课件20张PPT。第九章 固体、液体和物态变化1 固体1.知道固体可分为晶体和非晶体,了解固体材料在生活、生产、科学研究等方面的应用。
2.知道晶体和非晶体在外形上和物理性质上的区别,知道晶体可分为单晶体和多晶体,能说出单晶体与多晶体的区别,了解晶体的微观结构。一二一、晶体和非晶体
1.固体可分为晶体和非晶体两类,如食盐、蔗糖、味精、雪花等是晶体,而玻璃、松香、蜂蜡、沥青、橡胶等是非晶体。
2.晶体与非晶体的区别一二某固体没有确定的形状,怎样判断它是非晶体还是多晶体呢?
提示:看有无确定的熔点,有确定熔点的是多晶体,没有确定熔点的是非晶体。一二二、晶体的微观结构
1.晶体的规则形状和特殊的物理性质是由它们的微观结构决定的。
2.在各种晶体中,原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的,具有空间上的周期性。
3.有的物质在不同条件下可以形成不同的晶体,那是因为组成它们的微粒能够按照不同规则在空间分布,例如石墨和金刚石。
4.同种物质也可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现,有些非晶体在一定条件下也可以转化为晶体,这说明物质是晶体还是非晶体,并不是绝对的。一二我们知道,金刚石是自然界中硬度最大的物质,石墨却是松软的,它们都是由碳原子构成的,硬度为何差别如此大呢?
提示:这是由于它们的微观结构不同造成的,金刚石是网状结构,原子间的作用力强,而石墨是层状结构,原子间的作用力弱。一二三一、单晶体、多晶体与非晶体间的比较
1.晶体与非晶体的区别
晶体与非晶体的区别主要表现在有无确定的熔点,而不能靠是否有规则的几何形状辨别,因为虽然单晶体有规则的几何外形,但多晶体与非晶体一样都没有规则的几何外形。
2.非晶体与多晶体间的比较
(1)相同点:都没有天然规则外形,都具有各向同性的物理性质。
(2)不同点:非晶体没有固定的熔点,多晶体有固定的熔点。一二三3.单晶体与多晶体间的比较
(1)相同点:都属于晶体,有固定的熔点。
(2)不同点:单晶体有天然规则的外形,在某些物理性质上表现为各向异性。多晶体没有天然规则的外形,物理性质上表现为各向同性。
温馨提示 晶体、非晶体的区分关键是看有无确定的熔点,单晶体与多晶体的区分关键是看有无规则的几何外形及物理性质是各向同性还是各向异性。一二三二、如何正确理解单晶体的各向异性
通常所说的物理性质包括弹性、硬度、导热性、导电性、光的折射等。单晶体的各向异性是指单晶体在不同方向上的物理性质不同,也就是沿不同方向去测试晶体的物理性能时测量结果不同。
需要注意的是,单晶体具有各向异性,并不是说每一种单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;方铅矿晶体只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;立方体形的铜晶体只在弹性上表现出显著的各向异性——沿不同方向的弹性不同;方解石晶体只在光的折射上表现出显著的各向异性——沿不同方向的折射率不同。
温馨提示 只有单晶体才会有各向异性的物理性质,多晶体与非晶体的物理性质都是各向同性的。一二三三、怎样用晶体的微观结构理论解释晶体的特性
1.对各向异性的微观解释
如图所示是一平面上晶体物质微粒的排列情况,从图中可以看出,在沿不同方向所画的等长线段AB、AC、AD上物质微粒的数目不同。线段AB上物质微粒较多,线段AD上较少,线段AC上更少。正因为在不同方向上物质微粒的排列情况不同,才导致晶体在不同方向上物理性质不同。一二三2.对熔点的解释
给晶体加热到一定温度时,一部分微粒有足够的动能,克服微粒间的作用力,离开平衡位置,使规则的排列被破坏,晶体开始熔化,熔化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.对部分物质有几种晶体的解释
有的物质有几种晶体,这是由于它们的物质微粒能够形成不同的晶体结构,例如碳原子按不同的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,白磷和红磷的化学成分相同,但白磷具有立方体结构,而红磷具有与石墨一样的层状结构。类型一类型二【例1】 关于晶体和非晶体,下列说法正确的是( )
A.有规则几何外形的固体一定是晶体
B.晶体在物理性质上一定是各向异性的
C.非晶体不可能转化为晶体
D.晶体有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点
点拨了解晶体与非晶体的本质区别是正确处理此类问题的关键。
解析:因为外形是否规则可以用人工的方法处理,所以选项A错误;多晶体在物理性质上是各向同性的,选项B错误;实验证明非晶体在适当的条件下可以转化为晶体,选项C错误;晶体与非晶体的区别表现在是否有确定的熔点,选项D正确。
答案:D类型一类型二题后反思 晶体与非晶体最本质的区别是晶体有确定的熔点,而非晶体无确定的熔点,由于多晶体和非晶体都具有各向同性、没有规则外形的特点,仅从各向同性或几何形状不能断定某一固体是晶体还是非晶体。类型一类型二【例2】 关于晶体和非晶体,下列说法正确的是( )
