第十二章 第2講　固體、液體與氣體—2021高中物理一輪復(fù)習(xí)學(xué)案

1、第2講固體、液體與氣體ZHI SHI SHU LI ZI CE GONG GU知識(shí)梳理·自測(cè)鞏固 知識(shí)點(diǎn)1固體、液晶的微觀結(jié)構(gòu)1晶體和非晶體分類比較項(xiàng)目晶體非晶體單晶體多晶體外形規(guī)則不規(guī)則_不規(guī)則_熔點(diǎn)確定_確定_不確定物理性質(zhì)各向異性_各向同性_各向同性原子排列有規(guī)則每個(gè)晶粒的排列_無(wú)規(guī)則_無(wú)規(guī)則轉(zhuǎn)化晶體和非晶體_在一定條件下_可以相互轉(zhuǎn)化典型物質(zhì)石英、云母、明礬、_食鹽_玻璃、橡膠2晶體的微觀結(jié)構(gòu)(1)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：組成晶體的物質(zhì)微粒有規(guī)則地、周期性地在空間排列。(2)用晶體的微觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)解釋晶體的特點(diǎn)現(xiàn)象原因晶體有規(guī)則的外形由于內(nèi)部微粒_有規(guī)則_的排列晶體各向異性由于內(nèi)部從任一結(jié)點(diǎn)

2、出發(fā)在不同方向的相同距離上的微粒數(shù)_不同_晶體的多形性由于組成晶體的微粒可以形成不同的_空間點(diǎn)陣_3液晶(1)液晶分子既保持排列有序而顯示各向_異性_，又可以自由移動(dòng)位置，保持了液體的_流動(dòng)性_。(2)液晶分子的位置無(wú)序使它像_液體_，排列有序使它像_晶體_。(3)液晶分子的排列從某個(gè)方向看比較整齊，而從另外一個(gè)方向看則是_雜亂無(wú)章_的。(4)液晶的物理性質(zhì)很容易在外界的影響下_發(fā)生改變_。知識(shí)點(diǎn)2液體的表面張力1概念液體表面各部分間_互相吸引_的力。2作用液體的表面張力使液面具有收縮到表面積_最小_的趨勢(shì)。3方向表面張力跟液面_相切_，且跟這部分液面的分界線_垂直_。4大小液體的溫度越高，表

3、面張力_越小_；液體中溶有雜質(zhì)時(shí)，表面張力_變小_；液體的密度越小，表面張力_越大_。知識(shí)點(diǎn)3飽和汽、未飽和汽和飽和汽壓、相對(duì)濕度1飽和汽與未飽和汽：(1)飽和汽：與液體處于_動(dòng)態(tài)平衡_的蒸汽。(2)未飽和汽：沒(méi)有達(dá)到_飽和狀態(tài)_的蒸汽。2飽和汽壓：(1)定義：飽和汽所具有的_壓強(qiáng)_。(2)特點(diǎn)：飽和汽壓隨溫度而變。溫度越高，飽和汽壓_越大_，且飽和汽壓與飽和汽的體積無(wú)關(guān)。3濕度：(1)定義：空氣的_潮濕_程度。(2)絕對(duì)濕度：空氣中所含_水蒸氣_的壓強(qiáng)。(3)相對(duì)濕度：空氣中的水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度時(shí)水的飽和汽壓之比，相對(duì)濕度×100%。知識(shí)點(diǎn)4氣體分子運(yùn)動(dòng)速率的統(tǒng)計(jì)分布、氣體實(shí)驗(yàn)

4、定律、理想氣體1氣體分子運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：(1)氣體分子間距較大，分子力為零，分子間除碰撞外_不受其他力_作用，向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的氣體分子_數(shù)目相等_。(2)分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，分子速率按“_中間多，兩頭少_”的統(tǒng)計(jì)規(guī)律分布。(3)溫度一定時(shí)某種氣體分子速率分布是確定的，溫度升高時(shí)，_速率小的分子數(shù)減少_，速率大的分子數(shù)增多，分子的_平均速率_增大，但不是每個(gè)分子的速率都增大。2氣體的狀態(tài)參量：(1)氣體的壓強(qiáng)。產(chǎn)生原因：由于氣體分子無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)，大量的分子頻繁地碰撞器壁產(chǎn)生_持續(xù)而穩(wěn)定_的壓力。決定氣體壓強(qiáng)大小的因素。宏觀上：決定于氣體的溫度和體積。微觀上：決定于氣體分子的_平均動(dòng)能_和分子密集程度。

