能聚集到一起形成金属块说明金属原子间的作用力一直表现为引力解析:固体分子间距离较近,数量级在10-10 m,分子之间作用力很大,绝大部分分子只能在各自平衡位置附近做无规则的振动.液体分子之间作用力很接近固体情况,分子间有较强的作用力,分子无规则运动主要表现为在平衡位置附近振动,但由于分子间距离有所增加,使分子也存在移动性.当压缩时表现出斥力,拉伸时表现出引力.
答案:AC课堂训练3.下列现象能说明分子之间有相互作用力的是( )
A.一般固体难于拉伸,说明了分子间有引力
B.一般液体易流动和变成小液滴,说明了液体分子间有斥力
C.用打气筒给自行车轮胎打气,越打越费劲,说明了压缩后的气体分子间有斥力
D.高压密闭的钢筒中的油会沿筒壁溢出,这是钢分子对油分子的斥力解析:液体的流动性不能用引力和斥力来解析,而是化学键的作用;C中应“压缩后”去掉,因为气体分子在不压缩时也有斥力的作用,只是很小(本题是气体压强的体积的关系的原因,以后将会学习到);D中现象是说明分子间有间隙,油能从筒壁溢出,这是外力作用的结果.
答案:A1.(双选)下列现象可说明分子间有引力的是( )
A.正、负电荷相互吸引
B.磁体吸引附近的小铁钉
C.用粉笔写字在黑板上留下字迹
D.用电焊把两块铁焊在一起 解析:正、负电荷相互吸引是电场力;磁体吸引附近的小铁钉是磁场力.
答案:CD2.(2012·广东卷)清晨,草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成水珠,这一物理过程中,水分子间的(??)?
?A?.引力消失,斥力增大?
?B?.斥力消失,引力增大?
?C?.引力、斥力都减小?
?D?.引力、斥力都增大解析:水汽凝结成水珠时,水分子之间的距离变小,引力、斥力都随分子间的距离的减小而增大.
答案:D3.固体、液体很难被压缩的原因是由于( )
A.分子间无间隙
B.分子间无引力
C.分子间存在斥力
D.分子在永不停息地做无规则运动解析:固体和液体的分子间距离较近,数量级在10-10m,分子之间作用很大,绝大部分分子只能在各自平衡位置附近做无规则的振动.液体分子之间作用力很接近固体情况,分子间有较强的作用力;当被压缩时,分子间距离r答案:C4.两块光滑、干燥的玻璃,紧贴在一起也不能相互吸住,原因是( )
A.两块玻璃分子间不存在作用力
B.两块玻璃分子间距离太小,分子间作用力表现为斥力
C.两块玻璃分子间距离太大,作用力太小
D.两块玻璃的分子运动缓慢解析:因为分子间的距离r≥10r0,引力和斥力都很小,分子力可以忽略不计.
答案:C5.从分子运动的观点看,物体受热膨胀的原因是( )
A.物体内各个分子体积变大
B.分子无规则振动加快,振动范围增大
C.物体各分子间挤进了空气
D.分子间斥力增大,分子间距离变大解析:温度升高,分子运动加剧,分子无规则振动加快,振动范围增大,分子间的作用力还为引力.
答案:B6.(双选)关于分子间作用力,下列说法中正确是( )
A.当分子间距离为r0时,它们之间既没有斥力也没有引力
B.分子间的距离大于r0时,分子间只有引力
C.分子间的引力和斥力都随分子间的距离的增大而减少
D.分子间的平衡距离r0与分子直径是同一数量级解析:r=r0时,分子间的引力与斥力平衡,分子间作用力为零.分子间距离当r<r0时,分子间引力和斥力都随距离减小而增大,但斥力增加得更快,因此分子间作用力表现为斥力.当r>r0时,引力和斥力都随距离的增大而减小,但是斥力减小的更快,因而分子间的作用力表现为引力,但它也随距离增大而迅速减小,当分子距离的数量级大于10-9m时,分子间的作用力变得十分微弱,可以忽略不计了.
答案:CD7.关于分子力,下面说法正确的是( )
A.分子引力不等于分子斥力时,违背了牛顿第三定律
B.两物体分子间引力的合力等于万有引力
C.分子间相互作用的引力和斥力不是一对作用力和反作用力
D.浮力等于固体与液体表面分子间作用力的合力解析:分子力是一对相互作用力,不管表现为引力还是斥力;分子力、万有引力和浮力是不同性质的力.
答案:C8.(双选)两个分子从靠近得不能再靠近的位置开始,使二者之间的距离逐渐增大,直到大于分子直径的10倍以上.这一过程中下列关于分子间相互作用力的说法正确的是( )
A.分子间的引力和斥力都在减小
B.分子间的斥力在减小,引力在增大
C.分子间相互作用的合力在逐渐减小
D.分子间相互作用的合力先减小后增大,再减小到零解析:分子间存在着引力和斥力,当距离增大时,二力都在减小,只是斥力减小得比引力快,当r>r0时,分子间的斥力小于引力,表现为引力;反之表现为斥力.r=r0时,引力和斥力相等,此二力的合力为零;,当r≥10r0时,引力和斥力都很小,分子力可以忽略不计.
答案:AD9.设r0是分子间引力和斥力平衡时的距离,r 是两个分子的实际距离,则以下说法中正确的是( )
A.r=r0时,分子间引力和斥力都等于零
B.r>r0时,分子间只有引力而无斥力
C.由10r0逐渐减小到小于r0的过程中,分子间的引力先增大后减小
D.由10r0逐渐减小到小于r0的过程中,分子间的引力和斥力都增大,其合力先增大后减小再增大解析:当r = r0时,分子间引力和斥力相等,但都不为零,只有合力为零, A错.在r > r0时,引力大于斥力,两者同时存在,B错.在r < r0减小的过程中分子引力和斥力都增大,C错, 由10 r0逐渐减小到小于r0的过程中,由分子力随r的变化关系图线可知,分子力有一个极大值,到小于r0时分子力又增大,所以在r由10 r0逐渐减小到小于r0的过程中分子力是先增大后减小再增大.
答案:D10.两个分子甲和乙相距较远(此时它们之间的分子力可忽略),设甲固定不动,乙逐渐靠近甲,直到不能再靠近为止的整个过程中( )
A.分子力总是对乙做正功
B.乙总是克服分子力做功
C.先是乙克服分子力做功;然后分子力对乙做正功
D.先是分子力对乙做正功;然后乙克服分子力做功解析:在乙分子逐渐向甲分子靠拢的过程中,r>r0时,分子力表现为引力,此时分子力对乙做正功,r答案:D感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束课件38张PPT。第一节 内能 功 热量热力学基础1.了解内能改变的两种方式:做功、热传递.
2.了解内能的变化可以分别由功和热量来量度.
3.理解热量的概念.
4.理解做功和热传递对改变物体内能的等效性及它们本质区别.物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和,叫做物体的内能.由于分子在不停地做着无规则热运动而具有的动能.它与物体的温度有关(温度是分子平均动能的标志).分子间存在相互作用力,分子间具有由它们的相对位置决定的势能,这就是分子势能.它和物体的体积有关.
有什么办法能让你手中的铁丝发烫,你能说出多少种办法?
冬天,手很冷时,捧着热水袋会感到暖和,两手互相搓一搓也会感到暖和,为什么?1.物体内所有分子热运动的____和________的总和,叫做物体的内能,内能与物体的温度和体积有关.
2.热传递和热量:
(1)内能从____物体传递到____物体,或从物体的____部分传到____部分的现象称为热传递.
(2)在热传递中传递的___________叫做热量.动能 分子势能高温 低温 高温低温内能的多少3.改变物体内能的两种方式: ____和________ .
4.内能改变的量度.
(1)做功改变内能时,用________来量度.
(2)热传递改变内能时,用传递的________来量度.
(3)做功和热传递对改变物体内能是____的.做功 热传递功的多少热量多少等效热量与内能的关系物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和,叫做物体的内能.内能是不同于机械能的另一种形式的能.它由大量分子热运动和分子间的相对位置决定,也就是与物体的温度和体积有关.物体的内能不可能等于零.机械能在一定条件下可等于零.内能从高温物体传递到低温物体,或从物体的高温部分传到低温部分的现象称为热传递.热传递有三种方式:热传导、热对流和热辐射.
在热传递中传递的内能的多少叫做热量.高温物体放出热量,内能减小;低温物体吸收热量,内能增大;热传递中传递的是能量,实质是内能的转移,不是传递温度. 关于热传递,下列说法正确的是( )
A.热传递的实质是温度的传递
B.物体间存在温度差,才能发生热传递
C.热传递可以在任何情况下发生
D.热传递是内能大的传给内能小的解析:热传递的实质是内能的转移,不是传递温度,A错误;热传递是内能从高温物体传递到低温物体,必须存在温差,B正确,C错误;内能是物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和,内能大的不一定是高温物体,D错误.
答案:B课堂训练1.关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.物体的温度越高,所含热量越多
B.温度高的物体,内能一定大
C.0℃的冰块,内能一定为零
D.温度不同的两物体间会发生热传递解析:热量是热传递中传递的内能的多少,不能说物体含热量,A错误;内能是物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和,不同物体分子数量、分子势能等不清楚,所以温度高的物体内能不一定大,B错误.任何物体都有分子热运动,内能不可能等于零,C错误;热传递内能从高温物体传递到低温物体,D正确.
答案:D改变物体内能的两种方式:做功和热传递1.做功改变物体内能.
做功使物体内能发生改变时,内能的改变用功的数值来量度.外界对物体做多少功,物体内能就可增加多少;物体对外界做多少功,它的内能就可减少多少(ΔU=W).
做功改变物体内能的实质是机械能(或其它形式的能)与内能之间的相互转化.2.热传递改变物体内能.
热传递使物体内能发生改变时,内能的改变用热量来量度.外界传递给物体多少热量,或者说物体吸收了多少热量,它的内能就增加多少;物体传递给外界多少热量,或者说物体放出多少热量,物体的内能就减少多少(ΔU=Q).
高温物体放出热量,内能会减小,但温度不一定降低;低温物体吸收热量,内能会增大,温度也不一定升高;热传递中传递的是能量,不是温度.3.做功和热传递对改变物体内能是等效的.例如使锯片发烫,内能增大,可以锯木头,也可放在火上烤,两种方法可以达到相同的效果.
4.理想气体由于分子势能为零,可通过温度的变化来判断内能是否改变.通常情况下,对固体或液体,由于体积变化不明显,主要也是通过温度的变化来判断内能是否改变的. 关于改变物体的内能,下列说法正确的是( )
A.做功和热传递是改变物体内能的两种本质不同的物理过程
B.外界对物体做功,物体的内能一定增大
C.物体对外界放热,物体的内能一定增大
D.热量是在热传递中,从一个物体向另一个物体或物体的一部分向另一部分转移内能的多少解析:做功和热传递是改变物体内能的两种本质不同的方法,做功的过程是不同形式的能相互转化的过程,而热传递是同种形式的能(内能)在物体间或物体的各部分间的转移,A正确;物体内能的变化取决于做功和热传递两种途径,单凭一方面不足以判断其内能的变化,B、C错误;根据热量的概念可知D正确.
答案:AD课堂训练2.在密闭又绝热的装置中,外界压缩气体做功50 J,下列说法正确的是( )
A.气体的内能一定增加50 J
B.气体的内能一定小于50 J
C.气体的内能可能小于50 J
D.气体的内能有可能不变解析:绝热的装置中不能发生热传递,做功的过程就是物体内改变的过程,外界压缩气体做多少功,就有多少机械能转化为气体的内能,A正确.
答案:A1.关于内能和机械能,下面说法正确的是( )
A.机械能越大的物体,其内能也越大
B.当物体的机械能发生变化时,其内能也发生变化
C.任何物体都有内能,但物体机械能可以为零
D.两物体发生滑动摩擦时,机械能减小,内能增大解析:内能和机械能是两种不同形式的能,无必然联系,AB错误;由内能和机械能的概念可知任何物体都有内能,但可以无机械能,C正确;两物体发生滑动摩擦时,机械能转化为内能,即摩擦生热,D正确.
答案:CD2.做功和热传递的共同点是( )
A.都能使物体增加热量
B.都能使物体温度升高
C.都能使物体内能改变
D.都能使物体比热容增大解析:功和热传递对改变物体内能是等效的,都可使物体内能改变,温度改变,但不能说改变热量,BC正确,A错误;物体的比热容是物体的一种特性,由物体本身决定,与其它因素无关,D错误.
答案:BC3.下列实例中,属于做功来增加物体内能的是( )
A.铁棒放在炉子里被烧红
B.锯条锯木头时会发热
C.古时候的猿人钻木取火
D.冬天在阳光下取暖解析:由做功和热传递的概念可知A、D选项是热传递改变物体内能;B、C选项才是做功来改变物体内能.
答案:BC4.对于一定质量的气体( )
A.吸热时其内能可以不变
B.吸热时其内能一定增大
C.不吸热也不放热时其内能一定不变
D.不吸热也不放热时其内能可能减小解析:物体内能的变化取决于做功和热传递两种途径,单凭一方面不可判断其内能的变化,A、D正确,B、C错误.
答案:AD5.若A、B两物体之间没有热传递,正确的解释是( )
A.两物体所包含的热量相等
B.两物体的内能相等
C.两物体的温度相等
D.两物体没有接触,且都处在真空中解析:热传递发生的条件是物体存在温度差,没有热传递说明两物体的温度相等,B错误,C正确;热量是热传递中传递的内能的多少,不能说物体含热量,A错误;两物体的温度不同,在真空中不接触也可通过辐射发生热传递,D错误.
答案:C6.关于物体的内能及其变化,下列说法正确的是( )
A.物体温度改变时,其内能必定改变
B.物体对外做功,其内能不一定改变,向物体传递热量,其内能不一定改变
C.物体对外做功,其内能必定改变;物体向外放热,其内能必改变
D.若物体与外界不发生热交换,则物体的内能必定不改变解析:一定质量的物体的内能由温度和体积共同决定.温度改变,内能不一定改变,A错误;做功和热传递是改变物体内能的两种方式,若物体对外做功W,同时吸热Q,若W>Q,则内能减小;若W=Q,则内能不变;若W<Q,则内能增大;B正确,C、D错误.
答案:B7.在一个绝热气缸里,若因气体膨胀,向上推动活塞,则在这个过程中,气缸里的气体( )
A.温度升高 B.温度降低
C.内能增大 D.内能减小解析:因与外界无热交换,气体向上推动活塞过程中,对外做功,内能减小,温度降低,B、D正确.
答案:BD8.如图所示的容器中,A 、B各有一个可自由移动的活塞,活塞下面是水,上面大气压恒定,A 、B的底部由带阀门的管道相连,整个装置绝热.原先A中的水面比B中的高,打开阀门,A中的水向B流动,最后达到平衡,在这个过程中( )A.水的内能不变
B.水的内能减小
C.水的内能增大
D.无法判断解析:打开阀门,水的重心降低,重力对水做正功,系统又绝热,故水的内能增大,C正确.
答案:C9.子弹以速度v=200 m/s射入木块后停在木块中,木块没有移动.系统增加的内能的60%使子弹的温度升高,子弹温度升高多少?子弹的比热容是0.12×103 J/(kg·℃).解析: 设子弹的质量为m,由于子弹射入木块后停在木块中,木块没有移动,子弹的机械能全部转化为内能,得
ΔE= mv2①
子弹的吸收的热量Q=60%ΔE②
又有Q=cmΔt ③
由①②③式解得Δt=100 ℃
即子弹温度升高100 ℃.
答案:100 ℃10.一研究性学习小组为收集地表植物吸收太阳能的数据,做如下实验:用一面积为0.1 m2的盆子盛6 kg水,经太阳垂直照射,5 min后水的温度升高5 ℃,若地表植物吸收太阳能的能力与水相同,试计算:
(1)每平方米面积的绿色植物每秒钟吸收太阳能为多少?
(2)若绿色植物在光合作用中吸收1 000 J的太阳能可吸收0.05 L二氧化碳,则每公顷(1公顷=104 m2)绿地可吸收多少升二氧化碳?感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束课件34张PPT。第一节 内能 功 热量热力学基础1.了解内能改变的两种方式:做功、热传递.
2.了解内能的变化可以分别由功和热量来量度.
3.理解热量的概念.
4.理解做功和热传递对改变物体内能的等效性及它们本质区别.物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和,叫做物体的内能.由于分子在不停地做着无规则热运动而具有的动能.它与物体的温度有关(温度是分子平均动能的标志).分子间存在相互作用力,分子间具有由它们的相对位置决定的势能,这就是分子势能.它和物体的体积有关.
有什么办法能让你手中的铁丝发烫,你能说出多少种办法?
冬天,手很冷时,捧着热水袋会感到暖和,两手互相搓一搓也会感到暖和,为什么?1.物体内所有分子热运动的____和________的总和,叫做物体的内能,内能与物体的温度和体积有关.
2.热传递和热量:
(1)内能从____物体传递到____物体,或从物体的____部分传到____部分的现象称为热传递.
(2)在热传递中传递的___________叫做热量.动能 分子势能高温 低温 高温低温内能的多少3.改变物体内能的两种方式: ____和________ .
4.内能改变的量度.
(1)做功改变内能时,用________来量度.
(2)热传递改变内能时,用传递的________来量度.
(3)做功和热传递对改变物体内能是____的.做功 热传递功的多少热量多少等效热量与内能的关系物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和,叫做物体的内能.内能是不同于机械能的另一种形式的能.它由大量分子热运动和分子间的相对位置决定,也就是与物体的温度和体积有关.物体的内能不可能等于零.机械能在一定条件下可等于零.内能从高温物体传递到低温物体,或从物体的高温部分传到低温部分的现象称为热传递.热传递有三种方式:热传导、热对流和热辐射.
在热传递中传递的内能的多少叫做热量.高温物体放出热量,内能减小;低温物体吸收热量,内能增大;热传递中传递的是能量,实质是内能的转移,不是传递温度. 关于热传递,下列说法正确的是( )
A.热传递的实质是温度的传递
B.物体间存在温度差,才能发生热传递
C.热传递可以在任何情况下发生
D.热传递是内能大的传给内能小的解析:热传递的实质是内能的转移,不是传递温度,A错误;热传递是内能从高温物体传递到低温物体,必须存在温差,B正确,C错误;内能是物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和,内能大的不一定是高温物体,D错误.
答案:B课堂训练1.关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.物体的温度越高,所含热量越多
B.温度高的物体,内能一定大
C.0℃的冰块,内能一定为零
D.温度不同的两物体间会发生热传递解析:热量是热传递中传递的内能的多少,不能说物体含热量,A错误;内能是物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和,不同物体分子数量、分子势能等不清楚,所以温度高的物体内能不一定大,B错误.任何物体都有分子热运动,内能不可能等于零,C错误;热传递内能从高温物体传递到低温物体,D正确.
答案:D改变物体内能的两种方式:做功和热传递1.做功改变物体内能.
做功使物体内能发生改变时,内能的改变用功的数值来量度.外界对物体做多少功,物体内能就可增加多少;物体对外界做多少功,它的内能就可减少多少(ΔU=W).
做功改变物体内能的实质是机械能(或其它形式的能)与内能之间的相互转化.2.热传递改变物体内能.
热传递使物体内能发生改变时,内能的改变用热量来量度.外界传递给物体多少热量,或者说物体吸收了多少热量,它的内能就增加多少;物体传递给外界多少热量,或者说物体放出多少热量,物体的内能就减少多少(ΔU=Q).
高温物体放出热量,内能会减小,但温度不一定降低;低温物体吸收热量,内能会增大,温度也不一定升高;热传递中传递的是能量,不是温度.3.做功和热传递对改变物体内能是等效的.例如使锯片发烫,内能增大,可以锯木头,也可放在火上烤,两种方法可以达到相同的效果.
4.理想气体由于分子势能为零,可通过温度的变化来判断内能是否改变.通常情况下,对固体或液体,由于体积变化不明显,主要也是通过温度的变化来判断内能是否改变的. (双选)关于改变物体的内能,下列说法正确的是( )
A.做功和热传递是改变物体内能的两种本质不同的物理过程
B.外界对物体做功,物体的内能一定增大
C.物体对外界放热,物体的内能一定增大
D.热量是在热传递中,从一个物体向另一个物体或物体的一部分向另一部分转移内能的多少解析:做功和热传递是改变物体内能的两种本质不同的方法,做功的过程是不同形式的能相互转化的过程,而热传递是同种形式的能(内能)在物体间或物体的各部分间的转移,A正确;物体内能的变化取决于做功和热传递两种途径,单凭一方面不足以判断其内能的变化,B、C错误;根据热量的概念可知D正确.