A.可以根据各向同性或各向异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,如果沿其各条直线方向的导电性能不同,则该球一定是单晶体
D.一块晶体,若其各个方向的导热性能相同,则一定是多晶体
点拨只有单晶体在物理性质上才表现为各向异性,多晶体和非晶体均表现为各向同性。类型一类型二解析:本题考查对晶体的特性——各向异性的理解。解题关键是要明确多晶体和非晶体都显示各向同性,只有单晶体显示各向异性,所以选项A、B错误,选项C正确。晶体具有各向异性的特性,仅是指某些物理性质,并不是所有的物理性质都是各向异性的,故当晶体某一物理性质显示各向同性,不一定是多晶体,也可能是单晶体,所以选项D错误。
答案:C
题后反思 物理性质上各向异性,则一定是单晶体;各向同性,则可能是非晶体、多晶体,也可能是单晶体。因为单晶体的某些(个)物理性质具有各向异性,而另外某些物理性质却可能具有各向同性。12341.有一固体,外形呈规则的六面体,则它( )
A.一定是晶体
B.一定是多晶体
C.一定是非晶体
D.可能是晶体,也可能是非晶体
解析:仅仅从外观并不能确切地判断晶体与非晶体。
答案:D12342.国家游泳中心——水立方,像一个透明的水蓝色的“冰块”,透过它,游泳中心内部设施尽收眼底。这种独特的感觉源于建筑外墙采用了一种叫作ETFE(四氟乙烯和乙烯的共聚物)的膜材料,这种膜材料属于非晶体,那么它具有的特性是( )
A.在物理性质上具有各向同性
B.在物理性质上具有各向异性
C.具有一定的熔点
D.没有一定的熔点
解析:非晶体没有一定的熔点,在物理性质上表现为各向同性。
答案:AD12343.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
解析:晶体有固定的熔点,而非晶体没有固定的熔点,选项A错误;曲线M的bc段的温度不变,晶体正在熔化,处于固液共存状态,选项B正确;曲线M的ab段表示固态,曲线N的ef段的状态不能确定,选项C错误;曲线M的cd段表示液态,曲线N的fg段的状态不能确定,选项D错误。
答案:B12344.下列说法错误的是( )
A.晶体具有天然规则的几何形状,是因为物质微粒是规则排列的
B.有的物质能够生成种类不同的几种晶体,因为它们的物质微粒能够形成不同的空间结构
C.凡各向同性的物质一定是非晶体
D.晶体的各向异性是由晶体内部结构决定的
解析:晶体的外形、物理性质都是由晶体的微观结构决定的,选项A、B、D正确。各向同性的物质不一定是非晶体,多晶体也具有这样的性质,选项C错误。
答案:C课件29张PPT。2 液体1.能从液体的微观结构入手了解液体的基本性质;知道液体的表面张力,了解表面张力形成的原因;能通过观察和实验了解浸润和不浸润以及毛细现象。
2.了解液晶的特点及其在生活、生产、科研中的应用。一二三四五一、液体的微观结构
1.液体的微观结构特点
(1)分子间距:液体不易被压缩,这说明液体分子间的距离很小。
(2)分子力:液体分子间的相互作用力较大,但比固体分子间的作用力小。
(3)分子的热运动:液体分子的移动比固体分子的移动更容易,所以在温度相同的情况下,液体的扩散速度要比固体的扩散速度快。
2.液体的宏观性质
(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。一二三四五二、液体的表面张力
1.液体的表面层
(1)概念:液体跟气体接触的表面存在一个薄层,叫作表面层。
(2)特点:表面层内分子间的距离大于r0,因此分子间的相互作用表现为相互吸引。
2.液体的表面张力
(1)定义:如果在液体表面任意画一条线,线两侧的液体之间的作用力是引力,它的作用是使液体表面绷紧,所以叫作液体的表面张力。
(2)形成原因:液体表面具有收缩的趋势,这是因为在液体内部,分子引力和斥力可以认为相等,而在表面层里分子间距较大,分子间的相互作用力表现为引力的缘故。一二三四五“水上漂”在武侠小说中常用来形容一个人轻功高,而生活中有些小昆虫就能在水面上轻松地跑来跑去,甚至在水面上“亭亭玉立”。你知道它们是怎么做到的吗?
提示:水的表面张力产生的作用。一二三四五三、浸润和不浸润
1.附着层:当液体和固体接触时,接触的位置形成的一个液体薄层,叫作附着层。
2.浸润和不浸润
(1)概念:一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上,这种现象叫作浸润;一种液体不会润湿某种固体,也就不会附着在这种固体表面,这种现象叫作不浸润。
(2)特点:一种液体是否浸润某种固体,与这两种物质的性质有关系。一二三四五(3)产生原因:浸润和不浸润是分子力作用的表现。当附着层的液体分子比液体内部分子稀疏,附着层内分子间的作用表现为引力,附着层有收缩的趋势,这样的液体和固体之间表现为不浸润;如果附着层内分子间的距离小于液体内部分子间的距离,附着层内分子之间的作用表现为斥力,附着层有扩展的趋势,这样的液体与固体之间表现为浸润。
把一块玻璃分别浸入水和水银里再取出来,可观察到从水银中取出的玻璃上没有附着水银,而从水中取出的玻璃上会沾上一层水,为什么会出现上述两种不同的现象呢?