5、(2)氣體的溫度：物理意義：宏觀上表示物體的_冷熱程度_，微觀上是_分子平均動(dòng)能_的標(biāo)志。熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系：T_t273.15_K_。3氣體實(shí)驗(yàn)定律：名稱項(xiàng)目玻意耳定律查理定律蓋呂薩克定律成立條件質(zhì)量一定，_溫度_不變質(zhì)量一定，_體積_不變質(zhì)量一定，_壓強(qiáng)_不變公式p1V1p2V2或pVC(常量)或C(常量)或C(常量)圖象4理想氣體狀態(tài)方程：(1)理想氣體：在任何溫度、任何壓強(qiáng)下都遵從_氣體實(shí)驗(yàn)定律_的氣體。理想氣體是經(jīng)過(guò)科學(xué)抽象而建立的_理想化模型_，實(shí)際上并不存在。理想氣體不考慮分子間作用力，不存在_分子勢(shì)能_，內(nèi)能只與_溫度_有關(guān)，與體積無(wú)關(guān)。實(shí)際氣體(特別是不易液化的氣體)

6、在壓強(qiáng)不太大，溫度不太低時(shí)可看作理想氣體。(2)理想氣體狀態(tài)方程：或_C(常量)_。思維診斷：(1)氣體的壓強(qiáng)是由氣體的自身重力產(chǎn)生的。(×)(2)當(dāng)人們感到潮濕時(shí)，空氣的絕對(duì)濕度一定較大。(×)(3)有無(wú)確定的熔點(diǎn)是區(qū)分晶體和非晶體比較準(zhǔn)確的方法。()(4)液晶具有液體的流動(dòng)性，又具有晶體的光學(xué)各向異性。()(5)船浮于水面上不是由于液體的表面張力。()(6)水蒸氣達(dá)到飽和時(shí)，水蒸氣的壓強(qiáng)不再變化，這時(shí)，水不再蒸發(fā)和凝結(jié)。(×)(7)壓強(qiáng)極大的氣體不再遵從氣體實(shí)驗(yàn)定律。()自測(cè)鞏固ZI CE GONG GU1(多選)關(guān)于晶體和非晶體，下列說(shuō)法中正確的是(BD)A

7、晶體和非晶體都有固定的熔點(diǎn)B晶體有固定的熔點(diǎn)，而非晶體沒(méi)有固定的熔點(diǎn)C所有晶體都是各向異性的D多晶體沒(méi)有確定的幾何形狀解析晶體有固定的熔點(diǎn)，而非晶體沒(méi)有固定的熔點(diǎn)，所以選項(xiàng)A錯(cuò)，B正確；晶體中的單晶體各向異性，多晶體各向同性，所以選項(xiàng)C錯(cuò)；單晶體有確定的幾何形狀，而多晶體和非晶體均無(wú)確定的幾何形狀，所以選項(xiàng)D正確，故選B、D。2我們?cè)诤舆厱?huì)發(fā)現(xiàn)有些小昆蟲能靜止于水面上，這是因?yàn)?D)A小昆蟲的重力可忽略B小昆蟲的重力與浮力平衡C小昆蟲的重力與表面張力平衡D表面張力使水面收縮成“彈性薄膜”，對(duì)小昆蟲產(chǎn)生一個(gè)向上的支持力，小昆蟲的重力和支持力平衡解析小昆蟲靜止在水面上是因?yàn)樾±ハx所受的合外力為零，

8、表面張力不是作用于小昆蟲上的力，而是作用于液體表面層中的力。3把盛有碎冰塊的大試管插入燒杯里的碎冰塊中，用酒精燈在燒杯底部慢慢加熱，如圖所示。當(dāng)燒杯中的冰塊大部分熔化時(shí)，試管中的冰塊(B)A也熔化一部分B一點(diǎn)兒都沒(méi)熔化C全部熔化D下邊的熔化，上邊的沒(méi)熔化解析冰是晶體，當(dāng)給燒杯中的冰加熱時(shí)，燒杯中的冰會(huì)熔化，但在冰的熔化過(guò)程中溫度為0 ，保持不變，所以試管中的冰能達(dá)到熔點(diǎn)0 ，但試管中的冰和燒杯中的冰的溫度相同，所以試管中的冰不能從燒杯中繼續(xù)吸熱，所以不能熔化。故選B。4對(duì)于一定質(zhì)量的氣體，在體積不變時(shí)，壓強(qiáng)增大到原來(lái)的二倍，則氣體溫度的變化情況是(B)A氣體的攝氏溫度升高到原來(lái)的二倍B氣體的熱