答案:AD课堂训练2.在密闭又绝热的装置中,外界压缩气体做功50 J,下列说法正确的是( )
A.气体的内能一定增加50 J
B.气体的内能一定小于50 J
C.气体的内能可能小于50 J
D.气体的内能有可能不变解析:绝热的装置中不能发生热传递,做功的过程就是物体内改变的过程,外界压缩气体做多少功,就有多少机械能转化为气体的内能,A正确.
答案:A1.(双选)关于内能和机械能,下面说法正确的是( )
A.机械能越大的物体,其内能也越大
B.当物体的机械能发生变化时,其内能也发生变化
C.任何物体都有内能,但物体机械能可以为零
D.两物体发生滑动摩擦时,机械能减小,内能增大解析:内能和机械能是两种不同形式的能,无必然联系,AB错误;由内能和机械能的概念可知任何物体都有内能,但可以无机械能,C正确;两物体发生滑动摩擦时,机械能转化为内能,即摩擦生热,D正确.
答案:CD2.(双选)做功和热传递的共同点是( )
A.都能使物体增加热量
B.都能使物体温度升高
C.都能使物体内能改变
D.都能使物体比热容增大解析:功和热传递对改变物体内能是等效的,都可使物体内能改变,温度改变,但不能说改变热量,BC正确,A错误;物体的比热容是物体的一种特性,由物体本身决定,与其它因素无关,D错误.
答案:BC3.(双选)下列实例中,属于做功来增加物体内能的是( )
A.铁棒放在炉子里被烧红
B.锯条锯木头时会发热
C.古时候的猿人钻木取火
D.冬天在阳光下取暖解析:由做功和热传递的概念可知A、D选项是热传递改变物体内能;B、C选项才是做功来改变物体内能.
答案:BC4.(双选)对于一定质量的气体( )
A.吸热时其内能可以不变
B.吸热时其内能一定增大
C.不吸热也不放热时其内能一定不变
D.不吸热也不放热时其内能可能减小解析:物体内能的变化取决于做功和热传递两种途径,单凭一方面不可判断其内能的变化,A、D正确,B、C错误.
答案:AD5.若A、B两物体之间没有热传递,正确的解释是( )
A.两物体所包含的热量相等
B.两物体的内能相等
C.两物体的温度相等
D.两物体没有接触,且都处在真空中解析:热传递发生的条件是物体存在温度差,没有热传递说明两物体的温度相等,B错误,C正确;热量是热传递中传递的内能的多少,不能说物体含热量,A错误;两物体的温度不同,在真空中不接触也可通过辐射发生热传递,D错误.
答案:C6.关于物体的内能及其变化,下列说法正确的是( )
A.物体温度改变时,其内能必定改变
B.物体对外做功,其内能不一定改变,向物体传递热量,其内能不一定改变
C.物体对外做功,其内能必定改变;物体向外放热,其内能必改变
D.若物体与外界不发生热交换,则物体的内能必定不改变解析:一定质量的物体的内能由温度和体积共同决定.温度改变,内能不一定改变,A错误;做功和热传递是改变物体内能的两种方式,若物体对外做功W,同时吸热Q,若W>Q,则内能减小;若W=Q,则内能不变;若W<Q,则内能增大;B正确,C、D错误.
答案:B7.(双选)在一个绝热气缸里,若因气体膨胀,向上推动活塞,则在这个过程中,气缸里的气体( )
A.温度升高 B.温度降低
C.内能增大 D.内能减小解析:因绝热汽缸里的气体与外界无热交换,气体向上推动活塞过程中,对外做功,内能减小,温度降低,B、D正确.
答案:BD8.子弹以速度v=200 m/s射入木块后停在木块中,木块没有移动.系统增加的内能的60%使子弹的温度升高,子弹温度升高多少?子弹的比热容是0.12×103 J/(kg·℃).解析: 设子弹的质量为m,由于子弹射入木块后停在木块中,木块没有移动,子弹的机械能全部转化为内能,得
ΔE= mv2①
子弹的吸收的热量Q=60%ΔE②
又有Q=cmΔt ③
由①②③式解得Δt=100 ℃
即子弹温度升高100 ℃.
答案:100 ℃感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束课件41张PPT。第三节 能量守恒定律热力学基础1.理解能量守恒定律及其重要意义.
2.知道第一类永动机不可能成功的原因.
3.会用能量守恒定律的观点分析解决有关问题.刀具在砂轮上磨削时,刀具发热是因为通过摩擦力做功,机械能转化为内能.在暖气片上放有一瓶冷水,过一段时间后水变热,这是通过热量传递使这瓶水内能增加.这些实例中,物体的内能为什么增加了?是凭空产生的还是由其他形式能转化来的?能的转化过程中数量之间有什么关系?1.能量守恒定律:能量既不会凭空______,也不会凭空____,它只能从一种形式____为另一种形式,或从一个物体____到别的物体;在转化和转移的过程中其____保持不变.
2._____________________________________的机器称为第一类永动机.第一类永动机因为违背____________,所以是______制成的.产生消失 转化转移 总量不需要任何动力或燃料却能不断对外做功能量守恒定律不可能能量守恒定律1.内容:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到别的物体,在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变.2.能量守恒定律的理解.
(1)不同形式的能量之间可相互转化.
①自然界中能量存在的形式是多样的.
做机械运动有机械能,热运动有内能,实际上自然界存在着许多不同形式的运动,每种运动都有一种对应的能量,如电能、磁能、光能、化学能、原子能等.
②不仅机械能和内能可以相互转化,其他形式能也可以和内能相互转化.a.电炉取暖:电能→内能
b.煤燃烧:化学能→内能
c.炽热的灯丝发光:内能→光能
③其他形式的能彼此之间都可以相互转化.(2)对能量守恒可从以下两方面理解:
a.某种形式的能减小,一定有其它形式的能增大,且增大量和减小量相等.
b.某个物体的能量减小,一定有其它物体的能量增大,且增大量和减小量也相等.3.能量守恒定律具有重要的意义.
能量守恒定律是19世纪自然科学的三大发现之一.能量的转化与守恒是分析解决问题的一种极为重要的方法.能量守恒定律是最基本、最普遍的自然规律之一,是人类认识自然和改造自然的有力武器.能量守恒定律为辩证唯物主义提供了更精确、更丰富的科学基础.有力地打击了那些认为物质运动可以随意创造和消灭的唯心主义观点,它使永动机幻梦被彻底的打破了. 一个物体沿粗糙斜面匀速滑下,则下列说法正确的是( )
A.物体机械能不变,内能也不变
B.物体机械能减小,内能不变
C.物体机械能减小,内能增大,机械能与内能总量减小
D.物体机械能减小,内能增大,机械能与内能总量不变解析:机械能的变化分析除重力以外的其它力做功,题中摩擦力做负功,所以总的机械能减小;而摩擦力做功机械能转化为内能,所以机械能减小,内能增大,A、B错误;据能量守恒定律就整个系统来说,机械能和内能的总量保持不变,C错误,D正确.
答案:D课堂训练1.假设在一个完全密封绝热的室内,放一台打开门的电冰箱,然后遥控接通电源,令电冰箱工作一段较长的时间后再遥控断开电源,等室内各处温度达到平衡时,室内气温与接通电源前相比( )
A.一定升高
B.一定降低
C.一定不变
D.可能升高,可能降低,也可能不变解析:冰箱工作时,要给它输送电能,据能量守恒定律,消耗的电能,通过冰箱转化密封绝热的室内系统的内能,绝热的室内系统的内能比通电前大,温度升高, A正确.
答案:A 第一类永动机是不可能造成的第一类永动机是以前人们幻想的一种不需要任何动力或燃料却能不断对外做功的机器.它违背了能量守恒定律,结果无一例外地归于失败.永动机的失败启示我们,人类利用和改造自然时,必须遵循自然规律. (双选)文艺复兴时期意大利的达·芬奇(Leonardo da Vinci,1452-1519)设计如图所示的装置.他设计时认为,在轮子转动过程中,右边的小球总比左边的小球离轮心更远些,在两边不均衡的力矩作用下 会使轮子沿箭头方向转动不息,而且可以不断地向外输出能量.但实验结果却是否定的.达·芬奇敏锐地由此得出结论:永动机是不可能实现的.下列有关的说法中正确的是( )A.如果没有摩擦力和空气阻力,该装置就能永不停息地转动,并在不消耗能量的同时不断地对外做功
B.如果没有摩擦力和空气阻力,忽略碰撞中能量的损耗,并给它一个初速度就能永不停息地转动,但在不消耗能量的同时,并不能对外做功
C.右边所有小球施加于轮子的动力矩并不大于左边所有小球施于轮子的阻力矩,所以不可能在不消耗能量的同时,不断地对外做功D.在现代科学技术比较发达的今天,这种装置可以实现它永不停息的转动,在不消耗其它能量的基础上,而且还能源源不断地对外做功解析:机器对外做功,就必须消耗能量,永动机违背了能量守恒定律,是不可能实现的.A、D错误,B、C正确.
答案:BC课堂训练2.下面设想符合能量守恒定律的是( )
A.利用永久磁铁间的作用力造一台永远转动的机器
B.做成一条船利用河水的能量逆水航行
C.通过太阳照射飞机使飞机起飞
D.不用任何燃料使河水升温 解析:利用磁场能可能使磁铁所具有的磁场能转化为动能,但由于摩擦力的不可避免,动能最终转化为内能,使转动停止,故A错;让船先静止在水中,设计一台水力发电机使船获得足够电能,然后把电能转化为船的动能使船逆水航行;同理可利用光能的可转化性和电能的可收集性,使光能转化电能再为转化飞机的动能,实现飞机起飞,故B、C正确;设计水坝利用河水的重力势能发电,一部分重力势能通过水轮机叶片转化为水的内能,另外电能也可转化为内能使水升温,故D正确.
答案:A1.下列现象中,只有能的转移而不发生能的转化的过程是( )
A.子弹从枪膛射出
B.用电炉烧开水时,水温升高
C.电灯发光
D.冬天用手摸户外的东西感到冷解析:能的转移是指能量的形式不发生变化,只是从物体的一部分转移到另一部分,或者从一个物体转移到另一个物体上;能的转化是指能量从一种形式转化成另一种形式.转移和转化可以同时发生,也可以单独发生.子弹从枪膛射出是火药的化学能转化为子弹的动能,电炉烧开水是电能转化为内能,电灯发光是电能转化为内能光能,A、B、C错误,D正确.
答案:D2.自由摆动的秋千摆动幅度越来越小,下列说法正确的是( )
A.秋千的机械能守恒
B.秋千的能量正在消失
C.只有动能和重力势能的相互转化
D.减少的机械能转化为内能,但总能量守恒解析:秋千摆动幅度越来越小,说明机械能在减少,A错误;减少的机械能克服阻力、摩擦力等外力做功,转化为内能,能量总量不变,没有消失,B、C错误,D正确.
答案:D3.第一类永动机是不可能制成的,这是因为它( )
A.不符合机械能守恒定律
B.违背了能的转化和守恒定律
C.做功时机械能无法转化为其它形式的能量
D.找不到合适的材料和合理的设计方案解析:第一类永动机是以前人们幻想的一种不需要任何动力或燃料却能不断对外做功的机器.它违背了能量守恒定律,是不可能制成的,B正确.
答案:B4.关于能的转化与守恒定律的下列说法,错误的是( )
A.能量能从一种形式转化为另一种形式的能,但不能从一个物体转移到另一物体
B.能量的形式多种多样,它们之间可以相互转化
C.一个物体能量增加了,必然伴随着别的物体能量减少
D.能的转化与守恒定律证明了第一类永动机是不可能存在的解析:根据能量守恒定律的内容可知A选项说法错误,答案选A.
答案:A5.汽车关闭发动机后恰能沿斜坡匀速下滑,在这过程中( )
A.汽车的机械能守恒
B.汽车的动能和势能相互转化
C.机械能转化为内能,总能量守恒
D.机械能和内能之间没有转化解析:汽车沿斜坡匀速下滑,重力热能减小,动能不变,总的机械能减小不守恒,因摩擦力做负功,减小的机械能转化为内能,A、B、D错误,根据能量守恒定律可知C正确.
答案:C6.(双选)一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水平面上的木块,未从木块中穿出.对于这一过程,下列说法中正确的是( )
A.子弹减少的机械能等于木块增加的机械能
B.子弹减少的动量等于木块增加的动量
C.子弹减少的机械能等于木块增加的动能与增加的内能之和
D.子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木块的内能增量之和 解析:子弹击木块未穿出,它们之间摩擦生热,子弹减少的机械能一部分转化为子弹和木块的内能,A、C错误; A子弹木块系统合外力为零,动量守恒,能量也守恒,B、D正确.
答案:BD7.如图所示,有两个同样的球,其中a球放在不导热的水平面上,b球用不导热的细线悬挂起来,若使a、b两球吸收相同的热量,则两球升高的温度( )
A.Δta>Δtb B.Δta<Δtb
C.Δta=Δtb D.无法比较解析:两球受热后,体积都要膨胀,a球因球的重心稍微升高,克服重力做功而耗费一部分热量,用来提高球体温度的热量小于吸收的热量; b球因球的重心稍微降低,一部分重力势能转化为内能,用来提高球体温度的热量大于吸收的热量.故a球升高的温度Δta小于b球升高的温度Δtb,B正确.
答案:B8.一小滑块放在如图所示的凹形斜面上,用力F沿斜面向下拉小滑块,小滑块沿斜面运动了一段距离.若已知在这过程中,拉力F所做的功的大小(绝对值)为A,斜面对滑块的作用力所做的功的大小为B,重力做功的大小为C,空气阻力做功的大小为D.当用这些量表达时,小滑块的动能的改变(指末态动能减去初态动能)等于多少?滑块的重力势能的改变等于多少?滑块机械能(指动能与重力势能之和)改变了多少?解析:根据动能定理,动能的改变等于外力做功的代数和,其中做负功的有空气阻力,斜面对滑块的作用力的功(因弹力不做功,实际上为摩擦阻力的功),因此ΔEk=A-B+C-D;根据重力做功与重力势能的关系,重力势能的减少等于重力做的功,因此ΔEp=-C;滑块机械能的改变等于重力之外的其他力做的功,因此ΔE=A-B-D9.太阳直接射到地面上,在与光垂直的平面上,每平方米的功率约为140 W,若面积为2 m2,且与阳光垂直的某热水器内有10 kg的水,若水的初温为20 ℃,热效率为80%,需多长时间才能使水沸腾?[ c水=4.2×103 J/(kg·℃)]解析:时间t内太阳辐射到水面的能量为E=P0S·t,
水吸收的能量为E′=ηE=80%P0S·t
又∵Q吸=cmΔt,
且有Q吸=E′
∴cmΔt=80%P0St即需15 000 s时间才能使水沸腾
答案:15 000 s≈10.如图所示,一颗质量为m=10 g的子弹以水平速度v0=200 m/s击穿一个静止的沙袋后,速度减小为v=100 m/s,沙袋被击穿后,上升的最大高度为h=0.2 m.取g=10 m/s2.求:(1)沙袋的质量M;
(2)这一过程中系统的内能增加了多少?解析:(1)子弹与沙袋水平方向上系统外力为零,根据动量守恒定律得
mv0= mv+Mv1 ①
以沙袋原来所在的水平面为零势面,沙袋上升过程中机械能守恒有,
由①②式解得M=0.5 kg; (2)子弹减小的机械能转化为沙袋的机械能和系统增加的内能,根据能量守恒定律得
解得E内=149 J,
即系统的内能增加了149 J.
答案:(1)0.5 kg (2)149 J感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束课件38张PPT。第二节 热力学第一定律热力学基础1.理解热力学第一定律的内容和数学表达式,并能进行简单计算.
2.会用热力学第一定律分析、解释有关物理问题. 夏天取一瓶与室温相同的啤酒,用开瓶盖的起子将瓶盖迅速打开,你手上就会觉得有一股比室温稍低的冷气冒出,随之还有一些泡沫向外涌.这里冒出的气为什么温度会比室温低呢?1.热力学第一定律内容:如果物体与外界之间同时发生____和________的过程,那么,物体内能的增加量ΔU等于外界对物体所做的功W与物体从外界吸收的热量Q之和.
2.热力学第一定律表达式: ___________.做功 热传递ΔU=Q+W热力学第一定律如果物体与外界之间同时存在做功和热传递的过程,那么,物体内能的增加量ΔU等于外界对物体所做的功W与物体从外界吸收的热量Q之和叫做热力学第一定律.
热力学第一定律不仅反映了做功和热传递对改变物体内能是等效的,而且给出了内能的变化量和功、热量之间的定量关系.其表达式ΔU= Q+W是标量式,三个物理量的单位统一为国际单位制中的焦耳(J). 几种特殊情况:
①绝热过程,则Q=0,ΔU=W,外界对物体做的功等于物体内能的增加量.
②不做功,则W=0,ΔU=Q,物体吸收的热量等于物体内能的增加量;
③始末状态内能不变,则ΔU=0,Q+W=0或W=-Q,外界对物体做的功等于物体放出的热量. (双选)如图,一绝热容器被隔板K 隔成a 、 b两部分.已知a内有一定量的稀薄气体,b内为真空,抽开隔板K后a内气体进入b,最终达到平衡状态.在此过程中( ) A.气体对外界做功,内能减少
B.气体不做功,内能不变
C.气体压强变小,温度降低
D.气体压强变小,温度不变解析:绝热容器的稀薄气体与外界没有热传递,Q=0,稀薄气体向真空扩散没有做功,W =0.根据热力学第一定律稀薄气体的内能不变,则温度不变,A、C错误 ,B正确.稀薄气体扩散体积增大,压强必然减小,D正确.
答案:BD课堂训练1.关于物体内能的变化,以下说法中正确的是( )
A.物体吸收热量,内能一定增大
B.物体对外做功,内能一定减少
C.物体吸收热量,同时对外做功,内能可能不变
D.物体放出热量,同时对外做功,内能可能不变解析:根据热力学第一定律ΔU=W+Q,物体内能的变化与外界对气体做功(或气体对外界做功),气体从外界吸热(或向外界放热)两种因素有关,物体吸收热量,但有可能同时对外做功,故内能有可能不变甚至减小,故A错,同理,物体对外做功的同时有可能吸热,故内能不一定减小,B错;若物体吸收的热量与对外做功相等,则内能不变,C正确.而放热与对外做功是使物体内能减小,所以D错.
答案:C热力学第一定律的应用热力学第一定律是功、热量跟内能的变化的定量关系.
表达式ΔU= Q+W也适用于物体对外做功、向外放热和内能减小的情况:
① Q为正——物体吸热;Q为负——物体放热;
②W为正——外界对物体做功;W为负——物体对外界做功;
③ΔU为正——物体内能增大;ΔU为负——物体内能减小. 一定质量的气体,在被压缩的过程中外界对气体做功300 J,但这一过程中气体的内能减少了300 J,问气体在此过程中是吸热还是放热?吸收(或放出)多少热量?解析:由题意知,W=300 J,ΔU=- 300 J
根据热力学第一定律:ΔU= Q+W
可得:Q=ΔU-W=-300 J-300 J=-600 J
Q为负值表示气体放热,因此气体放出600 J的热量.课堂训练2.如图是密闭的气缸,外力推动活塞P压缩气体,对缸内气体做功800 J,同时气体向外界放热200 J,缸内气体的( )A.温度升高,内能增加600 J
B.温度升高,内能减少200 J
C.温度降低,内能增加600 J
D.温度降低,内能减少200 J解析:由热力学第一定律,ΔU= Q+W=-200 J+800 J=600 J,内能增加600 J,则温度一定升高,A正确.
答案:A1.(双选)一定质量的理想气体,如果体积膨胀,同时吸收热量,下列关于该气体内能变化的说法中正确的是( )
A.如果气体对外做的功大于吸收的热量,气体内能将减少
B.如果气体对外做的功小于吸收的热量,气体内能将减少 C.如果气体对外做的功等于吸收的热量,气体内能将不变
D.如果气体对外做的功等于吸收的热量,气体内能可能改变解析:体积膨胀,则气体的压力一定对外做功,W<0,吸收热量Q>0,所以气体内能的变化要比较二者的大小关系,由ΔU=W +Q可知A、C正确.