提示:这是由于水能浸润玻璃,而水银不能浸润玻璃。一二四三五四、毛细现象
1.概念:浸润液体在细管中上升的现象,以及不浸润液体在细管中下降的现象,称为毛细现象。
2.特点:实验和理论分析都表明,对于一定的液体和一定材质的管壁,管的内径越细,液体所能达到的高度越高。
你知道为什么松土能保持土壤中的水分吗?
提示:把地面的土壤锄松,破坏了土壤里的毛细管,地下的水分就不会沿着毛细管上升到地面被蒸发掉。一二三四五五、液晶
1.概念:有些化合物像液体一样具有流动性,而其光学性质与某些晶体相似,具有各向异性,人们把处于这种状态的物质叫液晶。
2.出现液晶态的条件:有些物质在特定的温度范围之内具有液晶态;另一些物质,在适当的溶剂中溶解时,在一定的浓度范围之内具有液晶态。
3.微观结构
位置无序使它像液体,而排列有序使它像晶体,所以液晶是有晶体结构的液体。
4.用途:当前液晶最主要的应用方向是在显示器方面的应用。一二三一、液体的微观结构及宏观特性
1.液体的微观结构
液体中的分子跟固体一样是聚集在一起的,液体分子的热运动主要表现为在平衡位置附近做微小的振动,但液体分子只在很小的区域内有规则地排列,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。一二三2.液体的宏观特性
(1)各向同性:液体由大量暂时形成的杂乱无章分布的小区域构成,所以液体表现出各向同性。
(2)一定体积:液体分子的排列更接近于固体,液体中的分子聚集在一起,分子间距接近于r0,相互间的束缚作用强,主要表现为在平衡位置附近做微小振动,所以液体具有一定的体积。
(3)流动性:液体分子能在平衡位置附近做微小的振动,但没有长期固定的平衡位置,液体分子可以在液体中移动,这是液体具有流动性的原因。
(4)扩散特点:液体中扩散现象是由液体分子运动产生的,分子在液体里的移动比在固体中容易得多,所以液体的扩散要比固体的扩散快。一二三温馨提示 非晶体的微观结构跟液体非常相似,所以严格地说,只有晶体才叫真正的固体。一二三二、如何理解液体的表面张力
1.液体的表面层
(1)分子间距特点:由于蒸发现象,液体表面分子分布比内部分子稀疏。
(2)分子力特点:液体内部分子间引力、斥力基本上相等,而液体表面层分子之间距离较大,分子力表现为引力。
(3)表面特性:表面层分子之间的引力使液面产生了表面张力,使液体表面形成一层绷紧的膜。一二三2.液体的表面张力及其作用
(1)表面张力的形成原因
表面张力的形成原因是表面层(液体跟空气接触的一个薄层)中分子间距离大,分子间的相互作用表现为引力。
(2)表面张力的方向
表面张力的方向和液面相切,垂直于液面上的各条分界线。如图所示。一二三(3)表面张力的大小
表面张力的大小除了跟边界线长度有关外,还跟液体的种类、温度有关。
(4)表面张力的作用
表面张力使液体表面具有收缩趋势,使液体表面积趋于最小。在体积相同的条件下,球形的表面积最小。
例如,吹出的肥皂泡呈球形,滴在洁净玻璃板上的水银滴呈球形。(但由于受重力的影响,往往呈扁球形,在完全失重条件下才呈球形)
温馨提示 表面张力使液面有收缩的趋势,故往往会误认为收缩后r1.对浸润和不浸润的理解
(1)附着层内分子受力情况
液体和固体接触时,附着层的液体分子除受液体内部的分子吸引外,还受到固体分子的吸引。
(2)浸润的成因
当固体分子吸引力大于液体内部分子吸引力时,附着层内液体分子比液体内部分子稠密,附着层中分子之间表现为斥力,具有扩展的趋势,这时表现为液体浸润固体。一二三(3)不浸润的成因
当固体分子吸引力小于液体内部分子吸引力时,附着层内液体分子比液体内部分子稀疏,附着层中分子之间表现为引力,具有收缩的趋势,这时表现为液体不浸润固体。可见,浸润和不浸润也是分子力作用的表现。
2.毛细现象
(1)两种表现:浸润液体在细管中上升;不浸润液体在细管中下降。
(2)产生原因:
毛细现象的产生与液体的表面张力及浸润与不浸润现象都有关系。一二三如图所示,甲是浸润情况,此时管内液面呈凹形,因为水的表面张力作用,液体会受到一向上的作用力,因而管内液面要比管外高;乙是不浸润情况,管内液面呈凸形,表面张力的作用使液体受到一向下的力,因而管内液面比管外低。一二三温馨提示 (1)毛细现象的应用实例:植物的根输送水、下雨时砖墙渗水、农民铧锄土壤。
(2)对于一定的液体和一定材质的管壁,管的内径越细,毛细现象越明显。
(3)毛细现象的发生是液体与固体接触的附着层和液体与空气接触的表面层综合的表现。类型一类型二类型三【例1】 下列有关表面张力的说法,正确的是( )
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.用滴管滴液体,滴的液滴总是球形,这是由于表面张力的缘故
点拨了解表面张力的形成原因和作用效果,是正确处理本题的关键。
解析: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,使小昆虫能行走在液面上;表面张力使液滴收缩成球形。