9、力學(xué)溫度升高到原來(lái)的二倍C氣體的攝氏溫度降為原來(lái)的一半D氣體的熱力學(xué)溫度降為原來(lái)的一半解析一定質(zhì)量的氣體體積不變時(shí)，壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比，即，得T22T1，B正確。HE XIN KAO DIAN ZHONG DIAN TU PO核心考點(diǎn)·重點(diǎn)突破 考點(diǎn)一固體和液體的性質(zhì)1晶體和非晶體(1)單晶體具有各向異性，但不是在各種物理性質(zhì)上都表現(xiàn)出各向異性。(2)只要是具有各向異性的物體必定是晶體，且是單晶體。(3)只要是具有確定熔點(diǎn)的物體必定是晶體，反之，必是非晶體。(4)晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。2液體表面張力(1)形成原因：表面層中分子間的距離比液體內(nèi)部分子間的距離大，分子

10、間的相互作用力表現(xiàn)為引力。(2)表面特性：表面層分子間的引力使液面產(chǎn)生了表面張力，使液體表面好像一層繃緊的彈性薄膜。(3)表面張力的方向：和液面相切，垂直于液面上的各條分界線。(4)表面張力的效果：表面張力使液體表面具有收縮趨勢(shì)，使液體表面積趨于最小，而在體積相同的條件下，球形的表面積最小。(5)表面張力的大小：跟邊界線的長(zhǎng)度、液體的種類、溫度都有關(guān)系。例1(多選)下列說(shuō)法正確的是(BC)A將一塊晶體敲碎后，得到的小顆粒是非晶體B固體可以分為晶體和非晶體兩類，有些晶體在不同方向上有不同的光學(xué)性質(zhì)C在合適的條件下，某些晶體可以轉(zhuǎn)化為非晶體，某些非晶體也可以轉(zhuǎn)化為晶體D在熔化過(guò)程中，晶體要吸收熱量

11、，但溫度保持不變，內(nèi)能也保持不變解析晶體有固定的熔點(diǎn)，并不會(huì)因?yàn)轭w粒的大小而改變，即使敲碎為小顆粒，仍舊是晶體，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；固體分為晶體和非晶體兩類，有些晶體在不同方向上光學(xué)性質(zhì)不同，表現(xiàn)為晶體具有各向異性，選項(xiàng)B正確；晶體的分子排列結(jié)構(gòu)如果遭到破壞就可能形成非晶體，反之亦然，選項(xiàng)C正確；熔化過(guò)程中，晶體要吸熱，溫度不變，但是內(nèi)能增大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。類題演練1(2020·江蘇南通一模)(多選)下列說(shuō)法中正確的有(CD)A液面上方的蒸汽達(dá)到飽和時(shí)就不會(huì)有液體分子從液面飛出B液體表面層分子間的平均距離等于液體內(nèi)部分子間的平均距離C用磙子壓緊土壤，可以把地下的水引上來(lái)，這屬于毛細(xì)現(xiàn)象D在完全

12、失重的情況下，熔化的金屬能夠收縮成球形解析本題考查了毛細(xì)現(xiàn)象、液體表面分子排布等知識(shí)點(diǎn)。液面上部的蒸汽達(dá)到飽和時(shí)，液體分子從液面飛出，同時(shí)有蒸汽分子進(jìn)入液體中，從宏觀上看，液體不再蒸發(fā)，故A錯(cuò)誤；液體表面層分子較為稀疏，分子間距離大于平衡時(shí)的距離r0，故B錯(cuò)誤；用磙子壓緊土壤，可以把地下的水引上來(lái)，屬于毛細(xì)現(xiàn)象，故C正確；完全失重情況下，熔化的金屬由于表面張力的收縮作用，以及球形表面積最小，金屬最終能夠收縮成標(biāo)準(zhǔn)的球形，故D正確?？键c(diǎn)二氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生與計(jì)算1產(chǎn)生的原因由于大量氣體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)而碰撞器壁，形成對(duì)器壁各處均勻、持續(xù)的壓力，作用在器壁單位面積上的壓力叫作氣體的壓強(qiáng)。2決定因素(1)