答案: AC2.下图为某种椅子与其升降部分的结构示意图,M、N两筒间密闭了一定质量的气体,M可沿N的内壁上下滑动,设筒内气体不与外界发生热交换,在M向下滑动的过程中( )A.外界对气体做功,气体内能增大
B.外界对气体做功,气体内能减小
C.气体对外界做功,气体内能增大
D.气体对外界做功,气体内能减小解析:由热力学第一定律ΔU=Q+W,Q=0,W>0,ΔU>0.
答案:A3.给旱区送水的消防车停于水平面,在缓缓放水的过程中,若车胎不漏气,胎内气体温度不变,不计分子势能,则胎内气体( )
A.从外界吸热 B.对外界做负功
C.分子平均动能减少 D.内能增加解析:胎内气体经历了一个温度不变,压强减小,体积增大的过程.不计分子势能,温度不变,分子平均动能和内能不变.体积增大气体对外界做正功.根据热力学第一定律知气体一定从外界吸热,A正确.
答案: A4.(双选)在温度均匀且恒定的水池中,有一小气泡正在缓慢向上浮起,体积逐渐膨胀,在气泡上浮的过程中( )
A.气体内能增加 B.气体内能减少
C.气体吸收热量 D.气体放出热量 解析:根据公式ΔU=Q+W,由题意,温度不变,分子总动能不变,但由于气泡上升体积增大,故分子总势能增大,所以,气泡上升过程,气体内能增加(ΔU为正值),A正确.由于气泡上升体积变大,所以气体对外界做功,W为负值.因此,Q为正值,表明气体吸收热量,选项C正确.
答案:AC 5.固定的气缸内由活塞封闭着一定量的理想气体,活塞在拉力F作用下缓慢地向右移动,如图所示.假设气缸壁和活塞都是不导热的材料,在拉动活塞的过程中,则下列说法正确的是( )A.气体对外做功,气体内能减小
B.外力F做正功,气体内能增加
C.气体温度升高、压强减小
D.每个气体分子的动能都减小解析:气体的体积增大,所以气体对外做功,而气缸壁和活塞都是绝热的,所以气体的内能减小,A正确.
答案:A6.(双选)如图,水平放置的密封气缸内的气体被一竖直隔板分隔为左右两部分,隔板可在气缸内无摩擦滑动,右侧气体内有一电热丝.气缸壁和隔板均绝热.初始时隔板静止,左右两边气体温度相等.现给电热丝提供一微弱电流,通电一段时间后切断电源.当缸内气体再次达到平衡时,与初始状态相比( ) A.右边气体温度升高,左边气体温度不变
B.左右两边气体温度都升高
C.左边气体压强增大
D.右边气体内能的增加量等于电热丝放出的热量解析:当电热丝通电后,右边的气体温度升高气体膨胀,将隔板向左推,对左边的气体做功,根据热力学第一定律,内能增加,气体的温度升高.根据气体定律左边的气体压强增大,B、C正确;右边气体内能的增加值为电热丝发出的热量减去对左边的气体所做的功,D错.
答案:BC7.如图所示,直立容器内部有被隔板隔开的A、B两部分气体,A的密度小,B的密度大,抽去隔板,加热气体,使两部分气体均匀混合,设在此过程中气体吸热Q,气体内能增量为ΔU,则( )
A.ΔU=Q B.ΔU<Q
C.ΔU>Q D.无法比较解析:A、B气体开始的合重心在中线下,混合均匀后重心在中线,所以系统重力势能增大,由能量守恒知,吸收热量一部分增加气体内能,一部分增加重力势能.
答案:B8.(2012·广东卷)景颇族的祖先发明的点火器如图所示,用牛角做套筒,木制推杆前端粘着艾绒,猛推推杆,艾绒即可点燃,对筒内封闭的气体,在此压缩过程中(??)?
?A.气体温度升高,压强不变?
?B.气体温度升高,压强变大?
?C.气体对外界做正功,气体内能增加?
?D.外界对气体做正功,气体内能减少?
解析:筒内封闭气体被压缩过程中,外界对气体做正功.由热力学第一定律ΔU=W+Q知,气体内能增加,温度升高.由理想气体状态方程 C知,气体压强增大.选项?A、C、D错误,选项B正确.
答案:B 9.(2012·江苏卷)如图所示,一定质量的理想气体从状态A经等压过程到状态B,此过程中,气体压强p=1.0×105Pa,吸收的热量Q=7.0×102J,求此过程中气体内能的增量.?
解析:等压变化 ,对外做的功W=p(VB-VA),根据热力学第一定律ΔU=Q-W,解得ΔU=5.0×102J. 答案:5.0×102J??
10. (2012·山东卷)如图所示,粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U型管竖直放置,右端与大气相通,左端封闭气柱长l1=20cm(可视为理想气体),两管中水银面等高.现将右端与一低压舱(未画出)接通,稳定后右管水 银面高出左管水银面h=10 cm(环境温 度不变,大气压强p0=75cm-Hg).(1)求稳定后低压舱内的压强(用“?cmHg?”作单位);?
(2)此过程中左管内的气体对外界______(填“做正功”、“做负功”或“不做功”),气体将_______(填“吸热”或“放热”).? 解析:(1)设U型管横截面积为S,右端与大气相通时左管中封闭气体压强为p1,右端与一低压舱接通后,左管中封闭气体的压强为p2,气柱长度为l2,稳定后低压舱内的压强为p.左管中封闭气体发生等温变化,根据玻意耳定律得?
p1V1=p2V2 ①?
p1=p0 ②?
p2=p+ph ③?
V1=l1S ④?
V2=l2S ⑤?
由几何关系得?
h=2(l2-l1) ⑥?
联立①②③④⑤⑥式,代入数据得?
p=50cmHg ?⑦?
(2)由于左管的体积增大,故对外界做正功;由热力学第一定律可知,等温内能不变,对外做功应吸热. ? 答案:(1)50cmHg?(2)做正功 吸热? 感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束课件43张PPT。第五节 能源与可持续发展
第六节 研究性学习 能源的开发利用与环境保护热力学基础1.了解能源与人类生存发展和社会发展的关系.
2.知道温室效应的成因、危害和控制措施.
3.知道酸雨的成因、危害和控制措施.
4.知道什么是能量降退.
5.要求就能源与环境问题开展研究性学习.煤、石油、天然气、木材、水能等.像煤、石油、天然气等矿产燃料以及水能资源,是目前人类广泛应用的能源,在技术上也比较成熟,称之为常规能源.除这些常规能源外,目前人类正在积极研制其他很有利用前途的能源,像核能、太阳能、潮汐、地热、生物能等,这些刚开始利用或正在积极研究、有待推广的能源,我们称之为新能源.为什么还要寻找新能源?1.能源与环境
(1)常规能源:人类已经利用多年的能源.如______、________、________.
(2)新能源: ______、______、________.
(3)人类使用能源时对环境的影响:
________、________、__________.
(4)大气污染最突出的影响是:________和____.煤石油 天然气太阳能 潮汐能 生物质能气温升高 土壤酸化 海平面上升温室效应 酸雨2.温室效应:温室效应是由于________________________________含量增大而形成的.石油和煤炭燃烧时产生二氧化碳.
3.酸雨:大气中酸性污染物质,如二氧化硫、二氧化碳、氢氧化物等,在降水过程中溶入雨水,使其成为酸雨.煤炭中含有较多的硫,燃烧时产生二氧化硫等物质.
4.能量降退
能量是守恒的,但是随着能量被一层层利用,转化之后的能量会变得越来越难以收集和利用,这种能量______________的现象称为能量降退.可利用程度降低大气里温室气体(二氧化碳、甲烷等)能源1.能源:凡是能够提供可利用能量的物质统称为能源.
2.常规能源与新能源.
(1)常规能源:人类已经利用多年的能源.如:煤、石油、天然气等.(2)新能源:人类近期才开发利用的能源.如:风能、潮汐能、太阳能、原子能、沼气等.
3.一次能源和二次能源.
(1)一次能源:自然形式未经加工的能源.如:煤、水力能、潮汐能、生物质能、太阳能等.
(2)二次能源:由一次能源直接或间接转化而来的能源.如:电能、焦炭、煤气、液化气、煤油、汽油、柴油、甲醇、乙醇、丙烷、火药、氢能等.4.可再生能源和不可再生能源.
(1)可再生能源:指人类开发利用后,可以再生成的能源.如:风、流水、海洋热能、地热、地震、太阳辐射、潮汐等.
(2)不可再生能源:指人类开发利用后,在现阶段不可能再生的能源资源.如:化石燃料(煤、石油、天然气、油页岩、核燃料(铀、钍、钚、重氢)等. (双选) 关于能源,以下说法正确的是( )
A.煤、石油、天然气的最初来源可追溯到太阳能
B.汽油是一种清洁能源
C.水能是可再生能源
D.煤、石油、天然气等常规能源是取之不尽的 解析:煤、石油、天然气是动植物转化而来,其来源可追溯到太阳能,A正确;汽油燃烧后会生成有害气体,B错误;,水能是可再生能源,C正确;煤、石油、天然气是不可再生能源,存量有限,D错误.
答案:AC课堂训练1.凡是能够提供某种形式的能量的物质或物质运动,统称为能源.如图所示“能源分类相关图”,四组能源选项中,全部符合图中阴影部分的能源是( )A.煤炭、石油、沼气
B.水能、生物能、天然气
C.太阳能、风能、潮汐能
D.地热能、海洋能、核能解析:由题意可知阴影部分的能源是都应属于图中3种能源的范围内,A选项中都是常规能源,错误;B、D选项中的天然气、核能是不可再生能源,错误; C选项中的能源才符合要求.C正确.
答案:C能源与环境人类能源的总来源是太阳.这就是说,不仅风能、水力能、海浪能、生物质能、太阳能等自然能源来自太阳,就是矿物燃料煤、石油、天然气也来自太阳.以上这些属于一次能源,由一次能源生产的电力属于二次能源.
1.能给环境带来的影响.
目前在人类能源当中挑大梁的一次能源是煤、石油、天然气这些矿物燃料.矿物燃料的大量使用,给环境带来十分广泛的影响: (1)矿物燃料的开采要毁掉一些土地,有时不可避免地要占用一部分农田.
(2)矿物燃料的运输也会带来环境问题,如海上石油运输,经常发生事故,泄漏的原油污染大片海域;就是不发生事故,压舱水的排放也常常在小范围内使海域受到污染.
(3)矿物燃料的燃烧,对环境产生的影响最大.其中硫氧化物、氮氧化物等各种有害气体污染空气,已经使人们难以忍受,如被称为“空中死神”的酸雨.因为矿物燃料的燃烧总是要排放出非常多的二氧化碳,甚至达到改变空气成分的比例的程度,使地球的气温升高,造成温室效应,会造成两极冰川融化,海平面升高等,这已经成了一个全世界格外关注、十分头疼的环境问题.
(4)环境污染的种类:大气污染、水污染、噪声污染具体有:温室效应、酸雨、光化学污染.2.怎样才能减少因能源使用而带来的环境影响呢?
(1)要节约能源.减少全人类的能源消耗,才能减少二氧化碳的排放.这是从环境保护的角度说,节约能源势在必行.另一方面,能源本身也存在着危机.据勘察,地球上可供开采的石油有816亿吨,天然气495亿吨,煤10万亿吨.现在全世界每年的能源总消耗量大体上是95亿吨标准煤,其中主要的是石油、天然气和煤,分别占45%、19%、25%,此外,还有7%的水电,3%的核能.按照目前的消费状况,石油将在三四十年内采完,煤炭虽多,也只能开采250年左右.以后,随着科技水平的提高,这些矿物能源的储量也可能提高,但是,不管怎么说,地壳运动给我们预备下的矿物燃料总是有限的,我们用一点就少一点.
(2)要利用高科技,开发新能源.目前原子能发电已进入实用阶段,受控热核聚变的探索也在步步前进,有望加入人类能源的行列. (3)要积极利用自然能.其中包括,直接利用太阳能,太阳能发电、风力发电、海浪,潮汐发电、水力发电等.这些能源的使用,基本上对环境没有污染,因此被人们称作“清洁能源”.
(4)还必须治理矿物能源燃烧产生的污染物.
(5)要注意解决广大农村的能源问题.全世界的广大农村,能源相当缺乏.全球大约有15亿农村人口用不上煤、石油、天然气这些矿物燃料,他们只能砍柴烧,或烧牛羊粪或烧作物秸秆.有的农民要花费很大精力去剥树皮、砍灌木、铲草根、拣牛粪.这样做的结果,毁掉了很多树木,破坏了绿色植被,对生态环境也是一种巨大的破坏.由于全世界每年要烧掉4亿吨以上的牛粪和秸秆,使越来越贫瘠的土壤丧失了很多有机物还田的机会.不解决这些农民的能源问题,他们的生存环境就会更加恶化,他们也难以摆脱贫困的境地.
3.能量降退
能量是守恒的,但是随着能量被一层层利用,转化之后的能量会变得越来越难以收集和利用,称为能量品质降低,也就是能量降退. 下列供热方式最有利于环境保护的是( )
A.用煤做燃料供热
B.用石油做燃料供热
C.用天然气或煤气做燃料供热
D.用太阳能热水器供热解析:煤、石油、天然气可使我们获得大量的内能,但由于这些燃料中含有杂质以及燃烧不充分,使得废气中含有粉尘、一氧化碳、二氧化硫等物质而污染大气,A、B、C错误;而太阳能是一种无污染的能源,应大力推广,D正确.
答案:D课堂训练2.(双选)关于“温室效应”,下面说法正确的是( )
A.太阳能源源不断地辐射到地球,由此产生了“温室效应”
B.煤、石油燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量,由此产生了“温室效应”
C.“温室效应”使得地表气温上升,两极冰川融化
D.“温室效应”使土壤酸化 解析:“温室效应” 的产生是由于煤、石油燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量,它的危害是地表气温上升,两极冰川融化、是海平面上升,淹没沿海城市、海水倒灌和土地盐碱化等,酸雨才使土壤酸化,B、C正确;A、D错误.
答案:BC1.下列说法错误的是( )
A.煤、石油和天然气都属于一次能源
B.煤、石油和天然气都属于二次能源
C.人们把煤、石油、天然气叫做常规能源
D.电能是使用最方便的能源. 解析:一次能源包括煤、石油、天然气、水力、核燃料、太阳能、生物质能、低热能等,二次能源主要有电能、焦炭、煤气、蒸汽、热水以及汽油、煤油、柴油等石油制品.生产过程中排出的余热也属于二次能源.其中煤、石油、天然气叫做常规能源.
答案:B2.下列说法中错误的是( )
A.水流能和风能都是“可再生能源”
B.太阳能是一种清洁能源
C.沼气是一种新能源
D.核能对环境的污染比常规能源对环境的污染大 解析:人类应用较多的能源是常规能源,如煤、石油、天然气等.当前正在开发的新能源有核能、太阳能、风能、地热能、沼气等.水流能、风能、太阳能是没有污染又取之不竭的能源.只要安全措施配套,核能对环境的污染比常规能源对环境的污染小得多.
答案:D 3.下面关于热机的说法中,正确的是( )
A.热机是把内能转化为机械能的装置
B.热机是把机械能转化为内能的装置
C.只要对热机不断的革新,它可以把气体的内能全部转化为机械能
D.即使没有漏气,也没有摩擦等能量损失,内燃机也不能全部转化为机械能解析:热机是把内能转化为机械能的装置,A正确,B错误;工作过程中一定有一部分内能排放给低温物体(冷凝器或大气),即不能把内能全部转化为机械能,C错误, D正确.
答案:AD4.关于能源的开发与利用,下列观点错误的是( )
A.能源是有限的,无节制的利用能源,是一种盲目的短期行为
B.根据能量守恒定律,能源是取之不竭的
C.能源的开发和利用,必须同时加强环境保护
D.不断开发新能源,是缓解能源危机、加强环境保护的主要途径 解析:能源是有限的,能量转化是守恒的,但能量的可利用程度是逐渐降低的.B选项观点错误.
答案:B5.下列哪些现象属于能量降退( )
A.电能通过电灯的电阻丝变为光能
B.利用水流发电变成电能
C.火炉生火把房间烤暖
D.电池的化学能转化为电能解析:A、B、D选项的能量转化利用程度很高.火炉生火取暖的过程中,有一部分内能以热量的形式传给周围的空气,变为周围环境的内能,这些能量可利用程度降低,即能量降退,C正确.
答案:C6.能源利用的过程实质上是( )
A.能量消失的过程
B.能量创生的过程
C.能量转化和转移的过程
D.能量转化和转移并逐渐消失的过程解析:能源的利用过程是做功或热传递的过程,前者是转化,后者是转移,但总量不变,能量不会消失,也不会创生,C正确,A、B、D错误.
答案:C7.(双选)CO2有个“怪脾气”,它几乎不吸收太阳的短波辐射,大气中CO2浓度增加能使地表温度因受太阳的辐射而上升;另外,它还有强烈吸收地面红外热辐射的作用,阻碍了地球周围的热量向外层空间排放,使整个地球就像一个大温室,因此,大气中的CO2浓度增加能使地表温度逐渐上升,全球气候变暖.为缓解大气中的CO2浓度增加,可以采取的措施有( )
A.禁止使用煤、石油、天燃气
B.开发使用核能、太阳能 C.将汽车燃料由汽油改为液化石油气
D.植树种草解析:现阶段人类还有一定量的用煤、石油、天然气,它们能提供大量的内能,不使用就可惜了,A错误;减少大气中CO2浓度可多利用不产生CO2的能源,如核能、太阳能,也可让植物进行光合作用多吸收CO2,B、D正确,液化石油气燃烧也会产生CO2,C错误.
答案:BD8.某地强风速度为14 m/s,设空气密度为ρ=1.3 kg/m3,通过横截面积为400 m2的风全部使风力发电机转动,其动能有20%转化为电能,则发电的功率为多大?(取2位有效数字) 9.光滑的水平桌面上有一块质量M=400 g的木块,被一颗质量m=20 g以水平速度v=500 m/s飞行的子弹击中,子弹射出木块时的速度v=300 m/s.若子弹击中木块的过程中,系统损失的机械能全部转化为内能,其中η=41.8%部分被子弹吸收使其温度升高,已知子弹的比热c=125 J/(kg·℃),试求子弹穿过木块过程中升高的温度. 解析:子弹穿过木块过程中,水平方向不受外力,由动量守恒可算出木块获得的速度,根据子弹击中木块系统损失的机械能可算出产生的热能,由此可算出子弹所升高的温度.
设子弹穿出木块后,木块的速度设为V,则mv=mv1+MV感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束课件42张PPT。第四节 热力学第二定律热力学基础1.了解自然界中宏观过程的方向性.
2.了解热力学第二定律的两种表述方法,以及这两种表述的物理实质.
3.了解什么是第二类永动机,为什么第二类永动机不可以制成.
4.了解热力学第二定律的微观实质.
5.了解熵的意义.任何物体都具有内能,在地球上贮存量十分丰富的海水总质量约达1.4×1018吨,它的温度只要降低1 ℃,就能释放相当于1800万个功率为100万千瓦的核电站一年的发电量,足够全世界使用4000年.而人类都不能利用这种“新能源”,究其原因,是因为涉及物理学的一个基本定律——热力学第二定律.1.热量可____地从____物体传给低温物体,但不能自发地从____物体传给____物体.
2.机械能全部转化为内能的过程是______的;内能全部和转化为机械能的过程是________的.
3.热力学第二定律
(1)克劳修斯表述:不可能使热量从_________传向________而不引起其它变化.自发 高温低温 高温可自发不可自发低温物体高温物体(2)开尔文表述:不可能从________吸取热量并把它全部用来____,而不引起其它变化.
4.第二类永动机:从_____________________________的机器.第二类永动机是________制成的.
5.热力学第二定律的微观实质是与热现象有关的自发的宏观过程,总是朝着________________________的方向进行的.单一热源做功高温单一热源吸热全部用来做功不可能分子热运动状态无序性增加6.熵是用来描述物体内部分子热运动________的物理量.物体内部分子热运动无序程度越高,物体的熵就越________. 大无序程度热传导的方向性、机械能和内能转化的方向性1.热传导的方向性.
(1)热量可自发地从高温物体传给低温物体,但不能自发地从低温物体传向高温物体.
(2)热量要从低温物体传给高温物体,必须借助外界的作用,即不是自发的.例如空调可以把热量从温度较低的室内传到温度较高的室外,是因为借助电流对空调做功.