答案:BCD
题后反思 液体的表面张力使液面具有收缩的趋势,在体积相等的各种形状的物体中,球形表面积最小,所以液滴总是呈球形。类型一类型二类型三【例2】 以下各种说法正确的有( )
A.因为水银滴在玻璃板上呈现椭球状,所以说水银是一种不浸润液体
B.液体对固体是否发生浸润现象,是由液体和固体两者的性质共同决定的
C.在人造卫星中,由于一切物体都处于完全失重状态,所以一个固定着的容器中装有浸润其器壁的液体时,必须用盖子盖紧,否则容器中的液体一定会沿器壁流散
D.当A液体和B固体接触时,是发生浸润现象还是发生不浸润现象,关键在于B固体分子对附着层A液体分子的吸引力,是比液体内的分子对附着层分子吸引力大些还是小些类型一类型二类型三点拨浸润与不浸润现象是由液体和固体共同决定的。液体浸润固体,附着层面积要扩张,不浸润固体,附着层面积要收缩,产生的条件是固体分子和液体内部分子对附着层分子的吸引力关系来决定的。
解析:水银不浸润玻璃,但可能浸润其他固体,所以选项A错误,选项B正确。在处于完全失重状态的人造卫星上,如果液体浸润其器壁,液体和器壁的附着层就会扩张,沿着器壁流散,故必须盖紧,选项C正确。选项D正确,说明了发生浸润和不浸润现象的微观原理。
答案:BCD
题后反思 某种液体是否为浸润物体,并不完全取决于自身,而是由液体和固体的性质共同决定的,因此,不要由某一特例就确定液体是浸润或不浸润物体。类型一类型二类型三【例3】 把极细的玻璃管插入水中与水银中,如图所示,正确表示毛细现象的是( )
点拨可以从液体是否浸润固体的角度判断液面的形状,由表面层的表面张力判断液面的上升、下降情况。类型一类型二类型三解析:因为水能浸润玻璃,不可能出现里面浸润,外面不浸润的情况,所以选项A正确,选项B错误。水银不浸润玻璃,所以选项C正确。选项D错误。
答案:AC
题后反思 毛细现象中,若液体与管浸润,液面下凹;若液体不浸润管,液面上凸。123451.下列现象中与毛细现象有关的是( )
A.砖块吸水
B.毛巾的一角浸入水中,水会沿毛巾上升,使毛巾湿润
C.洗净的衣服在太阳下被晒干
D.自来水笔从墨水瓶里把墨水吸进笔中
解析:洗净的衣服在太阳下被晒干属于蒸发现象;自来水笔从墨水瓶里把墨水吸进笔中是大气压强作用的结果。
答案:AB123452.附着层里的液体分子比液体内部稀疏的原因是( )
A.附着层里液体分子间的斥力强
B.附着层里液体分子间的引力强
C.固体分子对附着层里的液体分子的吸引比液体内部分子的吸引弱
D.固体分子对附着层里的液体分子的吸引比液体内部分子的吸引强
解析:附着层里的分子既受到固体分子的吸引,又受到液体内部分子的吸引,如果受到的固体分子的吸引比较弱,附着层里的部分分子进入液体内部,从而使附着层的分子比液体内部稀疏,所以选项C正确,选项A、D错误。对于选项B,虽然附着层分子稀疏,分子间的引力强,这是附着层分子稀疏后的一个结果,并不是引起附着层内分子稀疏的原因,因此选项B也错误。
答案:C123453.在以下事例不能用液体表面张力来解释的是( )
A.草叶上的露珠呈圆球形
B.油滴在水面上会形成一层油膜
C.用湿布不易擦去玻璃窗上的灰尘
D.油瓶外总是附有一层薄薄的油
解析:要抓住表面张力产生的原因,再结合实例的具体现象去分析。液体的表面层由于与空气接触,所以表面层里分子的分布比较稀疏,分子间呈引力作用,在这个力的作用下,液体表面有收缩到最小的趋势,这个力就是表面张力。结合四个例子看,只有D中油是由于浸润玻璃而形成的,所以D不能用表面张力的理论来解释。
答案:D123454.用内径很细的玻璃管做成的水银气压计,其读数比实际气压( )
A.偏高 B.偏低
C.相同 D.无法判断
解析:水银对玻璃是不浸润的,由于内径很细,则可发生毛细现象,对液柱起压低作用,所以水银柱高度降低,示数偏低,则选项B正确。
答案:B123455.下列有关液晶的说法正确的是( )
A.液晶具有流动性
B.液晶具有各向异性
C.液晶具有稳定的空间排列规律
D.液晶就是液态的晶体
解析:液晶既有液体的流动性,又具有晶体的分子排列整齐、各向异性的状态;但其空间排列规律不稳定,故选项A、B正确。
答案:AB课件32张PPT。3 饱和汽与饱和汽压 物态变化中的能量交换1.了解汽化的两种方式及特点;知道饱和汽、未饱和汽和饱和汽压这些概念的含义,知道饱和汽是一种动态平衡的蒸汽;了解绝对湿度、相对湿度概念的含义以及它对人的生活和植物的生长等方面的影响;了解湿度的测量工具——湿度计。
2.了解晶体的熔化热,知道不同晶体有不同的熔化热;了解液体的汽化热,了解液体变为气体吸收热量是为了克服分子引力做功与克服外界气压做功;会用熔化热与汽化热处理有关问题。一二三四一、汽化现象
1.概念
物质从液态变成气态的过程叫作汽化。
2.两种方式一二三四在高山上,用普通锅煮饭,即使水沸腾了,食物也没有熟,这是为什么呢?