13、宏觀上：決定于氣體的溫度和體積。(2)微觀上：決定于分子的平均動(dòng)能和分子的密集程度。3平衡狀態(tài)下氣體壓強(qiáng)的求法液片法選取假想的液體薄片(自身重力不計(jì))為研究對(duì)象，分析液片兩側(cè)受力情況，建立平衡方程，消去面積，得到液片兩側(cè)壓強(qiáng)相等方程，求得氣體的壓強(qiáng)力平衡法選取與氣體接觸的液柱(或活塞)為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡方程，求得氣體的壓強(qiáng)等壓面法在連通器中，同一種液體(中間不間斷)同一深度處壓強(qiáng)相等。液體內(nèi)深h處的總壓強(qiáng)pp0gh，p0為液面上方的壓強(qiáng)4加速運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中封閉氣體壓強(qiáng)的求法選取與氣體接觸的液柱(或活塞)為研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析，利用牛頓第二定律列方程求解。例2如圖

14、所示兩個(gè)氣缸質(zhì)量均為M，內(nèi)部橫截面積均為S，兩個(gè)活塞的質(zhì)量均為m，左邊的氣缸靜止在水平面上，右邊的活塞和氣缸豎直懸掛在天花板下。不計(jì)活塞與氣缸壁間的摩擦，兩個(gè)氣缸內(nèi)分別封閉有一定質(zhì)量的氣體A、B，大氣壓為p0，重力加速度為g，求封閉氣體A、B的壓強(qiáng)各多大？解析題圖甲中選活塞m為研究對(duì)象pASp0Smg得pAp0題圖乙中選氣缸M為研究對(duì)象p0SpBSMg，得pBp0答案p0p0類題演練2若已知大氣壓強(qiáng)為p0，在圖中各裝置均處于靜止?fàn)顟B(tài)，圖中液體密度均為，求被封閉氣體的壓強(qiáng)。答案甲：p0gh乙：p0gh丙：p0gh丁：p0gh1戊：pap0g(h2h1h3)pbp0g(h2h1)解析在甲圖中，以B

15、液面為研究對(duì)象，由二力平衡知p氣SghSp0S所以p氣p0gh在圖乙中，以B液面為研究對(duì)象，由平衡方程F上F下，有：p氣SghSp0Sp氣p0gh在圖丙中，仍以B液面為研究對(duì)象，有p氣ghsin 60°pBp0所以p氣p0gh在圖丁中，以液面A為研究對(duì)象，由二力平衡得p氣S(p0gh1)S所以p氣p0gh1在圖戊中，從開(kāi)口端開(kāi)始計(jì)算，右端大氣壓為p0，同種液體同一水平面上的壓強(qiáng)相同，所以b氣柱的壓強(qiáng)為pbp0g(h2h1)，而a氣柱的壓強(qiáng)為papbgh3p0g(h2h1h3)?？键c(diǎn)三氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用1三大氣體實(shí)驗(yàn)定律(1)玻意耳定律(等溫變化)p1V1p2V2或pVC(常數(shù))(2)

16、查理定律(等容變化)或C(常數(shù))(3)蓋呂薩克定律(等壓變化)或C(常數(shù))2利用氣體實(shí)驗(yàn)定律解決問(wèn)題的基本思路選對(duì)象：根據(jù)題意，選出所研究的某一部分一定質(zhì)量氣體找參量：分別找出這部分氣體狀態(tài)發(fā)生變化前后的p、V、T數(shù)值或表達(dá)式，壓強(qiáng)的確定是關(guān)鍵認(rèn)過(guò)程：認(rèn)清變化過(guò)程，正確選用物理規(guī)律列方程：選擇實(shí)驗(yàn)定律列式求解，有時(shí)要討論結(jié)果的合理性例3(2019·四川成都二診)如圖所示為一個(gè)帶有閥門K、容積為2 dm3的容器(容積不可改變)。先打開(kāi)閥門讓其與大氣連通，再用打氣筒向里面打氣，打氣筒每次可以打進(jìn)1×105 Pa、200 cm3的空氣，忽略打氣和用氣時(shí)氣體的溫度變化(設(shè)外界大氣的