注意:这里所说“自发地”是指没有任何外界的影响或帮助.
2.机械能和内能转化的方向性.
(1)机械能可自发地全部转化为内能;但内能不可自发地全部转化为机械能.
(2)在一定条件下,热量也可全部转化为机械能.例如气体的等温膨胀,就是将吸收的热量全部用来对外做功,但是它引起了一定的变化,那就是气体膨胀了,要使气体回到原来状态,就必须对气体做功.
(3)实际中热机不可能把它得到的全部内能转化为机械能,即热机效率不可能达到100%. (双选) 关于热传导的方向性,下列说法中正确的是( )
A.热量能自发地从高温物体传给低温物体
B.热量能自发地从低温物体传给高温物体
C.在一定条件下,热量也可从低温物体传给高温物体
D.热量一定不能从低温物体传给高温物体 解析:热量可自发地从高温物体传给低温物体,但不能自发地从低温物体传给高温物体.热量要从低温物体传给高温物体,必须借助外界的作用.A正确,B错误,C正确, D错误.
答案:AC课堂训练1.(双选)下列说法中正确的有( )
A.热量能够从高温物体传到低温物体,但不能从低温物体传到高温物体
B.热量能够从高温物体传到低温物体,也可能从低温物体传到高温物体
C.机械能可以全部转化为内能,但内能不可能全部转化为机械能
D.机械能可以全部转化为内能,内能也可能全部转化为机械能 解析:根据热传递规律可知热量不可能自发地从低温物体传到高温物体.但在一定条件下,热量也可以从低温物体传到高温物体,例如电冰箱等就是这样的装置.因此A错误,B是正确的.机械能可以全部转化为内能,在一定条件下,内能也可以全部转化为机械能,例如气体的等温膨胀,就是将吸收来的热量全部用来对外做功,但是它引起了一定的变化,那就是气体膨胀了,要使气体回到原来状态,就必须对气体做功.因此C错误,D正确.
答案:BD热力学第二定律1.两种表述.
(1)克劳修斯表述:不可能使热量从低温物体传向高温物体而不引起其它变化.
(2)开尔文表述:不可能从单一热源吸取热量,并把它全部用来做功而不引起其它变化.2.热力学第二定律两种表述是等价的,可以从其中一种推导出另一种.第一种表述是按热传导的方向性来表述的;第二种表述是按机械能和内能转化的方向性来表述的;“不引起其它变化”的涵义是不用借助第三者提供能量等方式的帮助.
3. 热力学第二定律揭示了自然界间进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性,总是朝着分子热运动状态无序性增加的方向进行的.使得它成为独立于热力学第一定律的一个重要的自然规律.4.第一类永动机和第二类永动机的区别:
(1)第一类永动机是指不需要任何动力或燃料,却能不断地对外做功的机器,这类永动机违背了能量守恒定律;
(2)第二类永动机是指可以从单一热源吸收热量,使之完全变成功,而不引起其它变化的机器,这类永动机并不违背能量守恒定律,但是它违背能量转化的方向性,即与热力学第二定律相矛盾,同样也不能制成.5. 试述热力学第一定律和热力学第二定律的区别与联系.
热力学第一定律指出了在任何热力学过程中,能量不会有任何增加或损失,对自然过程也没有限制;而热力学第二定律是解决了哪些过程可以发生.两个定律从不同角度揭示了热力学过程中遵从的规律,既相互独立,又相互补充,共同构成了热力学知识的理论基础. 下列说法正确的是( )
A.热量不能由低温物体传递到高温物体
B.外界对物体做功,物体的内能必定增加
C.第二类永动机不可能制成,是因为违反了能量守恒定律
D.不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其他变化解析:热量能从低温物体传递到高温物体,但要引起其它变化,A错误;外界对物体做功,还要看热传递的情况,才能确定物体内能的变化情况,B错误;第二类永动机是违反了热力学第二定律,没有违反能量转化和守恒定律,C错误;D的说法就是热力学第二定律的描述,正确.
答案:D课堂训练2.根据热力学第二定律,下列判断错误的是( )
A.电流的能不可能全部变为内能
B.在火力发电机中,燃气的内能不可能全部变为电能
C.热机中,燃气内能不可能全部变为机械能
D.在热传导中,热量不可能自发地从低温物体传递给高温度物体 解析:根据热力学第二定律可知,凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性,电流的能可全部变为内能(由电流热效应中的焦耳定律可知),而内能不可能全部变成电流的能.机械能可全部变为内能,而内能不可能全部变成机械能,在热传导中,热量只能自发地从高温物体传递给低温物体,而不能自发地从低温物体传递给高温物体.
答案:A熵1.熵的概念:是用来描述物体内部分子热运动无序程度的物理量.无序性越大,熵越大.
2.热力学第二定律的微观意义是一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行.一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展,而熵值较大代表着较为无序,所以自发的宏观过程总是向无序程度更大的方向发展. 两个温度不同的物体接触时,热量会自发地从高温物体传向低温物体,直到两者温度相等;从熵增加原理角度解释热传递的这种方向性.解析:温度是物体分子热运动的平均动能的标志,也就是说,温度高就表示物体分子热运动的平均动能大.两个温度不同的物体接触时,两个物体的分子平均动能是不一样的,也就是这样的宏观态相对于分子平均动能处处相等的宏观态来说是有序的.宏观过程总是向无序性更大的方向发展,最后就会变成分子的平均动能处处相等.也即最后温度相等.课堂训练3.关于熵,下列说法中错误的是( )
A.熵是系统内分子运动无序性的量度
B.热力学第二定律也可叫做熵减小原理
C.自然过程中熵总是增加的
D.熵值越大,表示越为无序 解析:熵的是用来描述物体内部分子热运动无序程度的物理量.无序性越大,熵越大.A、D正确;热力学第二定律的微观意义是一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行,即沿熵增加的方向进行,B错误 ,C正确.
答案:B1.下列说法正确的是(??)?
A.物体吸收热量,其温度一定升高?
B.热量只能从高温物体向低温物体传递?
C.遵守热力学第一定律的过程一定能实现?
D.做功和热传递是改变物体内能的两种方式? 解析:由热力学第一定律可知,做功与热传递可以改变物体的内能,D正确;物体吸收热量时,其内能不一定增大,A错误;由热力学第二定律可知,宏观的热现象有方向性,但若通过外界做功,热量也可以从低温物体传到高温物体,B、C?错误.
答案:D2.下列说法正确的是 (??)?
A.热量只能从高温物体向低温物体传递?
B.外界对物体做功,物体的内能必定增加?
C.第二类永动机不可能制成,是因为违反了能量守恒定律?
D.电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界,是因为其消耗了电能? 解析:借助外界的帮助,热量可以由低温物体传递到高温物体,A错误,D正确;外界对物体做功,物体可能同时放出热量,当放出的热量大于外界对物体做的功时,内能减少,B错误;第二类永动机不可能制成,并不违反能量守恒定律,而是违背热力学第二定律,C错误.?
答案:D3.下列说法正确的是( )
A.物体放出热量,温度一定降低
B.物体内能增加,温度一定升高
C.热量能自发地从低温物体传给高温物体
D.热量能自发地从高温物体传给低温物体 解析:热量和内能之间没有必然的联系;内能和宏观的温度、体积有关,所以A、B错误;热量能自发的从高温物体传给低温物体,不能从低温物体传给高温物体.C错误,D正确.
答案:D4.第二类永动机不可以制成,是因为( )
A. 违背了能量的守恒定律
B.热量总是从高温物体传递到低温物体
C.机械能不能全部转变为内能
D.内能不能全部转化为机械能,同时不引起其他变化 解析:第二类永动机设想虽然符合能量守恒定律,但是违背了能量转化中有些过程是不可逆的规律,所以不可能制成.
答案:D5.下列说法正确的是( )
A.机械能全部变成内能是不可能的
B.第二类永动机不可能制造成功是因为能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,只能从一个物体转移到另一个物体,或从一种形式转化成另一种形式
C.根据热力学第二定律可知,热量不可能从低温物体传到高温物体
D.从单一热源吸收的热量全部变成功是可能的 解析:机械能可以自发地转化为内能,A错误;第二类永动机违反的是热力学第二定律,而不是能量的转化和守恒定律,B错误;热力学第二定律中热量能从低温物体传到高温物体,但要在发生其它变化的情况下,C错误;同样的,从单一热源吸收热量全部变成功也是可能的,只要发生其它变化,D正确.
答案:D6.下列说法中正确的是( )
A.热量可以自发地从低温物体传给高温物体
B.内能不能转化为动能
C.摩擦生热是动能向内能的转化
D.热机的效率最多可以达到100% 解析:热量只能自发地从高温物体传到低温物体,A错误;内能可以转化为动能,但要产生其它变化,B错误;热机必须从高温热源吸热后再向低温热源放热才能转化为机械能,所以热机的效率不能达到100%,D错误.
答案:C7.根据热力学定律,下列判断正确的是( )
A.我们可以把火炉散失到周围环境中的能量全部收集到火炉中再次用来取暖
B.利用浅层海水和深层海水间的温度差制造出一种热机,将海水的一部分内能转化为机械能,这在原理上是可行的
C.制冷系统能将冰箱内的热量传给外界较高温度的空气,而不引起其它变化
D.满足能量守恒定律的客观过程都可以自发地进行 解析:热量不能自发地从低温物体传到高温物体,所以不能说把散失的能量全部收集起来,A错误;根据热力学第二定律,可知B正确;热量从低温物体传给高温物体时要发生其它变化,C错误;只满足能量守恒定律但不满足热力学第二定律的过程也不可以发生的,D错误.
答案:B8. (双选)关于热力学定律,下列说法正确的是( ?)?
?A. 为了增加物体的内能,必须对物体做功或向它传递热量?
?B.对某物体做功,必定会使该物体的内能增加?
?C.可以从单一热源吸收热量,使之完全变为功?
?D.不可能使热量从低温物体传向高温物体? 解析:做功和热传递是改变内能的两种方式,故选项A正确;由热力学第一定律可知,当物体和外界发生热传递时,虽对物体做功,但内能可能减小,故选项?B错误;由热力学第二定律可知,C正确,D错误.
答案:AC感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束课件37张PPT。第一节 晶体和非晶体固体、液体和气体1.能从外形、物理性质等方面区别晶体与非晶体.
2.能区别单晶体和多晶体.
3.能列举一些生产、生活中常见的晶体和非晶体.晶体是最常见的固体.在生活中常见的固体里,你能列举出一些晶体和非晶体吗?你认为晶体和非晶体各有什么特点?1.固体可以分成____和______两类.晶体本身又分为______和______,在常见的固体物质中,石英、明矾、食盐、味精等都是晶体,玻璃、松香、沥青、橡胶等都是______.
2.单晶体具有___________形状、各向____、有确定的熔点.晶体 非晶体单晶体 多晶体非晶体规则的几何 异性3.由许多______排列的______构成的晶体称为多晶体.多晶体和单晶体一样,也具有确定的____,但它们没有___________,而且物理性质各向同性.
4.非晶体外形______,各向同性,没有一定的熔点,这类固体物质称为非晶体.
5.有些晶体沿不同方向的导热或导电性能不同,有些晶体沿不同方向的光学性质不同,这类现象叫做________.无规则 晶粒熔点规则的外形不规则各向异性晶体1.晶体可分为单晶体和多晶体.
具有规则的几何形状,各向异性,有确定的熔点三个宏观特性的固体物质叫做单晶体.
由许多无规则排列晶粒构成的晶体称为多晶体.
各种金属几乎都是多晶体,前面提到的云母片是单晶体;铁不是非晶体而是多晶体,这个现象说明了多晶体中虽然每个小晶体是各向异性的,但是由于小晶体是不规则排列的,所以小晶体的各向异性的特征有可能互相抵消,从而表现出其物理性质几乎是各向同性的. 2.单晶体和多晶体的比较.
单晶体是一个完整的晶体,而多晶体是由很多小晶体杂乱无章地排列而组成的.单晶体在物理性质上表现为各向异性,而多晶体在物理性质上表现为各向同性.单晶体和多晶体都有一定的熔点. 3.晶体各向异性的理解.
①在物理性质上,晶体具有各向异性.物理性质包括弹性、硬度、导热性能、导电性能、光的折射性等.
②晶体具有各向异性,并不是说每一种晶体都能在各种物理性质上表现出各向异性,例如云母、石膏晶体在导热性上表现出显著的各向异性——沿不同方向传热的快慢不同;方铅矿晶体在导电性上表现出显著的各向异性——沿不同方向电阻率不同;立方形的铜晶体在弹性上表现出显著的各向异性——沿不同方向的弹性不同;方解石晶体在光的折射上表现出显著的各向异性——沿不同方向折射率不同. 下列说法中错误的是( )
A.常见的金属材料都是多晶体
B.只有非晶体才显示各向同性
C.凡是具有规则的天然几何形状的物体必定是单晶体
D.多晶体在物理性质上不显示各向异性解析:常见的金属:金、银、铜、铁、铝、锡、铅等都是多晶体,选项A正确.因为非晶体和多晶体的物理性质都表现为各向同性,所以B错误,D正确;有规则的天然几何形状的物体一定是单晶体,选项C正确.
答案:B课堂训练1.把某薄片一面涂上一层石蜡,然后用烧热的钢针接触它的反面,熔化了的石蜡呈椭圆形,那么,这薄片是( )
A.非晶体 B.多晶体
C.单晶体 D.无法判定解析:熔化了的石蜡呈椭圆形,说明该薄片的导热性能具有各向异性,故该薄片一定是单晶体.
答案:C非晶体1.非晶体.
外形不规则,具有各向同性,没有一定的熔点的固体物质称为非晶体.
2. 单晶体与非晶体的辨别:根据几何形状判断某一固体是晶体还是非晶体时,要注意以下误区:误把多晶体认为是非晶体,由于多晶体是由很多个单晶体黏合在一起所组成的晶体,从宏观上看,它是没有规则的几何形状,所以很有可能把它误认为是非晶体,但它实际上是晶体.
利用熔点进行判断时不能运用主观经验,例如对蔗糖进行判断时,往往会以为从未见过蔗糖的液态形式,更不可能认为蔗糖会存在液态形式,故判断为非晶体,所以在进行晶体和非晶体的判断时要认真分析,不要盲目判断,以免判断错误.3. 多晶体和非晶体的比较.
多晶体有一定的熔点,而非晶体没有一定的熔点;它们都没有规则的几何形状,在物理性质上都是各向同性. 关于晶体和非晶体的下列说法中,正确的是( )
A.凡是晶体,都具有天然的几何外形
B.金属整体表现为各向同性,故金属是非晶体
C.化学成分相同的物质,只能生成同一晶体
D.晶体的各向异性是由于组成晶体的微粒呈现有序排列的结果解析:单晶体有天然的几何形状而多晶体没有.所以选项A不正确;金属是多晶体,多晶体的物理性质表现为各向同性,所以选项B不对;化学成分相同的物质,若能形成几种空间点阵结构,就能生成几种晶体,例如碳能生成晶体石墨和金刚石,磷能生成白磷、红磷等,所以选项C不对;晶体分子的有序排列,使得晶体沿不同方向的分子数不同,其物理性质表现出各向异性,所以选项D正确.
答案:D课堂训练2.(双选)关于晶体和非晶体,下列说法中正确的是( )
A.晶体和非晶体都有固定的熔点
B.晶体有固定的熔点,而非晶体没有固定的熔点
C.所有晶体都是各向异性的
D.多晶体没有确定的几何形状解析:晶体有固定的熔点,而非晶体没有固定的熔点,B正确;晶体中的单晶体各向异性,多晶体各向同性,C错误;单晶体有确定的几何形状,而多晶体和非晶体均无确定的几何形状,D正确.
答案:BD1.下列物质是晶体的是( )
A.铁 B.橡胶
C .玻璃 D.塑料解析:晶体有固定的熔点,非晶体没有,几种物质中只有铁有熔点.
答案:A2.(双选)某球形的固体物质,其各向导热性能相同,则该物体( )
A.一定是非晶体
B.可能具有确定的熔点
C.一定是单晶体,因为它有规则的几何外形
D.一定不是单晶体,因为它具有各向同性的物理性质解析:导热性能各向同性的物体可能是非晶体,还可能是多晶体,A错误;多晶体具有固定的熔点,B正确;物体外形是否规则,不是判断是不是单晶体的依据,应该说,单晶体有规则的外形.当然,这只是人为加工的,C错误;因为单晶体具有各向异性的物理性质,D正确.
答案:BD3.下列说法正确的是( )
A.黄金可以切割加工成各种形状,所以是非晶体
B.同一种物质只能形成一种晶体
C.单晶体的所有物理性质都是各向异性的
D.玻璃没有确定的熔点,也没有规则的几何形状解析:所有的金属都是晶体,因而黄金也是晶体,只是因为多晶体内部小晶粒的排列杂乱无章,才使黄金没有规则的几何形状,故A错. 同一物质可以形成多种晶体,如碳可以形成金刚石和石墨两种晶体,故B错.单晶体的有些物理性质各向异性,有些物理性质各向同性,故C错.玻璃是非晶体,因而没有确定的熔点和规则的几何形状.D正确.
答案:D4.关于晶体和非晶体,下列说法正确的是( )
A.可以根据各向异性或各向同性来鉴别晶体和非晶体
B.一块均匀薄片,沿各个方向对它施加拉力,发现其强度一样,则此薄片一定是非晶体
C.一个固体球,如果沿其各条直径方向的导电性能不同,则该球体一定是单晶体
D.一块晶体,若其各个方向的导热性能相同,则这块晶体一定是多晶体解析:判定固体是否为晶体的标准是看是否有固定的熔点.多晶体和非晶体都具有各向同性和无规则外形,单晶体具有各向异性和规则的外形.
答案:C5.辨别物质是晶体还是非晶体,比较正确的方法是( )
A.从外形来判断
B.从各向异性或各向同性来判断
C.从导电性能来判断
D.从有无熔点来判断解析:晶体分为单晶体和多晶体,单晶体有规则的几何外形,物理性质各向异性,而多晶体在外形上和物理性质上都和非晶体一样,即无规则的外形,物理性质也表现为各向同性,故A、B错;有些晶体是导体(如金属),而有些晶体是绝缘体(如砂糖),故从导电性能上也无法判断物质是否为晶体,故C错.
答案:D6.关于晶体和非晶体,下列说法错误的是( )
A.晶体可以变为非晶体,反之,非晶体可以转变为晶体,只要满足一些特定条件
B.同种物质可以生成不同的晶体,它们的物理性质不同,但化学性质相同
C.具有各向同性的物体,可以断定它不是单晶体
D.具有特定熔点的物体,可以断定它是单晶体解析:物质是晶体还是非晶体并不是绝对的,在一定条件下可以相互转化.组成物质的微粒能够按照不同的规则在空间分布,可以形成不同的晶体,如碳可以形成石墨和金刚石.单晶体在物理性质上具有各向异性,而多晶体和非晶体具有各向同性.单晶体和多晶体都具有一定的熔点.
答案:D7.如下图所示,一块密度、厚度均匀的长方形被测样品,长ab为宽cd的2倍,测得它沿ab和cd两对称轴的电阻均为R,这块样品是( )A.金属 B.单晶体
C.多晶体 D.非晶体解析:ab与cd长度不同,但两对称轴的电阻却相等,说明表现出各向异性,故应为单晶体.
答案:B8.(双选)如下图是两种不同物质的熔化曲线,根据曲线下列说法正确的是( )A.a是晶体 B.b是晶体
C.a是非晶体 D.b是非晶体解析:晶体在熔化过程中,不断吸热,但温度却保持不变(熔点对应的温度),而非晶体没有确定的熔点,不断加热,非晶体先变软,然后熔化,温度却不断上升,因此a对应的是晶体,b对应的是非晶体.
答案:AD9.用沥青铺成的路,在冬天变硬,夏天变软,沥青是晶体材料还是非晶体材料?列举生活中的晶体和非晶体例子.答案:沥青冬天变硬,夏天变软,说明它没有一定的熔点,所以沥青是非晶体,食盐、味精、冰糖为晶体,蜡烛、玻璃为非晶体. 10.收集雪花的各种图案,试探究它们的异同,并判断雪花是晶体还是非晶体. 答案:冬天,水汽在玻璃窗上结晶时会形成美丽而有规则的冰窗花,它有时呈羽毛状,有时像一张张蕨类植物的叶子,有“茎”有“脉”,用放大镜仔细观看几片雪花,你会发现,虽然没有两片雪花是完全相同的,但所有的雪花都呈现六角形的规则图案.所以雪花是由微小的冰晶组成的晶体.感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束课件43张PPT。第七节 气体实验定律(Ⅰ)固体、液体和气体1.使用数字化信息系统实验室研究气体压强与体积的关系.