提示:由于高山上的大气压强低,水的沸点低于100 ℃的缘故。一二三四二、饱和汽与饱和汽压
1.动态平衡:在相同时间内回到水中的分子数等于从水面飞出去的分子数。这时,水蒸气的密度不再增大,液体水也不再减少,液体与气体之间达到了平衡状态,蒸发停止。这种平衡叫作动态平衡。
2.饱和汽与饱和汽压
(1)概念:与液体处于动态平衡的蒸汽叫作饱和汽(而没有达到饱和状态的蒸汽叫作未饱和汽),它的压强叫作这种液体的饱和汽压。
(2)特点:在一定温度下,饱和汽的分子数密度是一定的,饱和汽压也是一定的。一二三四三、空气的湿度
1.绝对湿度:用空气中所含水蒸气的压强p来表示的湿度叫作空气的绝对湿度。
2.相对湿度:我们常用空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比来描述空气的潮湿程度,并把这个比值叫作空气的相对湿度,即
3.测量工具:湿度计。一二三四我们都有这样的生活体验:在潮湿的天气里,洗了的衣服不容易晾干。这是为什么呢?
提示:这是由于潮湿的天气里,空气的相对湿度较大,即空气里水蒸气的压强更接近饱和汽压,所以蒸发较难进行,故不容易晾干。一二四三四、熔化热与汽化热
1.物态变化
2.熔化热与汽化热
(1)熔化热
①概念:某种晶体熔化过程中所需的能量与其质量之比,称作这种晶体的熔化热。
②特点:一定质量的晶体,熔化时吸收的热量与凝固时放出的热量相等。一二四三(2)汽化热
①概念:某种液体汽化成同温度的气体时所需的能量与其质量之比,叫作这种物质在这个温度下的汽化热。
②特点:一定质量的物质,在一定的温度和压强下,汽化时吸收的热量与液化时放出的热量相等。一二四三发射火箭时,火箭点燃后尾部的火焰如果直接喷到发射台上,发射架要熔化。为了保护发射架,往往在发射台底建一个大水池,让火焰喷到水池中,这样做有什么道理?