17、壓強(qiáng)p01×105 Pa)。(1)若要使氣體壓強(qiáng)增大到5.0×105 Pa，應(yīng)打多少次氣？(2)若上述容器中裝的是5.0×105 Pa的氧氣，現(xiàn)用它給容積為0.7 dm3的真空瓶充氣，使瓶中的氣壓最終達(dá)到符合標(biāo)準(zhǔn)的2.0×105 Pa，則可充多少瓶？解析本題考查玻意耳定律的應(yīng)用。(1)設(shè)需要打氣n次，因每次打入的氣體相同，故可將n次打入的氣體視為一次性打入，則氣體的初狀態(tài)為p11.0×105 Pa，V1V0nV，末狀態(tài)為p25.0×105 Pa，V2V0，其中V02 dm3，V0.2 dm3，由玻意耳定律得p1V1p2V2，解得n40

18、次；(2)設(shè)氣壓為2.0×105 Pa時(shí)氣體的體積為V3，則p32.0×105 Pa，由玻意耳定律有p2V2p3V3，解得V35 dm3，真空瓶的容積為V瓶0.7 dm3，則4，故可充4瓶。答案(1)40次(2)4瓶規(guī)律總結(jié)：變質(zhì)量問(wèn)題分析方法分析變質(zhì)量問(wèn)題時(shí)，可通過(guò)巧妙地選擇研究對(duì)象，使這類問(wèn)題轉(zhuǎn)化為一定質(zhì)量的氣體問(wèn)題，用氣體實(shí)驗(yàn)定律求解。(1)打氣問(wèn)題：向球、輪胎中充氣是一個(gè)典型的變質(zhì)量的氣體問(wèn)題，只要選擇球內(nèi)原有氣體和即將充入的氣體作為研究對(duì)象，就可把充氣過(guò)程中的氣體質(zhì)量變化問(wèn)題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量氣體的狀態(tài)變化問(wèn)題。(2)抽氣問(wèn)題：從容器內(nèi)抽氣的過(guò)程中，容器內(nèi)的氣體質(zhì)量不斷

19、減小，這屬于變質(zhì)量問(wèn)題。分析時(shí)，將每次抽氣過(guò)程中抽出的氣體和剩余氣體作為研究對(duì)象，質(zhì)量不變，故抽氣過(guò)程可以看作是等溫膨脹過(guò)程。(3)灌氣問(wèn)題：將一個(gè)大容器里的氣體分裝到多個(gè)小容器中的問(wèn)題也是一個(gè)典型的變質(zhì)量問(wèn)題。分析這類問(wèn)題時(shí)，把大容器中的剩余氣體和多個(gè)小容器中的氣體視為整體作為研究對(duì)象，可將變質(zhì)量問(wèn)題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問(wèn)題。(4)漏氣問(wèn)題：容器漏氣過(guò)程中氣體的質(zhì)量不斷發(fā)生變化，屬于變質(zhì)量問(wèn)題。如果選容器內(nèi)剩余氣體和漏出氣體整體作為研究對(duì)象，便可使問(wèn)題變成一定質(zhì)量氣體的狀態(tài)變化問(wèn)題，可用理想氣體的狀態(tài)方程求解。類題演練3(2019·四川攀枝花統(tǒng)考)如圖所示，有一粗細(xì)均勻的T形玻璃管，上端、

20、右端開(kāi)口，下端封閉。玻璃管內(nèi)用如圖所示的水銀柱在豎直管內(nèi)封閉有長(zhǎng)度為l130 cm的理想氣體，豎直管內(nèi)的水銀柱長(zhǎng)為h124 cm，水平管內(nèi)的水銀柱足夠長(zhǎng)，右端用活塞封閉。已知外界大氣壓強(qiáng)為p076 cmHg，保持環(huán)境溫度恒為T1300 K，現(xiàn)用外力緩慢向左推活塞，使下端氣柱長(zhǎng)變?yōu)閘225 cm，求：(1)使氣柱長(zhǎng)度從30 cm變?yōu)?5 cm的過(guò)程中，活塞移動(dòng)的距離為多大；(2)若活塞左移后保持固定，對(duì)玻璃管緩慢加熱，使下端氣柱長(zhǎng)又變回l1，求此時(shí)封閉氣體的溫度T2。答案(1)20 cm(2)360 K解析本題考查T形玻璃管內(nèi)氣體的等溫變化和等壓變化。(1)設(shè)管的橫截面積為S，初始時(shí)封閉氣體壓強(qiáng)