2.理解玻意耳定律的内容和理解气体等温变化的 p-V图象的物理意义.
3.能用分子动理论和统计观点对玻意耳定律定性解释.
4.掌握玻意耳定律的简单应用.一定质量的气体,它的温度、体积和压强三个量之间变化是相互对应的.如何确定三个量之间的关系呢?在物理学中,当需要研究三个物理量之间的关系时,往往采用“保持一个量不变,研究其它两个量之间的关系,然后综合起来得出所要研究的几个量之间的关系” .
首先来研究当温度( T )保持不变时,体积( V )和压强( p )之间的关系.1.气体在____不变的状态下,发生的变化叫做等温变化.
2.一定质量的气体,在____不变的情况下,____与____成反比.
3.在温度不变的条件下,一定质量的气体体积为V1时,压强为p1,体积为V2时,压强为p2,则它们的关系表达式是__________________.温度温度 压强体积p1 V1= p2 V24.一定质量的气体在等温过程中的P-V图上是一条________线,这种等温过程的图线称为________.双曲 等温线玻意耳定律1.一定质量的某种气体,在温度不变的情况下,压强与体积成反比这一定律叫做玻意耳定律.其表达式为:
p1 V1= p2 V2 或 pV= C(常量);
2.适应条件:①一定质量的气体;②温度不变且不太低,压强不太大.3.微观解释:在温度不变时,分子平均动能保持不变,气体分子对器壁的撞击作用力大小不变,当体积减小时,单位体积内气体分子个数增大,单位时间内作用的次数也增多,所以压强增大;反之,当体积增大时,压强减小.
一定质量的气体处于一个平衡态,就有对应的T、p、V,在从一个平衡态到另一个平衡态的过程中,如果温度T不变,p、V的变化则遵循玻意耳定律. 一球体装有一定质量的气体,发生等温变化,如果球体的半径减少为原来的时,则气体压强变为原来的时,则气体压强变为原来的( )
A. 倍 B.2倍 C.4倍 D.8倍解析:球体半径减少为原来的 时,其体积V则变为原来的 ,由玻意耳定律pV=C(常量)可知,压强p变为原来的8倍,D正确.
答案:D课堂训练1.如图所示,某种自动洗衣机进水时,与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气,通过压力传感器感知管中的空气压力,从而控制进水量.设温度不变,洗衣缸内水位升高,则细管中被封闭的空气( )A.体积不变,压强变小
B.体积变小,压强变大
C.体积不变,压强变大
D.体积变小,压强变小解析:由图可知空气被封闭在细管内,水面升高时,根据玻意耳定律,气体压强增大,气体体积减小.
答案:B气体等温变化的p-V图线一定质量的气体发生等温变化时的p-V图象如图所示(不同温度下的两条等级温线).(1)平滑的曲线是双曲线的一段,反映了在等温情况下,一定质量的气体的压强跟体积成反比的规律.
(2)曲线上的每一个点代表一定质量的气体的一个状态.(3)曲线表示了一定质量的气体,从一个状态过渡到另一个状态的过程,是一个等温过程,因此这条曲线也称等温线.
(4)图线上的点和横轴纵轴的连线所围成的面积应该是相等的,因此某一点和横轴与纵轴连线的面积就反映了气体的温度.
(5)离坐标轴越远的图线,表示p·V的积越大,气体温度越高,图中T2>T1. 如图所示,图线是一定质量的气体的两条等温线,则下列说法错误的是( )A.从图线可以看出,一定质量的气体在发生等温变化时,其压强与体积成反比
B.一定质量的气体,在不同温度下的等温线是不同的
C.由图可知温度T2>T1
D.由图可知温度T1>T2解析:根据等温线的物理意义可知,A、 B选项正确;气体温度越高,图线离坐标轴越远,T2>T1,C正确,D错误.
答案:D课堂训练2.(双选)如图所示,一定质量的气体在不同温度下的两条p- 图线,由图可知( )A.一定质量的气体在发生等温变化时,其压强与体积成正比
B.一定质量的气体在发生等温变化时,其p- 线图象的延长线经过坐标原点C.由图可知温度T1>T2
D.由图可知温度T2>T1利用玻意耳定律解决实际问题解题步骤:
(1)审清题意、确定研究对象、判断是否符合玻意耳定律应用条件.(m一定的气体,T不变)
(2)分析气体状态变化过程,找到初、末态各参量,并统一单位.(可以不是国际单位制)
(3)列方程求解.(考虑结果的合理性) 在一个标准大气压下的湖面,一个气泡由湖面下20 m深处上升到湖面下10 m深处,它的体积约变为原来的体积的(温度不变,水的密度为1.0×103 kg/m3,g取10 m/s2)( )
A.3倍 B.2倍 C.1.5倍 D.0.7倍解析:因每10 m水柱产生的压强约等于1个标准大气压,以气泡为研究对象,
利用玻意耳定律p1 V1= p2 V2,课堂训练3.如图所示,一端开口,水平放置的长为30 cm的玻璃管内有一段8 cm长汞柱封住21 cm的空气柱,现将玻璃管缓慢地竖直并开口向上放置,则空气柱长度变为多少?(外界为标准大气压)玻1.(双选)一定质量的气体在发生等温变化时,下列物理量发生变化的是( )
A.气体的压强 B.单位体积内的分子数
C.分子的平均速率 D.分子的总数解析:一定质量的气体在发生等温变化时,p 和V都要发生变化,体积V发生变化单位体积内的分子数改变,A、B正确;温度不变,分子的平均动能不变,分子的平均速率不发生变化,C错误;质量一定,分子的总数不变,D错误.
答案:AB2.(双选)一个开口玻璃瓶内有空气,现将瓶口向下按入水中,在水面下5 m深处恰能保持静止不动,下列说法中正确的是( )
A.将瓶稍向下按,放手后又回到原来位置
B.将瓶稍向下按,放手后加速下沉
C.将瓶稍向上提,放手后又回到原处
D.将瓶稍向上提,放手后加速上升解析:瓶保持静止不动,浮力与重力平衡:mg=ρgV,由玻意耳定律知,将瓶按下后,p增大而V减小,mg>ρgV,故放手后加速下沉.同样道理,D选项也正确.
答案:BD3.下面各图线中,p表示压强,V表示体积,T为热力学温度,t为摄氏温度.不能正确描述一定质量的气体发生等温变化的是( )解析:由等温变化的p-V图线和p- 图线的特点可知A 、B正确,C错误;D中是p-T图线,D也体现出温度不变,D正确.
答案:C4.如图所示,开口向下插入水银槽的玻璃管内封闭着长为H的空气柱,管内外水银高度差为h,若缓慢向上提起玻璃管(管口未离开槽内水银面),H和h的变化情况是( )
A.h和H都增大
B.h和H都减小
C.h增大,H减小
D.h减小,H增大解析:根据玻意耳定律,假设上提时水银柱不动,则封闭气体压强减小,为维持平衡,则水银柱在大气压的作用下上升,h增大;而封闭气体由于压强减小,体积增大,即H增大,A正确.
答案:A5.一定质量的气体由状态A变到状态B的过程如图所示,A、B位于同一双曲线上,则此变化过程中,温度( )A.一直下降
B.先上升后下降
C.先下降后上升
D.一直上升 解析:可作出过直线AB上各点的等温线与过A、B两点的等温线进行比较,图线离坐标轴越远,气体温度越高,可得沿直线AB的变化中,温度先上升后下降,最后TB=TA.B正确.
答案:B6.(双选)如图所示,一定质量的气体等温线上两点的压强、体积和温度如图所示,下列表达式正确的是( )A.p1 V1= p2 V2
B.p1 V2 =p2 V1
C.T1=T2
D.T1>T解析:一定质量的气体等温变化过程中,压强跟体积成反比,由两状态对应的压强(p1 和p2)和体积(V2和V1)可知A错误,B正确,同一图线上各状态温度是相等的,C正确,D错误.
答案:BC7.一定质量的理想气体,压强为3 atm,保持温度不变,当压强减小2 atm时,体积变化4 L,则该气体原来的体积为( )
A.4/3 L B.2 L
C.8/3 L D.8 L解析:由玻意耳定律p1 V1= p2 V2,得:
3 ·V1=1 ·(V1+4),
解得V1=2 L.
答案:B8.竖直倒立的U形玻璃管一端封闭,另一端开口向下,如图所示,用水银柱封闭一定质量的气体,在保持温度不变的情况下,假设在管子的K处钻一小孔,则管内被封闭的气体压强p和气体体积V变化的情况为( )A.p、V都不变
B.V增大,p减小
C.V减小,p增大
D.无法确定解析:在管子的K处钻一小孔,导致封闭气体的压强增大,由玻意耳定律,气体体积减小.C正确.
答案:C9. (2012·上海卷)如图,长L=100cm,粗细均匀的玻璃管一端封闭.水平放置时,长L0=50cm的空气柱被水银柱封住,水银柱长h=30cm.将玻璃管缓慢地转到开口向下和竖直位置,然后竖直插入水银槽,插入后有Δh=15cm的水银柱进入玻璃管.设整个过程中温度始终保持不变,大气压强p0=75cmHg.求:?
(1)插入水银槽后管内气体的压强p;?
(2)管口距水银槽液面的距离H.?
解析:(1)设当转到竖直位置时,水银恰好未流出,管截面积为S,此时气柱长度l=70cm?.由玻意耳定律p=p0L0/l=53.6cmHg,由于p+ρgh=83.6cmHg,大于p0,水银必有流出,设管内此时水银柱长为x,由玻意耳定律p0SL0=
(p0-ρgx)S(L-x),解得x=25cm,设插入槽内后管内气柱长为L′,由题设条件得,L′=L-(x+Δh)=60cm,由玻意耳定律,插入后压强p=p0L0/L′=62.5 cmHg.?
(2)设管内外水银面高度差为h′,h′=75-62.5=12.5 ?cm,管口距槽内水银面距离H=L-L′-h′=27.5cm.
答案:(1)62.5cmHg?(2)27.5cm??10. (2011·海南卷)如图,容积为V1的容器内充有压缩空气.容器与水银压强计相连,压强计左右两管下部由软胶管相连.气阀关闭时,两管中水银面等高,左管中水银面上方到气阀之间空气的体积为V2.打开气阀,左管中水银面下降;缓慢地向上提右管,使左管中水银面回到原来高度,此时右管与左管中水银面的高度差为h.已知水银的密度为ρ,大气压强为p0,重力加速度为g;空气可视为理想气体,其温度不变.求气阀打开前容器中压缩空气的压强p1.?
解析:由玻意耳定律得p1V1+p0V2=(p0+ρgh)·(V1+V2)
求出:
答案:?感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束课件45张PPT。第九节 饱和蒸汽 空气的湿度固体、液体和气体1.知道饱和蒸汽、未饱和蒸汽和饱和汽压的概念.
2.了解相对湿度的概念和含义,认识空气的相对湿度对人的生活和植物生长的影响.生活中我们都有这样的经验,装在敞口容器里的液体,由于蒸发出来的汽分子能逸散到周围的空间,放置时间长了,最后会全部蒸发掉,湿的衣服晾在室外干燥的地方容易干,要是挂在潮湿的卫生间就不容易干,这是什么原因呢?
地球的表面大部分被江、湖、海等水面所覆盖,水蒸汽不断从水面蒸发出来,又不断凝结成雨、雪返回地球表面,所以,我们周围的空气里总是含有水蒸气的,空气里所含的水蒸气越多,空气就越潮湿,所含的水蒸气越少;空气就越干燥,空气的干湿程度对各方面都有很大影响.1.当单位时间内回到液体的分子数____从液体飞出去的分子数时,蒸汽的密度不再____,液体也不再____,蒸汽和液体之间达到了________,我们把与液体处于动态平衡的蒸汽叫做饱和蒸汽.等于增加 减小动态平衡2.饱和汽压:
(1)液体的________所具有的压强,叫做这种液体的饱和汽压.
(2)由于饱和蒸汽的压强只跟____有关,与体积无关,因此,气体的实验定律________饱和蒸汽.实验表明,未饱和汽________气体实验定律,而且离饱和汽____,就越遵循气体实验定律.饱和蒸汽温度不适用于近似遵守 越远3.空气的湿度:
(1)空气的干湿程度可用________空气所含有的____________,即________来表示,叫做空气的绝对湿度.
(2)某温度时空气的___________和同一温度下___________的百分比,叫做该温度下空气的相对湿度.用符号____表示.相对湿度B=______________.
4.空气的相对湿度常用________来测量.常用的湿度计有:____________和__________.单位体积水汽分子数 水汽密度水汽压强P B干湿球湿度计 毛发湿度计湿度计饱和水汽压Ps
对动态平衡的理解1.动态平衡:在密闭容器里的液体,一方面不断有液体分子从液面飞出成为水蒸汽分子;另一方面,由于水蒸汽分子的无规则运动,互相碰撞,也不断地返回液体中,当单位时间内从液面飞出的分子数等于返回液体的分子数时,液面上方的水蒸汽密度就保持不变,液体也不会减小,称为液体与饱和汽达到了动态平衡.2.必须注意以下几点:
(1)处于动态平衡时,液体的蒸发仍不断地进行;
(2)处于动态平衡时的蒸汽密度与温度有关,温度越高,达到动态平衡时的蒸汽密度越大;
(3)在密闭容器中的液体,最后必定与上方的蒸汽处于动态平衡状态中.
要理解动态平衡,关键要抓住“动态”这个核心,也就是达到平衡时,各量之间还是变化的,只不过变化的速度相同而已,只是从外观上看达到了平衡状态. 水蒸汽达到饱和时,水蒸汽的压强不再变化,这时( )
A.水分子不再从水面飞出
B.水分子不再回到水中
C.在相同时间内,从水面飞出的水分子数目与飞回到水中的水分子数目相同
D.以上都不对解析:水蒸汽达到饱和时,液体水不再减少,液体与气体达到动态平衡状态,C正确.
答案:C课堂训练1.对于动态平衡,下列说法不正确的是( )
A.当气态分子数密度增大到一定程度时就会达到这样的状态
B.在相同时间内从液体里飞出的分子数和回到液体里的分子数相等
C.此时蒸汽的密度不再增大,液体也不减少
D.蒸发速度不再改变,以一定的速度蒸发至没有液态为止解析:液体在蒸发时,当相同时间内从液体里飞出的分子数和回到液体里的分子数相等,液体不再减少,蒸气的密度也不再增大,此时液体和气体间达到了平衡,就说达到一个动态平衡,所以A、B、C说法是正确的,D说法是错误的,本题答案应选D.
答案:D饱和汽压与体积、温度的关系实验表明,对于同一种液体来说,它的饱和汽压随着温度的升高而增大,随着温度的降低而减小.在温度不变的情况下,饱和汽压不随体积的改变而变化.下面我们从微观角度对上述实验事实进行解释.
当液体温度升高的时候,液体里速率较大的分子增多了,相同时间内从液体表面飞出去的分子也增多了,因此,饱和汽的密度增大,同时,随着温度的升高,饱和汽分子的速率也增大了.结果,相同时间内气体分子撞击液面或器壁的次数增多了,撞击时的作用力也增大了,所以饱和汽压随着温度的升高而增大.
液体的饱和汽压跟体积没关系.这是由于体积增大时,一部分液体变成汽,体积缩小时,一部分汽变成液体.只要温度不变,饱和汽的密度就不变,饱和汽分子的速率也不变,因此饱和汽压保持不变.由于液体的饱和汽压只与温度有关,与体积没有关系,所以理想气体的实验定律对于饱和汽完全不能适用,而未饱和汽近似地遵守这些定律. (双选)关于饱和汽压,下列说法正确的是( )
A.温度相同的不同饱和汽,饱和汽压都相同
B.温度升高时,饱和汽压增大
C.温度升高时,饱和汽压减小
D.饱和汽压和体积无关解析:同一气体的饱和汽压仅由温度决定,当温度升高时,饱和汽密度增大,饱和汽压增大;与气体的体积无关.
答案:BD课堂训练2.关于饱和汽及饱和汽压的正确结论是( )
A.密闭容器中某种蒸汽开始时若是饱和的,保持温度不变,增大容器的体积,蒸汽的压强一定会减小
B.对于同一种液体,饱和汽压随温度升高而增大
C.温度不变时,饱和汽压随饱和汽体积的增大而增大
D.相同温度下,各种液体的饱和汽压都相同解析:饱和汽处在动态平衡中,当温度或体积变化时,只要有足够的液体它还会达到平衡的,即其饱和压强只与液体种类和温度有关,与体积无关,A、C、D错误, B正确;饱和汽不符合理想气体的状态方程.
答案:B空气的湿度1.绝对湿度:空气的干湿程度可以用空气中含有水汽的密度来表示,叫空气绝对湿度.
(1)让一定量的空气通过一段贮有吸收水汽的物质(如氯化钙)的管子,让该物质吸收水汽,由其前后质量之差可知空气中含有的水汽密度.
(2)直接测定空气中的水汽密度比较麻烦,常改用水汽的压强来表示干湿程度,即通常用水蒸气的压强表示空气的绝对湿度.2.相对湿度:某温度时空气的水汽压强(p)和同一温度下饱和汽压(pS)的百分比叫做该温度下空气的相对湿度,用符号B表示.
(2)相对湿度反映了空气中的水汽离饱和状态的远近.相对湿度越大,说明空气中的水汽的压强越接近饱和汽压.(3)空气的相对湿度常用湿度计来测量.
常用的湿度计有干湿球湿度计、毛发湿度计和湿度传感器等.
在干湿球湿度计中,由于水的蒸发吸热,湿球湿度计指示的温度总低于干球温度计指示的空气温度,两示数相差越大,表示水蒸发越快,相对湿度越小,即空气中水汽离饱和状态越远. 假如空气的绝对湿度p=800 Pa,当气温是20 ℃时,空气的相对湿度是多少?当气温是10 ℃时,空气的相对湿度是多少?已知20 ℃时水的饱和汽压为2 338 Pa,10 ℃时水的饱和汽压为1 228 Pa.课堂训练3.白天的气温是30 ℃,那么,空气里的相对湿度是60%.天气预报夜里的气温要降到20 ℃,那么,空气里的水蒸气会不会成为饱和汽?为什么?(30 ℃时,水的饱和汽压为4.24×103 Pa,20 ℃时,水的饱和汽压为2.3×103 Pa)解析:由题意知30 ℃,那么,空气里的相对温度是60%,又因为B= ×100%,p=B×ps=0.60×4.24×103 ≈2.54×103 Pa,大于20 ℃时的饱和汽压,故夜里会出现饱和汽,即有露珠形成.1.水蒸气达到饱和时,水蒸气的压强不再变化,这时( )
A.水不再蒸发
B.水不再凝结
C.蒸发和凝结达到动态平衡
D.水全部变为水蒸气解析:水蒸气达到饱和状态时是一个动态的平衡,此时蒸发和凝结仍在同时进行,只不过是蒸发和凝结的分子个数相等而已,C正确.
答案:C2.对饱和蒸汽,下列说法正确的是( )
A.液面上的蒸气分子的密度不断增大
B.液面上的蒸气分子的密度不断减小
C.液面上的蒸气分子的密度不变
D.液面上没有蒸气分子解析:达到饱和蒸汽时,液体与气体之间达到了动态的平衡,即相同的时间内回到水中的分子数等于从水面飞出的分子数,液面上蒸汽分子的密度不再改变.
答案:C3.要将未饱和汽转化成饱和汽,下列方法不可行的是( )
A.保持温度不变,减小体积
B.保持温度不变,减小压强
C.保持体积不变,降低温度
D.保持体积不变,减小压强解析:保持温度不变,减小体积可增大压强,使未饱和汽达到饱和汽压变成饱和汽,A正确;保持温度不变,减小压强只减小体积,是达不到此温度下的饱和汽压,不能变成饱和汽,B错误;保持体积不变,降低温度饱和汽压也降低,也可使压强达到新的饱和汽压,未饱和汽变成饱和汽,C正确;体积不变,减小压强,也可降低温度,从而使未饱和汽压强达到新的饱和汽压,变成饱和汽,D正确.