提示:利用水汽化时要吸热,使周围环境温度不致太高。一二三四一、对动态平衡和饱和汽压的理解
1.对动态平衡的理解
要理解这个问题,关键是抓住“动态”这个核心,也就是达到平衡时,各量还是变化的,只不过变化的速度相同,从外观上看,达到了平衡状态。如果把两个过程分别称为正过程和逆过程的话,当达到动态平衡时正过程速率应等于逆过程速率。
(1)处于动态平衡时,液体的蒸发仍在不断进行;宏观上看,蒸发停止。
(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,最后必定与其上方的蒸汽处于动态平衡。一二三四2.影响饱和汽压的因素
(1)饱和汽压跟液体的种类有关
实验表明,在相同的温度下,不同液体的饱和汽压一般是不同的。挥发性大的液体,饱和汽压大。例如20 ℃时,乙醚的饱和汽压为5.87×104 Pa,水为2.34×104 Pa。水银的饱和汽压很小,20 ℃时仅为1.60×10-1 Pa,所以水银气压计水银柱上方的空间可以认为是真空。
(2)饱和汽压跟温度有关
微观解释:饱和汽压随温度的升高而增大。这是因为温度升高时,液体里能量较大的分子增多,单位时间内从液面飞出的分子也增多,致使饱和汽的密度增大,同时蒸汽分子热运动的平均动能也增大,这也导致饱和汽压增大。一二三四(3)饱和汽压跟体积无关
微观解释:在温度不变的情况下,饱和汽的压强不随体积而变化。其原因是,当体积增大时,容器中的蒸汽的密度减小,原来的饱和汽变成了未饱和汽,于是液体继续蒸发。直到未饱和汽成为饱和汽为止,由于温度没有改变,饱和汽的密度跟原来的一样,蒸汽分子热运动的平均动能也跟原来一样,所以压强不改变;体积减小时,容器中蒸汽的密度增大,回到液体中的分子数多于从液面飞出的分子数,于是,一部分饱和汽变成液体,直到蒸汽的密度减小到等于该温度下饱和汽的密度为止。由于温度跟原来相同,饱和汽密度不变,蒸汽分子热运动的平均速率也跟原来相同,所以压强也不改变。
温馨提示 饱和汽压随温度的升高而增大,饱和汽压与蒸汽所占的体积无关,液体沸腾的条件就是饱和汽压和外部压强相等。一二三四二、对相对湿度的理解
1.影响相对湿度的因素
相对湿度与绝对湿度和温度都有关系,在绝对湿度不变的情况下,温度越高,相对湿度越小,人感觉越干燥;温度越低,相对湿度越大,人感觉越潮湿。一二三四2.相对湿度的求法
(1)公式
(2)说明
在某一温度下,水的饱和汽压是一个定值,知道了绝对湿度可以算出相对湿度;反之,知道了相对湿度也可以算出绝对湿度。
温馨提示 许多和湿度有关的现象,如蒸发的快慢、植物的枯萎、动物的感觉等,不是直接跟大气的绝对湿度有关,而是跟相对湿度有关。绝对湿度相同时,温度越高,离饱和状态越远,越容易蒸发,感觉越干燥;相反,气温越低,越接近饱和状态,感觉越潮湿。一二三四三、熔化热与汽化热
1.特点
(1)不同晶体熔化热不同,非晶体没有确定的熔化热。
(2)一定质量的某种晶体,熔化时吸收的热量与凝固时放出的热量相等;一定质量的某种液体在一定的温度和压强下汽化时吸收的热量与气体液化时放出的热量相等。一二三四2.计算
(1)熔化热的计算。
如果用λ表示物质的熔化热,m表示物质的质量,Q表示熔化时所需要吸收的热量,则Q=λm。
熔化热的单位:焦耳/千克,即J/kg。
(2)汽化热的计算。
设某物质在一个标准大气压下,在沸点下的汽化热为L,物质的质量为m,则Q=Lm。
汽化热的单位:焦耳/千克,即J/kg。一二三四四、对物态变化中能量特点、温度特点的分析
1.晶体熔化过程中的能量特点
固体分子间的强大作用使固体分子只能在各自的平衡位置附近振动。对固体加热,在其开始熔化之前,获得的能量主要转化为分子的动能,使物体温度升高,当温度升高到一定程度,一部分分子的能量足以克服其他分子的束缚,从而可以在其他分子间移动,固体开始熔化。
2.液体汽化过程中的能量特点
液体汽化时,由于体积明显增大,吸收热量,一部分用来克服分子间引力做功,另一部分用来克服外界压强做功。一二三四3.互逆过程的能量特点
(1)一定质量的晶体,熔化时吸收的热量与凝固时放出的热量相等。
(2)一定质量的某种物质,在一定的温度和压强下,汽化时吸收的热量与液化时放出的热量相等。
4.固体熔化过程中的温度特点
晶体熔化过程,当温度达到熔点时,吸收的热量全部用来破坏空间点阵,增加分子势能,而分子平均动能却保持不变,所以晶体有固定的熔点。非晶体没有空间点阵,吸收的热量主要转化为分子的动能,不断吸热,温度就不断上升。
由于在不同温度下物质由固态变成液态时吸收的热量不同,而晶体有固定的熔点,因此有固定的熔化热,非晶体没有固定的熔点,也就没有固定的熔化热。类型一类型二类型三【例1】 如图所示的容器,用活塞封闭着刚好饱和的一些水蒸气,测得水蒸气的压强为p,体积为V。当保持温度不变,且( )
C.下压活塞时,水蒸气的质量减小,水蒸气的密度不变
D.下压活塞时,水蒸气的质量和密度都减小
点拨当水蒸气所占体积变化时,判断它是否仍为饱
和汽,是正确分析本题的关键。类型一类型二类型三解析:容器中的水蒸气刚好饱和,表示容器中已没有水。上提活塞使水蒸气的体积变为2V时,容器中的水蒸气变为未饱和汽,它遵循玻意耳定律,压强变
由于温度不变,饱和汽的密度不变,部分水蒸气会液化成水,水蒸气的压强仍为p,只是水蒸气的质量减小了。故正确选项为A、C。
答案:AC
题后反思 “饱和汽压仅与温度有关而与体积无关”,但本题中当体积增大时水蒸气变成了未饱和汽,已不满足这一结论成立的前提,所以气压发生了变化。类型一类型二类型三【例2】 气温为10 ℃时,测得空气的绝对湿度p1=800 Pa,则此时的相对湿度为多少?如果绝对湿度不变,气温升至20 ℃,相对湿度又为多少?(已知10 ℃时水汽的饱和汽压为ps=1.228×103 Pa,20 ℃时水汽的饱和汽压为ps'=2.338×103 Pa)
点拨体会相对湿度与绝对湿度的区别与联系。类型一类型二类型三解析:10 ℃时水汽的饱和汽压为ps=1.228×103 Pa,由相对湿度公式得此时的相对湿度
答案:65.1% 34.2%
题后反思 由计算可知,绝对湿度不变时,温度越高,它离饱和的程度越远,人们感觉越干燥。
触类旁通 人们感觉到空气的干湿程度取决于绝对湿度还是相对湿度?