21、為p1，移動(dòng)活塞后，封閉氣體壓強(qiáng)為p2，中間水銀柱高度變?yōu)閔2，水銀密度為，重力加速度大小為g，則有p1p0gh1，p2p0gh2，由玻意耳定律得p1Sl1p2Sl2，活塞移動(dòng)距離為hh2h1，解得h20 cm。(2)由題意可得，玻璃管加熱過(guò)程氣體壓強(qiáng)保持不變，由蓋呂薩克定律得，解得T2360 K。考點(diǎn)四理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用1理想氣體狀態(tài)方程或C2應(yīng)用狀態(tài)方程解題的思路(1)明確研究對(duì)象，即某一質(zhì)量的理想氣體；(2)確定氣體在始末狀態(tài)的參量p1、V1、T1及p2、V2、T2；(3)由狀態(tài)方程列式求解；(4)討論結(jié)果的合理性。例4(2019·江西宜春上高二中月考)如圖所示，在固定的汽

22、缸A和B中分別用活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，活塞面積之比SASB13，兩活塞通過(guò)穿過(guò)活塞B底部的剛性細(xì)桿相連，可沿水平方向無(wú)摩擦滑動(dòng)，兩個(gè)汽缸都不漏氣。初始時(shí)活塞處于平衡狀態(tài)，A、B中封閉氣體的體積均為V0，溫度均為T0300 K，A中氣體壓強(qiáng)pA1.6p0，p0是汽缸外的大氣壓強(qiáng)。(1)求初始時(shí)B中氣體的壓強(qiáng)pB；(2)現(xiàn)對(duì)A中氣體加熱，使其中氣體的壓強(qiáng)升到pA2.5p0，同時(shí)保持B中氣體的溫度不變，求活塞重新達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)A中氣體的溫度TA。解析本題考查雙汽缸中氣體的等溫變化。(1)初始時(shí)活塞處于平衡狀態(tài)時(shí)，對(duì)活塞，由平衡條件得pASApBSBp0(SASB)，已知SB3SA，pA1.6

23、p0，解得pB0.8p0；(2)末狀態(tài)活塞達(dá)到平衡狀態(tài)，由平衡條件得pASApBSBp0(SASB)，解得pB0.5p0，B中氣體初、末狀態(tài)溫度相等，氣體發(fā)生等溫變化，由玻意耳定律得pBVBpBVB，解得VB1.6V0。設(shè)A中氣體末態(tài)的體積為VA，因?yàn)閮苫钊苿?dòng)的距離相等，故有，解得VA1.2V0，對(duì)A中氣體，由理想氣體狀態(tài)方程得，解得TA562.5 K。答案(1)0.8p0(2)562.5 K規(guī)律總結(jié)：多系統(tǒng)問(wèn)題的處理技巧多個(gè)系統(tǒng)相互聯(lián)系的定質(zhì)量氣體問(wèn)題，往往以壓強(qiáng)建立起系統(tǒng)間的關(guān)系，各系統(tǒng)獨(dú)立進(jìn)行狀態(tài)分析，要確定每個(gè)研究對(duì)象的變化性質(zhì)，分別應(yīng)用相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)定律，并充分應(yīng)用各研究對(duì)象之間的壓強(qiáng)