答案:B4.人对空气的干燥与潮湿的感觉( )
A.只与绝对湿度有关
B.由相对湿度决定
C.只与空气中水分子数密度有关
D.只与空气的温度有关解析:人感觉”潮湿”还是”干燥”取决于水分蒸发的快慢.若水分蒸发快,人会感到”干燥”,而水分蒸发快慢取决于空气中水蒸气是接近饱和汽还是远离饱和汽,即相对湿度.相对湿度越小,蒸发越快,人感觉越干燥.
答案:B5.两个托里拆利管倒立在水银槽中,A管上端有空气,B管上端是真空.现在把两种液体甲乙分别导入这两个管中,水银柱上端各略有少许未蒸发的液体.这时两个水银柱的高度相同,如图所示.则两管中导入的液体的饱和汽压值( )A.甲大于乙 B.甲小于乙
C.甲等于乙 D.无法判断解析:因为甲管中不仅有蒸汽的压强,还有空气的压强,乙管中只有蒸汽的压强,所以乙管中的液体饱和汽压值较大,B正确.
答案:B6.(双选)在相对湿度相同的情况下,比较可得( )
A.冬天的绝对湿度大 B.夏天的绝对湿度大
C.冬天的绝对湿度小 D.夏天的绝对湿度小7.(双选)如右图所示的容器,用活塞封闭着刚好饱和的一些水汽,测得水汽的压强为p,体积为V,当保持温度不变( )A.上提活塞使汽的体积增为2V时,汽的压强变为 p
B.下压活塞使汽的体积减为 V时,汽的压强增为2p
C.下压活塞时,汽的质量减少,汽的密度不变
D.下压活塞时,汽的质量和密度都变小解析:容器中的水汽刚好饱和,表示容器中已没有水,上提活塞使汽的体积变为2V时,
容器中的汽压强变为 p;下压活塞,
使汽的体积减为 V时,
由于温度不变,饱和汽密度不变,
部分汽会凝结成水,
汽的压强仍为p,只是质量减少了.
答案:AC8.高压锅又叫压力锅,用它可以将被蒸煮的食物加热到100 ℃以上,所以食物容易被煮熟.且高压锅煮食物比普通锅煮食物省时间省燃料,尤其做出的米饭也香软可口,很受人们欢迎.下表是AS22-5-80高压锅的铭牌,对此下列解释正确的是( )A.食品受到的压强大而易熟
B.高压锅保温性能好,热量损失少而易熟
C.锅内温度能达到100 ℃以上,食品因高温而易熟
D.高压锅的密封性好,减少了水的蒸发而易熟解析:加热时锅内水温不断升高,水的蒸发不断加快.由于锅是密封的,锅内水面上方的水蒸气就越来越多,锅内水蒸气的压强越来越大,直到将气压阀顶起,锅内的大气压不再增大,此时锅内大气压一般接近2个大气压,水的沸点此时为121 ℃.食物由生变熟是个升温过程,温度越高,熟得越快,高压锅内的食物可以被加热到的温度比普通锅温度高出了约20 ℃,所以容易熟.
答案:C 9. (2012·山东卷)(双选)以下说法正确的是( )?
?A. 水的饱和汽压随温度的升高而增大?
?B.扩散现象表明,分子在永不停息地运动?
?C.当分子间距离增大时,分子间引力增大,分子间斥力减小?
?D.一定质量的理想气体,在等压膨胀过程中,气体分子的平均动能减小?
解析:当分子间距离增大时,分子间的引力和斥力都减小,选项C错误;一定质量的理想气体,在等压膨胀过程中,温度升高,气体分子的平均动能增大,选项D错误.
答案:AB10. (2011·海南卷)(双选)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气压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比解析:人们感到潮湿时,空气中实际水汽含量大,即空气中所含水蒸气的压强大,空气中的绝对湿度大,A、C正确,空气的相对湿度定义为水蒸气的实际压强与相同温度时的不饱和蒸汽压之比,人们感到干燥时,相对湿度较大,B、D错误. ?
答案:AC感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束课件35张PPT。第二节 晶体的微观结构
第三节 固体新材料固体、液体和气体1.了解固体的微观结构.
2.知道晶体和非晶体在物理性质上的差别,是由于它们内部物质微粒的排列不同造成的.
3.能比较石墨与金刚石的微观结构,并说明它们的特性.
4.了解材料科学技术的有关知识及应用,体会它们的发展对人类生活和社会发展的影响.5.了解新材料的基本特征,知道半导体的一些特点,了解半导体技术在生活、生产中的应用.初步了解纳米材料的特性,关注纳米材料的研究和应用.通过上一节课的学习,我们知道,晶体和非晶体在外形上和物理性质上都有很大的差别,是什么原因引起的呢?和它们的结构有关系吗?1.晶体的微观结构:组成晶体的微观粒子(分子、原子或离子)按___________在空间整齐地排列,晶体中物质微粒的________很强,微粒的热运动不足以克服它们的相互作用力而远离,微粒的热运动表现为在________________________地微小振动.
2.非晶体的微观结构:非晶体内部物质微观粒子的排列是______的.一定的规律相互作用一定的平衡位置附近不停不规则3.新材料的基本特征:
(1)新材料有优异的性能和广阔的应用前景.
(2)新材料的发展与______、______有密切关系.
(3)新材料往往具有________,如超高强度、超高硬度、超塑性.
(4)____是当前用途最广的半导体材料.新工艺 新技术特殊功能硅晶体的微观结构人们根据晶体的规则性和物理性质的各向异性提出了一些假说,认为晶体内部的微粒是有规则排列的.这种想法直到1912年人们应用对 X射线对晶体结构进行研究,才证实了这种假说的正确性.到1982年,扫描隧道显微镜的问世,人们第一次观察到原子在物质表面的排列状况.晶体的微观结构的特点:组成晶体的物质微粒,依照一定的规律在空间中整齐地排列.晶体中物质微粒的相互作用很强,微粒的热运动不足以克服它们的相互作用而远离.微粒的热运动表现为在一定的平衡位置附近不停地做微小振动.1.对各向异性的解释.
下图表示在一个平面上晶体物质微粒的排列情况,从图上可以看出,在沿不同方向所画的等长直线AB、AC、AD上,物质微粒的数目不同.直线AB上物质微粒较多,直线AD上较少,直线AC上更少,正因为在不同方向上物质微粒的排列情况不同,才引起晶体的不同方向上物理性质的不同.2.对熔点的解释.
给晶体加热到一定温度时,一部分微粒具有足够的动能克服微粒间的作用力,离开平衡位置,使规则的排列被破坏,晶体开始熔解.熔解时,晶体吸收的热量全部用来破坏规则的排列,温度不发生变化.3.对有的物质有几种晶体的解释.
有的物质能生成种类不同的几种晶体,是因为它们的物质微粒能够形成不同的晶体结构.例如碳原子按不同结构排列可形成石墨和金刚石,二者在物理性质上有很大不同.
不只是碳元素能组成不同晶体,其他元素也有这种情况.例如白磷和红磷的化学成分相同,但是白磷具有立方体结构,而红磷具有与石墨一样的层状结构. (双选)晶体具有各向异性的特点是由于( )
A.晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同
B.晶体在不同方向上物质微粒的排列情况相同
C.晶体内部结构的无规则性
D.晶体内部结构的有规则性解析:晶体的各向异性是晶体内部结构的有规则性,使不同的方向上物质微粒的排列情况不同. 有些物质在不同条件下生成不同的晶体,那是因为组成它的微粒能够按照不同的规律在空间分布.
答案:AD课堂训练比较金刚石与石墨的结果是( )
A.它们是同一种物质,只是内部微粒的排列不同
B.它们的物理性质有很大的差异
C.由于它们内部微粒排列规则不同,所以金刚石为晶体,石墨是非晶体
D.金刚石是单晶体,石墨是多晶体解析:同一种物质微粒可能形成不同的晶体结构,从而生成种类不同的几种晶体,金刚石与石墨是它的一个特例.
答案:AB固体新材料固体是物体存在的最常见的方式,固体材料是人类社会进步的标志.人类在远古时期就开始利用石器作为生产工具与生活用品.随着生产的发展,生产工具的不断革新,人们对固体材料的要求也在不断地提高,从对金属固体材料的提炼到今天可以运用科学技术创造出多种人造材料、合金、低温超导材料;生产火箭、人造卫星的特殊材料;高强度、低密度、耐高温的钛合金等等.这些材料的性质也是千差万别的,所以有这些固体材料性质的不同,都是与它们的分子组成和分子排列有关的.1.新材料的基本特征.
(1)新材料的发展与新工艺、新技术密切相关;
(2)新材料具有特殊的性能;
(3)新材料的研究及应用,推动了人类文明和社会进步.
2.新材料的未来.
新材料正向着研究各种复合材料,研究并开发纳米材料,开发同时具有感知外界环境或参数变化和驱动功能的机敏材料,研究开发生物医学材料等方向发展.同时新材料的发展也推动了新工艺、新技术等的发展.1.(双选)下列说法中正确的是( )
A.化学成分相同的物质只能生成同一种晶体
B.因为石英是晶体,所以由石英制成的玻璃也是晶体
C.普通玻璃是非晶体
D.一块铁虽然是各向同性的,但它们是晶体解析:一种元素可以生成多种晶体,因为其分子可能排成几种空间点阵结构;玻璃为非晶体,而石英为晶体,所有的金属都为多晶体,故C、D正确.
答案:CD2.晶体在熔化过程中所吸收的热量,主要用于( )
A.破坏空间结点结构,增加分子势能
B.破坏空间结点结构,增加分子动能
C.破坏空间结点结构,增加分子势能,同时增加分子动能
D.破坏空间结点结构,但不增加分子势能和分子动能解析:晶体有固定的熔点,熔化过程中吸收热量用于破坏空间点阵结构,因温度不变,所以分子动能不变,吸收的热量用于增加分子势能,内能增加,A正确.
答案:A3.(双选)关于白磷和红磷的说法中,正确的是( )
A.它们是由不同的物质微粒组成的
B.它们是有不同的晶体结构
C.它们具有相同的物理性质
D.白磷的着火点低,红磷的着火点高解析:白磷与红磷的化学成分相同,只是因为它们的内部微粒排列不同,所以整体的性质不同.
答案:BD4.下列叙述中,不能利用晶体的微观结构可以用来解释的是( )
A.晶体有规则的几何外形,非晶体没有规则的几何外形
B.晶体有一定的熔点,非晶体没有熔点
C.晶体的导电性能比非晶体好
D.单晶体的各向异性解析:由晶体的微观结构特点可知A、B、D正确;晶体的导电性能不一定比非晶体好.
答案:C5.(双选)下列叙述中错误的是( )
A.单晶体的各向异性是由于它的微粒按空间点阵排列
B.单晶体具有天然规则的几何外形是由于它的微粒按一定规则排列
C.非晶体有规则的几何形状和确定的熔点
D.石墨的硬度与金刚石差很多,是由于它的微粒没有按空间点阵分布解析:单晶体内部微粒排列的空间结构决定着单晶体的物理性质,也正是由于它的微粒按一定规律排列,使单晶体具有天然规则的几何形状.石墨与金刚石的硬度相差甚远是由于它们内部微粒的排列结构不同,石墨的层状结构决定了它的质地柔软,而金刚石的网状结构决定了其中碳原子间的作用力很强,所以金刚石有很大的硬度.
答案:CD6.下列关于晶体空间点阵的说法,错误的是( )
A.构成晶体空间点阵的物质微粒,可以是分子,也可以是原子或离子
B.晶体的物质微粒之所以能构成空间点阵,是由于晶体中物质微粒之间相互作用力很强,所以物质微粒都被牢牢地束缚在空间点阵的结点上不能动C.所谓空间点阵与空间点阵的结点,都是抽象的概念;结点是指组成晶体的物质微粒做永不停息的微小振动的平衡位置;物质微粒在结点附近的微小振动,就是热运动
D.相同的物质微粒,可以构成不同的空间点阵;也就是同一种物质能够生成不同的晶体,从而能够具有不同的物理性质解析:组成晶体的物质微粒可以是分子、原子或离子,这些物质微粒也就是分子动理论所说的分子,显然,组成晶体的物质微粒处在永不停息地无规则的热运动之中.物质微粒之间还存在相互作用,晶体的物质微粒之所以能构成空间点阵.是由于晶体中物质微粒之间的相互作用力很强,物质微粒的热运动不足以克服这种相互作用而彼此远离,故A、C、D正确,B错误.
答案:B7.利用扫描隧道显微镜(STM)可以得到物质表面原子排列的图象,从而可以研究物质的构成规律.下面的照片是一些晶体材料表面的STM图象,通过观察、比较、可以看到这些材料都是由原子在空间排列而构成的,具有一定的结构特征.则构成这些材料的原子的物质表面排列的共同特点是(1)________________________________________________________________________
(2)________________________________________________________________________.解析:(1)在确定方向上原子有规律地排列. (2)在不同方向上原子的排列规律一般不同;原子排列具有一定对称性等.8.下图是萘晶体的熔化曲线,由图可知,萘的熔点是________,熔化时间为________.若已知萘的质量为m,固态时比热为c1,液态时比热为c2,熔化热为λ,试计算在0—t1 、t1 -t2和t2—t3这三个时间间隔中吸收的热量.答案:θ2,t2-t1
0-t1,Q1=c1m(θ2-θ1)
t1-t2,Q2=λ·m
t2-t3,Q3=c2m(θ3-θ2)9.家庭、学校等有关的门锁常用“碰锁”,然而,这种锁使用一段时间后,锁舌就会变涩而不易被碰入,造成关门困难.这时,你可以用铅笔在锁舌上摩擦几下,碰锁便开关自如如初,并且可以持续几个月之久.请你动手试一试,并回答其中的道理.答案:石墨是金刚石的同素异形体,两者的不同结构,造成了物理性质上的很大差异,金刚石质地坚硬,而石墨由于具有层状结构,层与层之间结合不很紧密,故层与层之间易脱落,故能起到润滑作用.在纸上用铅笔写字也是根据这个道理.感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束课件39张PPT。第五节 液体的表面张力固体、液体和气体1.通过实验,观察液体表面张力的现象.
2.解释表面张力产生的原因.
3.交流讨论日常生活中表面张力现象的实例.水是我们最常见的液体,你一定见过停留在树叶上晶莹透亮的雨滴,茶叶上圆溜溜的水珠吧!自然界中的水、流动的水银、炽热的铁水等等都是物质存在的液态形式.在观察这些液态景观时,我们会注意到:荷叶上的小水滴和草上的露珠会呈球形,一小滴水银能形成椭圆球状在玻璃板上滚动,这些现象的产生又是什么原因呢?这些现象都是与液体的性质有关的,学了这一节的内容,我们就可以解释这些现象了.1.液体表面有一种________的趋势,正是这种趋势使露珠、乳滴等变为________.
2.液体表面有________的趋势,好像紧张的弹性薄膜,液体表面一定存在着张力,称为表面________.
3.表面张力的微观解释:
(1)液体与气体接触的表面存在一个薄层,叫做________,它的分子分布比液体内部________.收缩球形收缩张力表面层 稀疏(2)________各部分间的相互吸引力,叫做________.
(3)表面张力的作用使液体表面具有__________,液体就像被一层绷紧的弹性薄膜覆盖着一样.液体表面 表面张力收缩的趋势对液体表面张力的认识液体跟气体接触的表面存在一个薄层,叫做表面层.
想象在液体表面上画一直线MN,直线两旁的液膜一定存在着相互作用的拉力F1和F2,液体表面出现的这种张力,称为表面张力. 它的方向垂直于所画的直线.液体的表面张力作用效果使液面具有收缩的趋势.
由于液面分子间这种相互吸引,才使得液面存在这样的引力,使液面收缩. 关于表面张力的方向,正确的是( )
A.垂直液面指向液体外面
B.垂直液面指向液体内部
C.跟液面相切,垂直于液面的边界线
D.跟液面相切,平行于液面的边界线解析:如图所示,我们可以假想一个分界线OO′,将液体表面分割成A、B两部分,由于表面分子之间的引力作用,A部分对B部分具有引力作用,使得OO′向A部分收缩,同样,B部分对A部分具有引力作用,使得OO′向B部分收缩,所以表面张力的方向跟液面相切,垂直于液面的边界线,C正确.答案:C课堂训练1.下列现象中,不是由表面张力引起的现象是( )
A.木块浮在水面上
B.水中的气泡呈球形
C.荷叶上的小水球呈球形
D.洗头发时,当头发浸泡在水中时呈散开状,露出水面后头发聚拢到一起解析:木块浮在水面上是因为浮力的原因,选项A错误;气泡呈球形、露珠呈球形都是因液面具有收缩的趋势,是液体表面张力的现象;湿头发粘在一起时,水的表面积才能大大减小,也是体表面张力的表现.
答案:A液体表面张力的微观解释液体表面是一个厚度为分子有效作用距离(10-9 m)的薄层,而分子力的作用范围是一个半液体表面层,表面层里的分子比液体内部稀疏,分子间的距离比液体内部大一些,分子的势能也比液体内部的大,分子间的相互作用表现为引力.就象要把弹簧拉开些,弹簧反而表现具有收缩的趋势.正是因为这种张力的存在,有些小昆虫才能无拘无束地在水面上行走.见右图,分子A在液体内部,分子作用球内分子分布是对称的,球内所有分子对分子A的斥力和引力的合力为零.分子B在液体表面层内,分子作用球一部分在液体外.分子B受到的斥力仍然是球对称的,引力不再是球对称.分子B受到的引力的合力垂直液面指向液体内,分子从液体内移到表面层,要克服引力做功,分子势能增大,所以表面层比液体内具有较大的势能.因为势能总是有减小的倾向,因此液体表面就有收缩的趋势. 液体表面张力产生的原因是( )
A.在液体的表面层,分子间距大,分子之间斥力消失,只有引力
B.由于气体分子对表面层液体分子的吸引
C.在液体的表面层里,由于分子间距比液体内部大,分子间引力占优势
D.由于受到指向液外的斥力的作用解析:分子之间斥力引力都存在,斥力并没有消失,A错;由于液体表面层里分子的分布密度比液体内部的小,分子间的距离比液体内部大,分子间的相互作用表现为引力,因此C正确,B、D错.
答案:C课堂训练2.关于液体的表面张力的下列说法中正确的是( )
A.由于液体的表面张力使表面层内液体分子间的平均距离小于r0
B.由于液体的表面张力使表面层内液体分子间的平均距离大于r0
C.产生表面张力的原因是表面层内液体分子间只有引力没有斥力
D.表面张力使液体的表面有收缩的趋势解析:由分子运动论可知:在液体与空气接触面附近的液体分子,液面上方的空气分子对它们的作用极其微弱,所以它们基本上只受到液体内部分子的作用,因而在液面处便形成一个特殊的薄层,称为表面层.在液体表面层内,分子的分布比液体内部稀疏,它们之间的距离r > r0,分子间作用力表现为引力,因此液体表面有收缩的趋势.
答案:D1.如下图所示,布满了肥皂膜的金属框架上有一段质量不计的棉纱,现将金属框架下部分的肥皂膜刺破,则棉纱将为下图中的( )解析:由于液体表面张力的作用使液体表面象张紧的橡皮膜,D图正确.
答案:D2. (2012·江苏卷)(双选)下列现象中,能说明液体存在表面张力的有(??)?
A?.水黾可以停在水面上?
B?.叶面上的露珠呈球形?
C?.滴入水中的红墨水很快散开?
D?.悬浮在水中的花粉做无规则运动解析:A、B说明液体存在表面张力,C是扩散现象,D是布朗运动说明分子做热运动.答案:AB3.下列有关表面张力的说法中,错误的( )
A.表面张力的作用是使液体表面伸张
B.表面张力的作用是使液体表面收缩
C.有些小昆虫能在水面自由行走,这是由于有表面张力的缘故
D.用滴管滴液滴,滴的液滴总是球形,这是由于表面张力的缘故解析:液体的表面张力使液面有收缩的趋势,表面张力的方向跟液面相切.表面张力的作用效果是使液体表面收缩,由于表面张力,被压弯的液面收缩,使小昆虫浮在液面上;由于表面张力使液滴收缩成球形.