答案:相对湿度。类型一类型二类型三【例3】 一定质量的0 ℃的冰熔化成0 ℃的水时,其分子动能之和Ek和分子势能之和Ep的变化情况是( )
A.Ek变大,Ep变大
B.Ek变小,Ep变小
C.Ek不变,Ep变大
D.Ek不变,Ep变小
点拨冰是晶体,熔化过程中吸收热量而温度不变。
解析:0 ℃的冰熔化成水,温度不变,故分子的平均动能不变,由于分子总数也不变,故Ek不变;冰熔化过程中吸收的热量用来增大分子的势能,故选项C正确。
答案:C类型一类型二类型三题后反思 物态变化过程中,温度仍然是分子平均动能的标志。晶体熔化时吸收的热量主要是破坏晶体的分子结构,增大分子势能,所以物体的内能因吸热而增大。
触类旁通 本题中如果是一定质量的100 ℃的水汽化成100 ℃的水蒸气,情况又会怎样?
答案:动能不变,势能变大。123451.一个玻璃瓶中装有半瓶液体,拧紧瓶盖经一段时间后达到动态平衡,则( )
A.不再有液体分子飞出液面
B.液体分子不再做热运动
C.仍有液体分子飞出液面
D.在相同时间内从液体里飞出的分子数等于返回液体中的分子数,液体和蒸汽达到了动态平衡
解析:液体和气体达到动态平衡时,相同时间内从液体里飞出的分子数与返回液体中的分子数相等,选项C、D正确。
答案:CD123452.关于饱和汽,正确的说法是( )
A.在稳定情况下,密闭容器中如有某种液体存在,其中该液体的蒸汽一定是饱和的
B.密闭容器中有未饱和的水蒸气,向容器内注入足够量的空气,加大气压可使水汽饱和
C.随着液体的不断蒸发,当液化和汽化速率相等时液体和蒸汽达到的一种平衡状态叫动态平衡
D.对于某种液体来说,在温度升高时,由于单位时间内从液面汽化的分子数增多,所以其蒸汽饱和所需要的压强增大12345解析:在饱和状态下,液化和汽化达到动态平衡,即达到稳定状态,所以选项A、C正确;液体的饱和汽压与其温度有关,即温度升高饱和汽压增大,所以选项D正确;饱和汽压和外界气压没有关系,与温度有关,所以选项B错误。
答案:ACD123453.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
解析:用空气中所含水蒸气的压强表示的湿度叫作空气的绝对湿度,选项C正确。影响人们对干爽与潮湿感受的因素并不是绝对湿度的大小,而是相对湿度,即空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比。人们感到干燥时,空气的相对湿度一定较小;感到潮湿时,空气的相对湿度一定较大。选项A、D错误,选项B正确。
答案:BC123454.下列说法正确的是( )
A.悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动
B.空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果
C.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
D.高原地区水的沸点较低,这是高原地区温度较低的缘故
E.干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度,这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果
解析:布朗运动反映的是液体分子的热运动,选项A错误;表面张力使得小雨滴呈球形,选项B正确;液晶的光学性质具有各向异性的特点,液晶显示器正是利用的这个特点,选项C正确;高原地区的大气压小,导致水的沸点低,选项D错误;湿泡外纱布中的水蒸发吸热,导致温度降低,选项E正确。
答案:BCE123455.冬季在菜窖里放上几桶水,可以使窖内的温度不致降低得很多,防止把菜冻坏,这是什么道理?如果在窖内放入m=200 kg、t1=10 ℃的水,试计算这些水结成0 ℃的冰时放出的热量。这相当于燃烧多少干木柴所放出的热量?〔木柴的热值约为k=1.26×107 J/kg,冰的熔化热取λ=3.35×105 J/kg,水的比热容c=4.2×103 J/(kg·℃)〕12345解析:因为水降温并结冰的过程中会放出热量,所以窖内温度不会太低。设这些水结成0 ℃的冰时放出的热量为Q,则
Q=mλ+mcΔt
=200×3.35×105 J+200×4.2×103×10 J
=7.54×107 J