24、、體積、溫度等量的有效關(guān)聯(lián)，若活塞可自由移動(dòng)，一般要根據(jù)活塞平衡確定兩部分氣體的壓強(qiáng)關(guān)系。類題演練4(2019·福建三明一中開(kāi)學(xué)考)如圖所示，一連通器與貯有水銀的瓶M用軟管相連，連通器的兩直管A和B豎直放置，兩管粗細(xì)相同且上端封閉，直管A和B內(nèi)充有水銀，當(dāng)氣體的溫度為T0時(shí)，水銀面的高度差為h10 cm，兩管上方的空氣柱長(zhǎng)均為h110 cm，A管中氣體的壓強(qiáng)為p120 cmHg?，F(xiàn)使兩管中的氣體溫度都升高到2.4 T0，同時(shí)調(diào)節(jié)M的高度，使B管中的水銀面高度不變，求流入A管的水銀柱的高度。答案2 cm解析本題考查連通器內(nèi)氣柱的理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用。由題意可知，當(dāng)溫度為T0時(shí)B管中氣

25、體的壓強(qiáng)為pB130 cmHg，當(dāng)溫度為2.4T0時(shí)，B管中氣體體積不變，設(shè)其壓強(qiáng)為pB2，B中氣體狀態(tài)變化為等容過(guò)程，由查理定律有，解得pB272 cmHg；當(dāng)溫度為T0時(shí)A管中氣體的壓強(qiáng)pB120 cmHg，體積為VA1h1S，設(shè)流入A管的水銀柱的長(zhǎng)度為x，則pA2pB2(hx)g(62x)cmHg，VA2(h1x)S；由理想氣體狀態(tài)方程得，代入數(shù)據(jù)整理得x272x1400，且x<10 cm，解得x2 cm?？键c(diǎn)五氣體狀態(tài)變化的圖象問(wèn)題1利用垂直于坐標(biāo)軸的線作輔助線去分析同質(zhì)量、不同溫度的兩條等溫線，不同體積的兩條等容線，不同壓強(qiáng)的兩條等壓線的關(guān)系。例如：在圖甲中，V1對(duì)應(yīng)虛線為等容

26、線，A、B分別是虛線與T2、T1兩線的交點(diǎn)，可以認(rèn)為從B狀態(tài)通過(guò)等容升壓到A狀態(tài)，溫度必然升高，所以T2>T1。又如圖乙所示，A、B兩點(diǎn)的溫度相等，從B狀態(tài)到A狀態(tài)壓強(qiáng)增大，體積一定減小，所以V2<V1。2一定質(zhì)量的氣體不同圖象的比較類別圖線特點(diǎn)舉例pVpVCT(其中C為恒量)，即pV之積越大的等溫線溫度越高，線離原點(diǎn)越遠(yuǎn)ppCT，斜率kCT，即斜率越大，溫度越高pTpT，斜率k，即斜率越大，體積越小VTVT，斜率k，即斜率越大，壓強(qiáng)越小例5如圖所示，一定質(zhì)量理想氣體的狀態(tài)沿1231的順序做循環(huán)變化。若改用VT或pV圖象表示這一循環(huán)，可能正確的選項(xiàng)是(D)解析由圖示圖象A可知，12

27、過(guò)程，V與T成正比，是等壓變化，不符合題意，A錯(cuò)誤；由圖象B可知，12過(guò)程是等容變化，溫度降低，不符合題意，B錯(cuò)誤；由圖示圖象C可知，23過(guò)程是等壓變化，體積變大，由蓋呂薩克定律可知，溫度T升高，不符合題意，C錯(cuò)誤；由圖示圖象D可知，12過(guò)程，是等容過(guò)程，p與T成正比，p與T均增大，23過(guò)程，是等壓變化，壓強(qiáng)p不變，體積V減小，由蓋呂薩克定律可知，溫度T降低；由題圖中pT圖象可知，31過(guò)程，是等溫變化，溫度T不變，壓強(qiáng)p減小，由玻意耳定律可知，體積V變大，符合題意，D正確。規(guī)律總結(jié)：氣體狀態(tài)變化的圖象的應(yīng)用技巧(1)明確點(diǎn)、線的物理意義：求解氣體狀態(tài)變化的圖象問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)明確圖象上的點(diǎn)表示一定質(zhì)