答案:A4.关于液体表面的收缩趋势,正确的说法是( )
A.因为液体表面分子分布比内部密,所以有收缩趋势
B.液体表面分子分布和内部相同,所以有收缩趋势
C.因为液体表面分子分布比内部稀,所以有收缩趋势
D.液体表面分子受到与其接触的气体分子的斥力作用,使液体表面有收缩趋势解析:因为液体分子实际分布是内密外疏,故选项C正确,A、B错误;在液体表面层内,它们之间的距离r﹥r0,分子间作用力表现为引力,因此液体表面有收缩的趋势, D错误.
答案:C 5.关于液体的表面张力的下列说法中正确的是( )
A.由于液体的表面张力使表面层内液体分子间的平均距离小于r0
B.由于液体的表面张力使表面层内液体分子间的平均距离大于r0
C.产生表面张力的原因是表面层内液体分子间只有引力没有斥力
D.表面张力使液体的表面有收缩的趋势解析:因为液体表面层内分子间距离大于r0,分子间表现为相互引力,即表面张力,故A、B、C均错,因表面张力是引力,故表面张力使液体具有收缩的趋势,D正确.
答案:D6.在天平的左盘挂一根铁丝,右盘放一砝码,且铁丝浸于液体中,此时天平平衡,如下图所示,现将左端液体下移使铁丝刚刚露出液面,则( )A.天平仍然平衡
B.由于铁丝离开水面沾上液体,重量增加而使天平平衡破坏,左端下降
C.由于铁丝刚离开液面,和液面间生成一液膜,此液体膜的表面张力使天平左端下降
D.以上说法都不对解析:铁丝在刚离开液面时,和液面之间形成一薄膜,膜中分子密度小,分子稀疏,分子力表现为引力,对铁丝产生一个斜向下的拉力作用,使天平左端下降.
答案:C7.如图所示,由于硬币经常和手接触,所以针和硬币表面有一层油脂,把它轻轻地向水面上平放,硬币就可以漂浮在水面上,为什么?答案:硬币漂浮时液面形状如图所示,硬币边缘的液面斜向上,把斜向上的液体表面张力分解,硬币水平面上所受的合力为零,故周界上水的表面张力的合力是竖直向上的,正是这一竖直向上的合力与硬币重力平衡,使水“托”住了硬币.8.网孔较小的筛子里盛有少量的水时,水不会从网孔中流出.试解释这一现象.答案:网孔较小的筛子里盛有少量水时,在每个网孔下面都有微微凸出的水滴(如图1所示).如果将凸出网孔的水滴从靠近根部的地方分隔为上下两部分,那么在它们的分界线处,下部水滴表面要受到上部水滴根部表面的表面张力f的作用(如图2所示).由于表面张力f的竖直分力可与下部水滴的重量保持平衡,所以水才不会从筛子的网孔中流出.9.在矩形铁丝框架上有一可以自由滑动的细铁丝ab,如下图,铁丝长L=20 cm,框上布着液膜.使液膜表面积增加ΔS=1 cm2,需要做多少功?(液体表面在单位长度上的表面张力α=72×10-3 N/m,摩擦可以不计) 解析:液膜形成表面张力,使液膜有收缩趋势,要使液膜增大,必须是外力克服表面张力做功.由于液膜是两个液面,所以作用在ab杆上的表面张力F=72×10-3×L×2=0.144L.
要使液膜面积增加ΔS,ab需右移距离s=
则克服表面张力做功W=FS′=0.144 LS′=0.144×ΔS=1.44×10-5 J.
答案:1.44×10-5 J感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束课件51张PPT。第八节 气体实验定律(Ⅱ)固体、液体和气体1.通过实验,理解查理定律和盖·吕萨克定律.
2.知道理想气体模型,能用分子运动论和统计观点解释气体实验定律.
3.掌握气体实验定律的简单应用.前面我们学习了玻意耳定律:一定质量的气体,在温度不变的情况下,压强和体积成反比.那么,一定质量的气体,在体积不变的情况下,压强随温度怎样变化呢?滴液瓶中装有干燥的空气,用涂有少量润滑油的橡皮塞盖住瓶口,把瓶子放入热水中,会看到塞子飞出;把瓶子放在冰水混合物中,拔掉塞子时会比平时费力,为什么?1.气体在____不变的状态下,发生的变化叫做等容变化;
2.____质量的某种气体,在体积不变的情况下,____与__________成正比;则有p=____或 =_____.此关系为查理定律.在P-T图上,等容过程的图线是一条____________.
3.气体在____不变的状态下,发生的变化叫做等压变化.体积一定 压强热力学温度 CT过原点的直线压强 4.____质量的某种气体,在压强不变的情况下,体积与__________成____比;则有V=____或 =______.此关系为盖·吕萨克定律.在V-T图上,等压过程的图线是一条_____________.
5.理想气体:实验表明,在压强不太大,温度不太低的条件下,不论什么气体都近似符合气体实验定律,为了研究方便,我们可以设想有一种严格遵守_____________的气体,这样的气体称为理想气体,理想气体实际上是不存在的,它是对实际气体的一种理想化的简化模型.热力学温度 正 CT一定过原点的直线三个实验定律6.气体实验定律的微观解释.
(1)对玻意耳定律的解释:从分子动理论的观点来看,一定质量的气体,温度保持不变时,气体分子的平均动能一定,气体的体积减小,分子的密集程度增大,气体的压强增大;反之,气体体积增大,分子密集程度减小,气体压强减小.
(2)对查理定律的解释:从分子动理论的观点来看,一定质量的气体,体积保持不变而温度升高时,分子的密集程度不变,分子的平均动能增大,因而气体的压强增大,温度降低时,情况恰好相反.(3)对盖·吕萨克定律的解释:一定质量的气体温度升高时,要保持压强不变,那就只能让气体体积增大才行,这时,一方面由于温度升高,分子的平均动能增大,分子对器壁单位时间内单位面积上的作用力增大,压强有增大的倾向,另一方面,由于体积的增大,分子的密集程度减小,单位时间内分子对单位面积的碰撞次数减小,使压强有减小的倾向,这两种倾向抵消,所以压强保持不变.查理定律的应用一定质量气体在体积不变时,压强和温度的关系是由法国科学家查理通过实验发现的,叫做查理定律.
一定质量的某种气体,在体积V不变的情况下,压强p与热力学温度T成正比,即这一定律适用于体积不变,温度不太低,压强不太大的情况.
注意:(1)在具体题目中一定要注意压强p与热力学温度T成正比,而与摄氏温度不成正比,因此应注意温度的计算. 灯泡内充有氮氩混合气体,如果要使灯泡内的混合气体在500℃时的压强不超过1个大气压,在20℃下充气,则灯泡内气体的压强至多能充到多少?解析:以灯泡内的气体为研究对象,温度升高时体积不变.
初态:温度T1=(273+20)K=293 K
末态:温度T2=(273+500)K=773 K,压强p2=1 atm
由查理定律 .解得P1≈0.38 atm.
答案:0.38 atm课堂训练1. (2012·全国新课标)如图,由U型管和细管连接的玻璃泡A、B和C浸泡在温度均为0 ℃的水槽中,B的容积是A的3倍.阀门S将A和B两部分隔开.A内为真空,B和C内都充有气体.?U?型管内左边水银柱比右边的低60mm.打开阀门S,整个系统稳定后,U型管内左右水银柱高度相等.假设U型管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积.?(1)求玻璃泡C中气体的压强(以mmHg为单位); (2)将右侧水槽的水从0 ℃加热到一定温度时,U型管内左右水银柱高度差又为60 mm,求加热后右侧水槽的水温.? 解析:(1)在打开阀门S前,两水槽水温均为T0=273K.设玻璃泡B中气体的压强为p1,体积为VB,玻璃泡C中气体的压强为pC,依题意有?
p1=pC+Δp ①?
式中Δp=60 mmHg,打开阀门S后,两水槽水温仍为T0,设玻璃泡B中气体的压强为pB,?
依题意,有?
pB=pC ②?
玻璃泡A和B中气体的体积为?
V2=VA+VB ③?根据玻意耳定律得?
p1VB=pBV2 ④?
联立①②③④式,并代入题给数据得?
(2)当右侧水槽的水温加热至T′时,U型管左右水银柱高度差为Δp.玻璃泡C中气体的压强为?
p′C=pB+Δp ⑥?
玻璃泡C中的气体体积不变,根据查理定理得?
⑦?联立②⑤⑥⑦式,并代入题给数据得?
T′=364K.
答案:(1)180 mmHg?(2)364 K??盖?吕萨克定律的应用体积为V=100 cm3的空心球带有一根有刻度的均匀长管,管上共有N=101个刻度,设长管与球连接处为第一个刻度,以后顺序往上排列,相邻两刻度间管的体积为0.2 cm3,水银液滴将球内空气与大气隔开,如右图所示.当温度t=5 ℃时,水银液滴在刻度为N=21的地方. 那么在此大气压下,能否用它测量温度?说明理由,若能,求出测量范围.不计热膨胀. 解析:因管口与大气相通,所以球壳内气体的体积随温度的升高而膨胀,气体做等压变化,
根据盖·吕萨克定律
温度的增加与体积的增加成正比,所以可用来测量温度.
当t=5 ℃时:T0=(273+5) K=278 K,V0=(100+20×0.2) cm3=104 cm3 当N=1时:T1=267.3 V1=100 cm3
当N=101时:T2=320.8 V2=(100+100×0.2)cm3=120 cm3
∵T1=t1+273 K,T2=t2+273 K,∴t1=-5.7 ℃,t2=47.8 ℃.
答案:-5.7 ℃~47.8 ℃课堂训练2.(2012·上海卷)右图为 “研究一定质量气体在压强不变的条件下,体积变化与温度变化关系”的实验装置示意图.粗细均匀的弯曲玻璃管A臂插入烧瓶,B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接,C管开口向上,一定质量的气体被封闭于烧瓶内.开始时,B、C内的水银面等高.?
(1)若气体温度升高,为使瓶
内气体的压强不变,应将C管____
(填“向上”或“向下”)移动,直至
__________________(2)(单选)实验中多次改变气体温度,用Δt表示气体升高的温度,用Δh表示B管内水银面高度的改变量.根据测量数据作出的图象是 ( )解析:(2)Δv与Δt成正比,Δv=SΔh,S表示B管内横截面积,所以Δh与Δt成正比,选项A?正确. ?
答案:(1)向下 B、C两管内水银面等高(2)A??p-T 图象的应用1.p-T图象:一定质量的某种气体,在等容过程中气体压强p和热力学温度T的图线是过原点的倾斜直线,在p-T图象中,比较两个状态的体积大小,可以用这两个状态到原点连线的斜率大小来判断. 如图所示,且V1B.b→d的过程气体体积不变
C.c→d的过程气体体积增加
D.a→d的过程气体体积减小解析:在p-T图上的等容线的延长线是过原点的直线,且体积越大,直线的斜率越小.由此可见,a状态对应体积最小,c状态对应体积最大.所以选项A、B正确.
答案:AB课堂训练3.一定质量的理想气体的p-t图象如下图所示,在气体由状态A变化到状态B的过程中,体积( )A.一定不变
B.一定减小
C.一定增加
D.不能判定怎样变化解析:图中横坐标表示的是摄氏温度t.若BA的延长线与t轴相交在-273 ℃,则表示A到B过程中体积是不变的.但是,由图中无法作出这样的判定.
答案:DV-T图象的应用1.V-T图象:一定质量的某种气体,在等压过程中,气体的体积V和热力学温度T的图线是过原点的倾斜直线, 在V-T图象中,比较两个状态的压强大小,可以用这两个状态到原点连线的斜率大小来判断,斜率越大,压强越小.如下图所示,且p1A.在过程AC中,气体的压强不断变大
B.在过程CB中,气体的压强不断变小
C.在状态A时,气体的压强最大
D.在状态B时,气体的压强最大解析:气体的AC变化过程是等温变化,由pV=C可知,体积减小,压强增大,A正确.在CB变化过程中,气体的体积不发生变化,即为等容变化,由p/T=C可知,温度升高,压强增大,故B错误.由以上分析可知在ACB过程中气体的压强始终增大,所以气体在状态B时的压强最大,故C错误,D正确.
答案:AD课堂训练4.一定质量的气体作等压变化时,其V-t图象如右图所示,若保持气体质量不变,而改变气体的压强,再让气体作等压变化,则其等压线与原来相比,下列不可能正确的是( )
A.等压线与V轴之间夹角变小
B.等压线与V轴之间夹角变大
C.等压线与t轴交点的位置不变
D.等压线与t轴交点的位置一定改变解析:对于一定质量气体的等压线,其V-t图象的延长线一定过-273 ℃的点,C正确;由于题目中没有给定压强的变化情况,因此A、B都有可能.
答案:D1.(双选)描述一定质量的气体等容变化的A到B过程的图线是图中的哪一个( )解析:等容变化时,p-T图象为正比例函数,故A、B错误;p-t图象为一次线性函数.故C、D正确.
答案:CD2.对于一定质量的气体,以下说法正确的是( )
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]3.(双选)一定质量的理想气体在等压变化中体积增大了1/2,若气体原来温度是27 ℃,则温度的变化是( )
A.升高到450 K B.升高了150 ℃
C.升高到40.5 ℃ D.升高了450 ℃4.高空实验火箭起飞前,仪器舱内气体的压强p0=1 atm,温度t0=27 ℃,在火箭竖直向上飞行的过程中,加速度的大小等于重力加速度g,仪器舱内水银气压计的示数为p=0.6p0,已知仪器舱是密封的,那么,这段过程中舱内温度是( )
A.16.2 ℃ B.32.4 ℃
C.360 K D.180 K5.温度计是生活、生产中常用的测温装置.如图为一个简单温度计,一根装有一小段有色水柱的细玻璃管穿过橡皮塞插入烧瓶内,封闭一定质量的气体.当外界温度发生变化时,水柱位置将上下变化.已知A、D间的测量范围为20~80 ℃,A、D间刻度均匀分布.由图可知,A、D及有色水柱下端所示的温度分别是( )
A.20 ℃、80 ℃、64 ℃
B.20 ℃、80 ℃、68 ℃
C.80 ℃、20 ℃、32 ℃
D.80 ℃、20 ℃、34 ℃6.如图所示是一定质量的气体从状态A经B到C的V-T图象,由图象可知( )A.pA>pB B.pCC.VA答案:D7.一定质量的理想气体经历如下图所示的一系列过程ab、bc、cd和da,这四段过程在p-T图上都是直线,其中ab的延长线通过坐标原点,bc垂直于ab,而cd平行于ab,由图不能判断( )A.ab过程中气体体积不断减小
B.bc过程中气体体积不断减小
C.cd过程中气体体积不断增大
D.da过程中气体体积不断增大解析:由于ab的延长线过坐标原点,斜率不变,ab过程是等容变化,A错误;把c、d与O连线,可得两条等容线,斜率关系是koc>kod>kab,故bc过程体积减小,cd过程体积增大,da过程体积增大.
答案:A8. (2012·重庆卷)右图为伽利略设计的一种测温装置示意图,玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通,下端插入水中,玻璃泡中封闭有一定量的空气.若玻璃管中水柱上升,则外界大气的变化可能是 (??)?
?A?.温度降低,压强增大?
?B?.温度升高,压强不变?
?C?.温度升高,压强减小?
?D?.温度不变,压强减小?
解析:设玻璃泡中气体压强为P,外界大气压为P′,则P′=P+ρgh,且玻璃泡中气体与外界大气压温度相同,液柱上升,气体体积减小,根据理想气体状态方程
可知, 变大,即 变大,B、C、D三项均不符合要求,A正确. ?9.上端开口竖直放置的玻璃管,横截面积为0.10 cm2.管中有一段15 cm长的水银柱将一些空气封闭在管中,如右图,此时气体的温度为27 ℃.当温度升高到30 ℃时,为了使气体体积不变,需要再注入多少克水银?设大气压强为p0=75 cmHg且不变.水银密度ρ=13.6 g/cm3.解析:以管中封闭气体为研究对象,
初态:p1=p0+ρgh=90 cmHg,T1=300 K
末态:p2=(90+x) cmHg,T2=303 K
由查理定律得: ,所以x=0.9 cm
注入水银的质量
m=ρxS=13.6×0.9×0.10 g≈1.2 g.
答案:1.2 g感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束课件48张PPT。第六节 气体状态参量固体、液体和气体1.理解描述气体状态的三个状态参量:温度、体积、压强的物理意义.
2.理解热力学温标和绝对零度的意义,掌握热力学温度与摄氏温度的换算关系.
3.理解气体压强的微观解释及影响压强的因素.研究物理学问题,要用—些物理量来描述研究对象.问题不同,所用的物理量也不同,在力学中.用位移、速度等物理量描述物体的机械运动.研究气体的热学性质,要用什么物理量呢?例如,如何解释打足气的自行车胎在阳光曝晒下会爆胎?物理学中,要用体积、压强、温度等物理量来描述气体的状态,并把这几个物理量叫做气体的状态参量.1.当一定质量气体的_________________都确定时,我们就说这部分气体具有一定的状态,因此把______________叫做一定质量气体的状态参量.
2.气体的体积(V).
气体的体积是指________________________,也就是气体充满容器的容积.温度、体积、压强体积、温度和压强气体分子所能达到的空间在标准状态下,1摩尔的任何气体所占的体积为____升.
1升(L)=1分米3(dm3),1毫升(mL)=1厘米3(cm3)
1 L=________m3 =________ cm3
3.气体的温度(t,T).
温度用来表示物体的________;是物体内部______________的标志.22.410-3 103冷热程度 热运动平均动能温标:摄氏温标(t)的单位是摄氏度,符号____ .在国际单位制中,以__________表示温度.单位是________.符号____.热力学温标(T)又称绝对温标.
现在国际上公认的热力学温度的零度是-273.15 ℃,叫做绝对零度.绝对零度是低温的极限,只能无限接近,但不可能达到.
就每一度的大小来说热力学温度和摄氏温度是相同的,即______________.℃热力学温标开尔文KT=t+273.15 K4.气体的压强.
(1)气体的压强:气体作用在器壁_________________叫做气体的压强.
(2)压强的单位:在国际单位制中,压强的单位是________,简称____,符号____.
1帕斯卡(Pa)=1牛/米2 (N/m2)
1标准大气压(atm)=____厘米汞柱(cmHg)=____毫米汞柱(mmHg)=1.013×105 Pa ≈ 1×105 Pa单位面积上的压力帕斯卡 帕 Pa76 7605.从气体分子运动论的观点看来,气体压强是____________________________而产生的.气体压强跟__________________和______________有关.大量的气体分子频繁地碰撞器壁气体分子的平均动能 分子的密集程度描述气体状态的量在研究气体的性质时,可以用气体的体积、温度、压强来描述气体的状态.描述气体状态的物理量称为气体的状态参量.
1.体积( V)
气体的体积就是指气体分子所能达到的空间,也就是气体所充满的容器的容积.由于气体分子之间的距离比较大,分子间的相互作用力十分微弱,所以气体很容易扩散.
一定质量的气体,体积越小,气体分子的密度就越大.
在国际单位制中,体积的单位有m3、dm3、cm3等.在日常生活和生产中,也常用升(符号是L)、毫升(符号是mL)作单位.
1 L=1 dm3 =10-3 m3;1毫升(mL)=1厘米3(cm3). 关于气体的体积,下列说法正确的是( )
A.气体的体积与气体的质量成正比
B.气体的体积与气体的密度成正比
C.气体的体积就是所有分子体积的总和
D.气体的体积与气体的质量、密度和分子体积无关,只决定于容器的容积解析:气体分子之间的距离比较大,分子间的相互作用力十分微弱,所以气体很容易扩散,给它多大空间,就能达到多大空间.气体的体积就是指气体分子所能达到的空间,也就是气体所充满的容器的容积.
答案:D课堂训练1.(双选)如图所示,A、B两瓶子相对接,中间有阀门隔离,A瓶充满气体,B瓶真空,打开阀门后,下列说法正确的是( )A.气体的质量变大 B.气体的体积变大
C.气体的分子数变大 D.气体的密度变小解析:气体分子间的相互作用力十分微弱,很容易扩散,给它多大空间,就能达到多大空间.阀门打开后,气体分子将充满AB整个空间,体积变大,气体的分子数还是原来那么多,质量也不变,根据ρ= ,密度变小.
答案:BD2.温度 (t、T)
温度是表示物体冷热程度的物理量;是物体内部热运动平均动能的标志.
用摄氏温标表示的温度叫做摄氏温度,用t表示,单位是摄氏度,符号是℃.