设燃烧质量为m'的干木柴可以释放出的热量Q=m'k,
答案:水降温结冰放热 7.54×107 J 6 kg课件12张PPT。本章整合专题一专题二专题三专题一 单晶体、多晶体、非晶体的对比分析 专题一专题二专题三【例1】 关于晶体和非晶体,下列说法正确的是( )
A.没有规则几何外形的固体一定是非晶体
B.物理性质上表现为各向同性的一定不是晶体
C.晶体熔化有固定的熔点,晶体熔化时分子平均动能不变
D.晶体熔化过程吸收热量,克服分子力做功,晶体内能增加
点拨有无固定熔点是鉴别固体是否为晶体的依据,晶体熔化有固定的熔点,可从温度及分子力做功来分析能量的变化问题。
解析:多晶体没有规则的几何外形,对物理性质表现出各向同性,所以选项A、B错误。晶体熔化过程温度不变,吸收热量克服分子力做功,所以分子平均动能不变而内能增加,选项C、D正确。
答案:CD专题一专题二专题三题后反思 (1)一般利用有无固定熔点区分晶体和非晶体,利用有无天然规则的几何外形和对物理性质表现出的各向同性或各向异性,区分单晶体和多晶体。
(2)一般从微观角度(如温度是分子平均动能的标志,克服分子力做功,势能增加)分析分子动能、分子势能的变化,从宏观角度(如吸热、放热)分析物体内能的变化。专题一专题二专题三专题二 液体的微观结构、宏观性质及常见现象
1.液体的结构接近于固体,有一定体积,具有难压缩、易流动,但没有一定形状等特点。
2.表面张力是液体表面层各个部分之间相互作用的吸引力。它是由于表面层内分子之间的引力产生的,表面张力使液体表面具有收缩的趋势。
3.浸润、不浸润现象和液体、固体都有关系,是由附着层内分子分布性质决定的。
4.毛细现象是表面张力、浸润和不浸润共同作用的结果。若液体浸润毛细管管壁,则附着层有扩张的趋势,毛细管中液面上升,反之,下降。专题一专题二专题三【例2】 将不同材料做成的两根很细的管子A和B插入同一种液体中,A管内的液面比管外液面高,B管内的液面比管外液面低,那么( )
A.该液体对A管壁是浸润的,对B管壁是不浸润的
B.该液体对B管壁是浸润的,对A管壁是不浸润的
C.A管内发生的是毛细现象,B管内发生的不是毛细现象
D.A管和B管内发生的都是毛细现象
点拨液体对固体浸润的情况下,毛细现象表现为管内液面比管外液面高;液体对固体不浸润的情况下,毛细现象表现为管内液面比管外液面低;而且管的内径越细,毛细现象越明显。专题一专题二专题三解析:液体对固体浸润的情况下,在附着层分子的排斥力和表面层分子的吸引力的共同作用下,液面将上升,不浸润的情况与此相反,所以选项A正确,选项B错误;毛细现象是指浸润液体在细管中上升的现象,以及不浸润的液体在细管中下降的现象,在液体和毛细管材料一定的情况下,管越细,毛细现象越明显。两管发生的都是毛细现象,所以选项C错误,选项D正确。
答案:AD
题后反思 浸润或不浸润,是指一种液体对某一种固体来说的。孤立地说某种液体浸润或不浸润都没有意义。同一种液体对不同的固体,可能浸润,也可能不浸润,例如水对玻璃浸润,而对荷叶就不浸润。浸润液体在细管中上升,不浸润液体在细管中下降,都属于毛细现象。专题一专题二专题三专题三 物态变化过程中的相关计算
1.晶体熔化或凝固时吸收或放出的热量Q=λm。其中λ为晶体的熔化热,m为晶体的质量。
2.液体在一定的压强和一定的沸点下变成气体吸收的热量Q=Lm。其中L为汽化热,m为汽化的液体的质量;液体升温吸热Q=cmΔt。专题一专题二专题三【例3】 0 ℃的冰和100 ℃的水蒸气混合后,
(1)若冰刚好全部熔化,冰和水蒸气的质量比是多少?
(2)若得到50 ℃的水,冰和水蒸气的质量比是多少?
〔已知水在100 ℃时的汽化热L=2.25×106 J/kg,冰的熔化热是λ=3.34×105 J/kg,水的比热容c=4.2×103 J/(kg·℃)〕
点拨对于物态变化中的能量变换问题,一是要明确熔化、汽化为吸热过程,而凝固、液化为放热过程。二是要灵活运用能量守恒定律。专题一专题二专题三解析:(1)设冰的质量为m1,水蒸气的质量为m2,
则有m1·λ=m2·L+c·m2·Δt
(2)同(1)可得方程式如下:
m1·λ+m1·c·Δt1=m2·L+c·m2·Δt2
答案:(1)8∶1 (2)9∶2
题后反思 解答本题应明确100 ℃的水蒸气变成100 ℃的水时要放出热量,100 ℃的水降温至0 ℃的水时也要放出热量;0 ℃的冰熔化成0 ℃的水时,要吸收热量,只有弄清楚物理过程才能正确列出方程求解。