28、量的理想氣體的一個(gè)平衡狀態(tài)，它對(duì)應(yīng)著三個(gè)狀態(tài)參量；圖象上的某一條直線段或曲線段表示一定量的理想氣體狀態(tài)變化的一個(gè)過(guò)程。(2)明確斜率的物理意義：在VT圖象(pT圖象)中，比較兩個(gè)狀態(tài)的壓強(qiáng)(或體積)大小，可以比較這兩個(gè)狀態(tài)到原點(diǎn)連線的斜率的大小，其規(guī)律是：斜率越大，壓強(qiáng)(或體積)越小；斜率越小，壓強(qiáng)(或體積)越大。2 NIAN GAO KAO MO NI XUN LIAN2年高考·模擬訓(xùn)練 12019·全國(guó)卷，33(2)熱等靜壓設(shè)備廣泛應(yīng)用于材料加工中。該設(shè)備工作時(shí)，先在室溫下把惰性氣體用壓縮機(jī)壓入到一個(gè)預(yù)抽真空的爐腔中，然后爐腔升溫，利用高溫高氣壓環(huán)境對(duì)放入爐腔中的材料加

29、工處理，改善其性能。一臺(tái)熱等靜壓設(shè)備的爐腔中某次放入固體材料后剩余的容積為0.13 m3，爐腔抽真空后，在室溫下用壓縮機(jī)將10瓶氬氣壓入到爐腔中。已知每瓶氬氣的容積為3.2×102 m3，使用前瓶中氣體壓強(qiáng)為1.5×107 Pa，使用后瓶中剩余氣體壓強(qiáng)為2.0×106 Pa；室溫溫度為 27 。氬氣可視為理想氣體。(1)求壓入氬氣后爐腔中氣體在室溫下的壓強(qiáng)；(2)將壓入氬氣后的爐腔加熱到1 227 ，求此時(shí)爐腔中氣體的壓強(qiáng)。答案(1)3.2×107 Pa(2)1.6×108 Pa解析(1)設(shè)初始時(shí)每瓶氣體的體積為V0，壓強(qiáng)為p0；使用后氣瓶中剩

30、余氣體的壓強(qiáng)為p1。假設(shè)體積為V0、壓強(qiáng)為p0的氣體壓強(qiáng)變?yōu)閜1時(shí)，其體積膨脹為V1。由玻意耳定律p0V0p1V1被壓入進(jìn)爐腔的氣體在室溫和p1條件下的體積為V1V1V0設(shè)10瓶氣體壓入完成后爐腔中氣體的壓強(qiáng)為p2，體積為V2。由玻意耳定律p2V210p1V1聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得p23.2×107 Pa(2)設(shè)加熱前爐腔的溫度為T0，加熱后爐腔溫度為T1，氣體壓強(qiáng)為p3。由查理定律聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得p31.6×108 Pa22019·全國(guó)卷，33(1)(2)(1)如pV圖所示，1、2、3三個(gè)點(diǎn)代表某容器中一定量理想氣體的三個(gè)不同狀態(tài)，對(duì)應(yīng)的溫度分別是T1、T

31、2、T3，用N1、N2、N3分別表示這三個(gè)狀態(tài)下氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)撞擊容器壁上單位面積的平均次數(shù)，則N1_大于_N2，T1_等于_T3，N2_大于_N3。(填“大于”“小于”或“等于”)(2)如圖，一容器由橫截面積分別為2S和S的兩個(gè)汽缸連通而成，容器平放在水平地面上，汽缸內(nèi)壁光滑。整個(gè)容器被通過(guò)剛性桿連接的兩活塞分隔成三部分，分別充有氫氣、空氣和氮?dú)?。平衡時(shí)，氮?dú)獾膲簭?qiáng)和體積分別為p0和V0，氫氣的體積為2V0，空氣的壓強(qiáng)為p?，F(xiàn)緩慢地將中部的空氣全部抽出，抽氣過(guò)程中氫氣和氮?dú)獾臏囟缺３植蛔?，活塞沒(méi)有到達(dá)兩汽缸的連接處，求抽氣前氫氣的壓強(qiáng)；抽氣后氫氣的壓強(qiáng)和體積。答案(2)(p0p) p0p解析(1)根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，可知T1T2，T2<T3，T1T3；由于T1>T2，狀態(tài)1時(shí)氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能大，熱運(yùn)動(dòng)的平均速率大，分子密度相等，故單位面積的平均碰撞次數(shù)多，即N1>N2；對(duì)于狀態(tài)2、3，由于V3>V2，故分子密度n3<n2，T3>T2，故狀態(tài)3分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能大，熱運(yùn)動(dòng)的平均速率大，而且p