在国际单位制中,以热力学温标表示温度,叫做热力学温标(或绝对温标).用热力学温标表示的温度,叫做热力学温度(或绝对温度).热力学温度用T表示.热力学温度的单位是开尔文,简称为开,符号是K,它是国际单位制中七个基本单位之一.热力学温度的零度是-273.15 ℃,叫做绝对零度.绝对零度,理论上所能达到的最低温度,在此温度下物体没有内能.把-273.15 ℃定作热力学温标(绝对温标)的零度,叫做绝对零度.
就每一度的大小来说,热力学温度和摄氏温度是相同的,所以热力学温度跟摄氏温度间的关系为T=t+273.15 K.为了简化,可以取-273 ℃为绝对零度,这样就有T=t+273 K. (双选)关于热力学温度,下列说法正确的是( )
A.-23 ℃=250 K
B.温度升高1℃,也就是温度升高1 K
C.温度由t ℃升高到2t ℃,对应的热力学温度升高了(273+t)K
D.热力学温度和摄氏温度都可能取负值解析:由摄氏温度和热力学温度的关系:T=t+273 K可知-23 ℃=250 K,A、 B正确;D中初态热力学温度为t+273 K,末态为2t+273 K,温度变化为t K,故D错误;对于摄氏温度可取负值的范围为0~-273 ℃,因绝对零度达不到,故热力学温度不可能取负值,C错误.
答案:AB课堂训练2.(双选)关于热力学温标和摄氏温标,正确的说法是( )
A. 热力学温标中的每1 K 与摄氏温标中每1 ℃大小相等
B. 热力学温度升高1 K大于摄氏温度升高1 ℃
C. 热力学温度升高1 K等于摄氏温度升高1 ℃
D. 测得今天气温为摄氏温度20 ℃,即热力学温度20 K解析:热力学温标和摄氏温标的计算方式中,仅是起点不同,热力学温标中变化1 K与摄氏温标中变1 ℃是相同的,故A、C正确,B错误;根据T=t+273 K可知摄氏温度20 ℃的物体热力学温度为293 K ,D错误.
答案:AC3.压强(P)
气体作用在器壁单位面积上压力叫做气体的压强.
从气体分子运动论的观点看来,气体压强是大量的气体分子频繁地碰撞器壁而产生的.单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的.但大量分子频繁地碰撞器壁,就对器壁产生持续的均匀的压力.垂直作用在器壁单位面积上的平均冲击力,就是气体的压强.
气体压强跟气体分子的平均动能和分子的密集程度有关.气体分子平均动能越大,分子碰撞器壁时对器壁产生的在国际单位制中,压强的单位是帕斯卡,简称帕,符号是Pa. 1 Pa=1 N/m2.
气体的压强还常用标准大气压(atm)和毫米汞柱(mmHg)作单位.
1 标准大气压=760 mmHg=1.013×105 Pa,1 mmHg=133.3 Pa.冲击力越大,气体的压强就越大;在分子的平均动能一定时,气体分子越密集,每秒钟撞击器壁单位面积的分子就越多,气体压强也就越大. 对于一定量的气体,下列论述中正确的是( )
A.当分子热运动剧烈时,压强必变大
B.当分子热运动剧烈时,压强可能不变
C.当分子间的平均距离变大时,压强必变小
D.当分子间的平均距离变大时,压强必变大解析:从微观来说,气体压强是垂直作用在器壁单位面积上的平均冲击力,压强微观上由分子平均动能和分子数密度决定,故B正确,A、C、D错误.
答案:B课堂训练3.对于一定质量的气体,若用N表示单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子个数,则( )
A.当体积减小时,N必定增加
B.当体温度升高时,N必定增加
C.当压强不变而体积和温度变化时,N必定变化
D.当压强不变而体积和温度变化时,N可能不变解析:对一定质量的气体,单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数既与体积和分子的平均速率(或温度)有关,A、B错误;当压强不变时,气体在器壁单位面积上的平均冲击力不变,温度变化,分子的体积也一定变化,分子的平均速率变化,则N必定变化,C正确,D错误.
答案:C如何计算气体的压强平衡法:选取与气体接触的液柱(活塞)为研究对象,进行受力分析,利用平衡条件求解.
等压面法:根据同种液体的同一液面处压强相等,在容器内灵活选取液面.由两侧产生的压强相等列方程求解. 如图所示,在竖直放置的U型管内由密度为ρ的两段空气柱A 、B,大气压为p0,求A 、B气体的压强pA=________,pB=________.解析:①用平衡法求pA:取液柱h1为研究对象,设管横截面积为S,大气压力和液柱重力方向向下,A 气体压力方向向上,液柱h1静止受力平衡,则
p0S +ρg h1 S=pA S
得pA = p0+ρg h1;
②用等压面法求pB:从A 气体下端选取等压面,则有
pB +ρg h2=pA = p0+ρg h1
得pB= p0+ρg(h1- h2).
答案:p0+ρg h1;p0+ρg(h1- h2)1.(双选)关于气体体积的说法,正确的是( )
A.所有气体分子的活动空间
B.每个分子活动空间的总和
C.盛装气体的容器的容积
D.所有气体分子体积大小的总和解析:根据气体的体积就是指气体分子所能达到的空间,也就是气体所充满的容器的容积,A、C正确, B错误;气体分子间还有间隔,也是气体体积的范围内,所有气体分子体积大小的总和小于气体体积,D错误.
答案:AC2.(双选)下列有关热力学温度与摄氏温度的关系的说法中,正确的是( )
A.10 ℃用热力学温度表示是10 K
B.10 ℃用热力学温度表示是283 K
C.升高10 ℃用热力学温度表示是升高10 K
D.升高10 ℃用热力学温度表示是升高283 K解析:由摄氏温度和热力学温度的关系:T=t+273 K可知10 ℃=283 K,A错误 B正确;热力学温度与摄氏温度只是起点不同,它们的分度值还是相同的,即Δ1 ℃=Δ1 K,升高10 ℃,热力学温度表示也是升高10 K,C正确,D错误.
答案:BC3.(双选)下面的表格是某地区1~6月份气温与气压的对照表: 6月份与1月份相比较( )A.空气分子无规则热运动的情况几乎不变
B.空气分子无规则热运动增强了
C.单位时间内对地面的撞击次数增多了
D.单位时间内对地面的撞击次数减少了解析:温度较高时分子无规则热运动较激烈,A错误,B正确;气体分子越密集,每秒钟撞击器壁单位面积的分子就越多,气体压强也就越大,气压降低表示单位时间内对地面的撞击次数减少了,C错误, D正确.
答案:BD4.关于密闭容器中气体的压强,下列说法正确的是( )
A.是由于气体分子相互作用产生的
B.是由于气体分子碰撞容器壁产生的
C.是由于气体的重力产生的
D.气体温度越高,压强就一定越大解析:从气体分子运动论的观点来看,气体压强是大量的气体分子频繁地碰撞器壁而产生的,B正确,A、C错误.气体压强跟气体分子的平均动能(温度)和分子的密集程度有关,若体积不变,即分子的密集程度不变,温度越高,分子的平均动能越大,压强才越大,D错误.
答案:B5. 如图所示一定质量的气体,被一段水银柱封闭在粗细均匀的一端开口一端封闭的细长玻璃管中,当玻璃管作下述运动时,气体压强不等于大气压强的是( )A.玻璃管开口向上保持竖直状态被竖直向上抛出后,当玻璃管向上运动时
B.玻璃管开口向上保持竖直状态被水平抛出后,当玻璃管下落时C.玻璃管开口向下保持竖直状态做自由落体运动时
D.玻璃管开口向上保持竖直状态在水平方向上做匀速直线运动解析:A、B、C选项中玻璃管和水银柱组成的系统都处于完全失重中,水银柱产生压强为0,气体压强刚好等于大气压强,A、B、C正确;D选项中p0S+mg=pS,p=ρgL+p0,气体压强等于大气压强与水银柱压强之和.
答案:D6.(双选)如图所示,一玻璃管放在光滑的斜面上,管内气体被液柱封闭,则以下说法正确的是( )A.当管自由下滑时,管内气体的压强等于大气压强
B.当管以一定的初速度上滑时,管内气体压强大于大气压强
C.当管以一定的初速度上滑时,管内气体压强小于小气压强
D.给管施加外力,使其匀速滑动,管内气体压强大于大气压强解析:A、B、C选项中玻璃管和水银柱组成的系统加速度均为a=gsin α,方向沿斜面向下,由牛顿第二定律得p0S+mgsin α-pS=ma,得 p=p0 ,即管内气体的压强等于大气压强A正确, B、C错误;使其匀速运动时有p0S+mgsin α=pS,得p>p0,管内气体压强大于大气压强,D正确.
答案:AD7.如图所示,U型管的A端封有气体,B管也有一小段气体,现用一条小铁丝插入B气体,轻轻抽动,使B气体上下两段水银柱相连,设外界气温不变,则A端气体( )
A.压强增大 B.压强减小
C.体积增大 D.体积不变解析:B端部分上下两段水银柱相连不相连,都有 pA=ρg hB+ p0,即A的压强不变,A、B错误; 温度不变,故A端气体的体积不变,C错误,D正确.
答案:D8.如图所示,两端开口的U玻璃管中,右侧直管内有一部分空气被一段水银柱H与外界隔开.若再向左边的玻璃管中注入一些水银,平衡后,则( )
A.U玻璃管下部两边水银面的高度差减小
B.U玻璃管下部两边水银面高度差增大
C.U玻璃管下部两边水银面高度差不变
D.U玻璃管右边玻璃管内的气体体积减小解析:由右管内封闭气体的压强平衡条件知,其压强等于外界大气压p0与高H的水银柱产生的压强之和,即p=p0+pH.根据连通器原理,左管内水银面与右管密闭气体下方水银面高度差应为H.当左管内再注入一些水银后,由于石管上方水银柱高度是H,密闭气体的压强不变,所以左、右两管下部水银面高度差不变.C正确.
答案:C9.如图所示,粗细均匀的U型管中的A端是封闭的,B端开口向上,两管中水银面的高度差为h=20 cm,外界大气压为1标准大气压,求管中封闭气体的压强.解析:设大气压、A端封闭气体的压强和h高水银柱的压强分别为p0、pA、ph,在B管的水银面处选取一薄液片,对于该液片由平衡条件得:
p0S= pA S + ph S ,
pA= p0- ph=(76-20)cmHg=56 cmHg
即管中封闭气体的压强为56 cmHg.
答案:56 cmHg感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束课件38张PPT。第四节 液体的性质 液晶固体、液体和气体1.知道液体分子的排列情况.
2.知道液体分子热运动的特点,了解液晶的微观结构.
3.通过实例了解液晶的主要性质及其在显示技术的应用.液体的性质介于固体与气体之间,一方面,它像固体一样具有一定的体积,不易压缩;另一方面,它又像气体一样,没有一定的形状,具有流动性,在物理性质上各向同性.哪么,液体的微观结构跟固体和气体有何差别呢?为了了解液体的微观结构的特点,应认识液体分子的排列情况和热运动情况.1.液体的性质介于气体和固体之间.一方面它像固体那样具有一定的____,不易____;另一方面又像气体,没有确定的____,具有________,在物理性质上________.
2.液体分子的排列.
(1)液体分子的排列更接近于____.
(2)液体的微观结构与________非常类似,________可以看作是黏性极大的液体,所以严格地说,只有____才是真正的固体.体积 压缩形状 流动性 各向同性固体非晶体 非晶体晶体3.液体分子的热运动.
液体分子的热运动与固体类似,主要表现为在平衡位置附近做微小振动,但是液体的结构较为松散,分子间的空隙要大一些,分子力的束缚要弱一些,因此,液体分子不会长时间在一个______________振动.平衡位置附近4.液晶.
由固体向液体转化的中间态液体具有和____相似的性质,称为液态晶体,简称液晶.液晶在力学性质上与液体相同,具有________,____性,可以形成液滴.在光学性质、电学性质等方面又具有明显的________,因此又具有____的某些性质.晶体晶体流动性 连续各向异性液体的微观结构1.液体的性质:
(1)液体具有一定的体积,不易被压缩;
(2)液体没有一定的形状,具有流动性;
(3)液体在物理性质上表现为各向同性.2.液体的微观结构特点.
(1)液体分子的排列更接近于固体,是密集在一起的,因而液体具有一定的体积,不易压缩.
(2)液体分子之间的相互作用不像固体中的微粒那样强,液体分子只在很小的区域内做有规则的排列,这种区域是暂时形成的,边界和大小随时改变,有时瓦解,有时又重新形成,液体由大量的这种暂时形成的小区域构成,这种小区域杂乱无章地分布着,因而液体表现出各向同性.(3)液体分子间的距离小,相互作用力很大,液体分子的热运动与固体类似,主要表现为在平衡位置附近做微小的振动,但液体分子没有长期固定的平衡位置,在一个平衡位置附近振动一小段时间以后,又转移到另一个平衡位置附近去振动,即液体分子可以在液体中移动,这就是液体具有流动性的原因.
(4)由于液体分子的移动比固体中分子移动容易得多,所以液体的扩散要比固体的扩散快.注意非晶体的微观结构跟液体非常相似,可以看做是粘滞性极大的流体,所以严格说来,只有晶体才能叫做真正的固体.
液体分子的排布更接近固态,在宏观性质上表现出类似于固态的不可压缩性和体积不变性.现列表对比如下: 关于液体和固体,以下说法错误的是( )
A. 液体分子间的相互作用比固体分子间的相互作用强
B. 液体分子同固体分子一样,也是密集在一起的
C. 液体分子的热运动没有固定的平衡位置
D. 液体的扩散比固体的扩散快解析:液体具有一定的体积,是液体分子密集在一起的缘故,但液体分子间的相互作用不像固体微粒那样强,所以选项B是正确的,选项A是错误的.液体具有流动性的原因是液体分子热运动的平衡位置不固定,液体分子之所以能在液体中移动也正是因为液体分子在液体里移动比固体容易,所以其扩散也比固体的扩散快,选项C、D都是正确的.
答案:A课堂训练1.以下关于液体的说法正确的是( )
A.非晶体的结构跟液体非常类似,可以看作是粘滞性极大的液体
B.液体的物理性质一般表现为各向同性
C.液体的密度总是小于固体的密度
D.所有的金属在常温下都是固体解析:此类问题关键是必须对液体、固体分子的微观结构要准确地理解,从而做出正确选择.由液体的微观结构知A、B正确;有些液体的密度大于固体的密度,例如汞的密度就大于铁、铜等固体的密度,故C错;金属汞在常温下就是液体,故D错.
答案:AB对液晶的认识1.液晶:许多有机化合物能像液体一样具有流动性,而其光学性质却与某些晶体相似,具有各向异性,我们就把这些化合物取名为液晶.
2.液晶的物理性质.
液晶不仅具有液体的流动性、连续性,而且具有晶体的各向异性的特点,因而表现出一些独特的性质.3.液晶分子的排列特点.
从某个方向上看液晶分子排列比较整齐,很象晶体, 所以液晶表现为各向异性.但从另一方面看,液晶分子的排列又是杂乱无章的,又可以自由移动,位置无序,因此也保持了流动性.所以液晶是有晶体结构的液体.
4.液晶的用途.
液晶的技术应用已经一步步地深入了我们的生活:从电子手表到如今的笔记本电脑、液晶电视、可视电话,等等.液晶可以用作显示元件,液晶在生物医学、电子工业、航空工业都有重要应用.
液晶作显示器时,不加电压时,液晶是透明的,能使下面反射光束的光线通过,不显示笔画;当加电压时,液晶变浑浊,光线不能通过,显示出笔画. (双选)关于液晶,下列说法中正确的有( )
A.液晶是一种晶体
B.液晶分子的空间排列是稳定的,具有各向异性
C.液晶的光学性质随温度的变化而变化
D.液晶的光学性质随外加电压的变化而变化解析:液晶的微观结构介于晶体和液体之间,虽然液晶分子在特定方向排列比较整齐,具有各向异性,但分子的排列是不稳定的,选项A、B错误.
外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变化,从而改变液晶的某些性质.温度、压力、外加电压等因素变化时,都会改变液晶的光学性质.选项C、D正确.
答案:CD课堂训练2.下列叙述错误的是( )
A.棒状分子、碟状分子和平板分子的物质呈液晶态
B.利用液晶在温度变化时由透明变混浊可制作电子手表、电子计算器的显示元件
C.有一种液晶,随温度的逐渐升高,其颜色按顺序改变,利用这种性质,可用来探测温度
D.利用液晶可检查肿瘤,还可以检查电路中的短路点解析:通常棒状分子、碟状分子和平板分子的物质容易具有液晶态,但不是任何时候都呈液晶态.
答案:A1.关于液体和固体,下列说法错误的是( )
A.液体分子间的相互作用比固体分子间的相互作用强
B.液体分子同固体分子一样,也是密集在一起的
C.液体分子的热运动没有固定的平衡位置
D.液体中可观察到颗粒的布朗运动解析:液体分子间作用力比固体弱,但分子间的空隙跟固体差不多,具有流动性.在液体中可观察到微小颗粒的布朗运动.
答案:A2.关于液体,下列说法正确的是( )
A.液体的性质介于气体和固体之间,更接近气体
B.液体表现为各向异性
C.液体分子的热运动与固体类似,主要表现在固定的平衡位置附近做微小振动
D.液体的扩散比固体的扩散快解析:液体分子间距离与固体分子间距离接近,都不易被压缩,更接近固体,A错误;液体是由大量暂时形成的小区域构成,这种下区域杂乱无章的分布着,因而液体表现为各向同性,B错误;液体分子与固体分子都在平衡位置附近做微小振动,所不同的是液体没有固定的平衡位置,C错误.
答案:D3.(双选)关于液晶的分子排列,下列说法正确的是( )
A.液晶分子在特定方向排列整齐
B.液晶分子的排列不稳定,外界条件的微小改变都会引起液晶分子排列的变化
C.液晶分子的排列整齐而且稳定
D.液晶的物理性质稳定解析:液晶是介于晶体和液体之间的状态,一方面它像液体一样具有流动性,另一方面又像晶体,分子在特定方向上排列比较整齐,而且各向异性,故A正确;液晶分子的排列是不稳定的,外界条件微小的变化都会引起液晶分子排列的变化,B正确.C、D错误.
答案:AB4. 下列有关液晶的说法错误的是(??)?
A.液晶具有流动性?
B.液晶具有各向异性?
C.液晶的光学性质随所加压力的变化而变化?
D.液晶就是液态的晶体?
解析:由液晶的性质可知,D错误.
答案:D5.下列说法正确的是( )
A.液晶的结构与晶体结构相同
B.液晶的结构与液态的结构相同
C.液晶的结构与非晶体的结构相同
D.液晶在某些性质上与晶体相似,在某些性质上又与液体相同解析:液晶的结构既不同于晶体结构,也不同于液态结构和非晶体结构,故A、B、C错误;液晶在力学性质上与液态相同,具有流动性,连续性,可以形成液滴,在光学性质、电学性质等方面又有明显的各向异性,因而又有晶体的某些性质.
答案:D6.(双选)关于液晶的以下说法正确的是( )
A.液晶态只有物质在一定温度范围内才具有的存在状态
B.因为液晶在一定条件下发光,所以可用来做显示屏
C.人体的某些组织中存在着液晶结构
D.笔记本的彩色显示器,是因为在液晶中掺入了少量多色性染料,液晶中的电场强度不同时,它对不同色光的吸收强度不一样,所以显示出各种颜色解析:液晶态可在一定温度范围或某一浓度范围存在,它对离子的渗透作用同人体的某些组织,在外加电压下,对不同色光的吸收强度不同.
答案:CD7.关于液晶,以下说法正确的是( )
A.液晶是液体和晶体的混合物
B.液晶分子在特定方向排列比较整齐
C.电子手表中的特定方向排列比较整齐
D.所以物质在一定条件下都能为液晶解析:液晶是某些特殊的有机化合物,在某些方向上分子排列规则,某些方向上杂乱;液晶本身不发光,所以只有B正确.
答案:B8.电子手表中常用的液晶显示器元件,是在两电极间将________涂成文字或数码,加上适当________,透明的________变得混浊,文字或数码就显示出来了.液晶电压液晶9.为什么液体会具有流动性?答案:因为分子结构较为松散,分子间的空隙要比固体大一些,分子力的束缚要弱一些,因此液体分子不好长时间在一个平衡位置附近振动,一小段时间后,又转移到另一位置附近去振动,这就是液体分子具有流动性的原因.感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束