【选修3-3】【理想气体】33.液柱移动-设V不变

减少,做负功势能增大。
①默认规定:取无穷远的地方势能为零。
③从无穷远逐渐靠近的过程中,分子力先是引力,然后是斥力,分子力先做正功,后做负功,分子势能先减小↓后增大↑。
④ r0既是力最小的位置,也是能量最小的位置,需要注意能量此时为负数。
⑤在微观上,分子势能与位置有关,在宏观上,分子势能与体积有关。
【Tips】“我要211”解题法,详情见黄夫人选修3-3分子动理论第6节课10:00处讲解。
6.分子动能
①定义:分子动能是分子热运动所具有的能量。
②分子平均动能:所有分子动能的平均值。
——研究单个分子的动能没有意义,所以我们研究的动能是分子的平均动能。
③平均动能影响因素只有一个——温度T。
【考点与易错点】
①就算是不同物质,只要温度相同,平均动能一定相同。
②在研究分子动能时,与物体的实际速度无关。
③对于单个分子来说,温度越高,动能不一定越大。
【图像中分子动能的规律】
①中间高,两头少。
②温度高低,看最高点所对应的x轴坐标。
③不管温度如何,图像围成的面积总为1。
7.温度与温标
①气体有三个状态参量,分别是
几何性质——体积V,
力学性质——压强P,
热学性质——温度T。
②温度的意义:在宏观上表示物体的冷热程度,微观上表示的是分子热运动的剧烈程度。
③温标:生活中的温度为摄氏温度t,但在我们热力学计算的时候,温度选用热力学温度T,单位为K(开)。
T=t+273.15
④热力学上的绝对零度是低温的极限,只能接近,不能达到。所以,热力学温度没有负数。
⑤热平衡等价于温度相同。
【Tips】标准气体状态方程:PV/T=C(常数,与m和气体种类有关)。
8.内能简单介绍
①概念:物体所有分子的热运动动能与分子势能的总和。
②内能决定因素:
1.微观上:分子个数,分子势能,分子动能
2.宏观上: 质量,体积,温度
③分子势能:由分子的位置决定。在微观上与分子间距相关,在宏观上与体积相关。
④分子平均动能:决定分子平均动能的唯一因素——温度。
⑤理想气体:有质量,无体积,分子之间没有作用力的气体。(无体积=无分子势能)
⑥无体积的意义:理想气体可以无限压缩。
⑦分子间没有作用力的意义:理想气体的内能只包括分子动能,即理想气体的内能大小只和温度相关(一定质量下)。
⑧高温低压的真实气体可以近似看成理想气体。
【物态及物态变化】
9.晶体与非晶体
①固体根据有无固定熔点分为:晶体与非晶体;
根据有无规则的外形分为:单晶体与多晶体。
②常见的晶体:石英,食盐,明矾,云母。
常见的非晶体:蜂蜡,橡胶,玻璃。
③单晶体、多晶体、非晶体间可以相互转换。
【栗子】1.甘蔗受潮后会粘在一起,形成糖块,糖块是多晶体,组成糖块的颗粒是单晶体。
2.天然水晶是晶体,熔化后再凝固的玻璃是非晶体。
④各项异性:各个方向的物理性质不同。
各项同性,各个方向的物理性质相同。
其中,单晶体为各项异性,多晶体和非晶体为各项同性。
【解释】因为有规则,所以从各个方向看起来是不一样的,因为没规则,所以从各个方向看都是一样乱的。
【经典易错实验】
把融化了的蜂蜡锡稀薄涂在云母片(单晶体)上把,一根针烧热接触使蜂蜡融化,观察形状为椭圆形。
该实验通过不同方向导热度的不同,体现了云母片的各项异性。
【总结】 单晶体 多晶体 非晶体
规则外形 有 无 无
固定熔点 有 有 无
物理性质 各向异性 各项同性 各项同性
10.液体——表面张力
①作用:液体的表面张力使得液体具有收缩的趋势。
②效果:使得表面积趋于最小,而在V相同的情况下,球体的表面积最小。
③形成原因:表面层水分子由于蒸发,致分子间间距较大,分子间作用力表现为引力。
④方向:与液体的表面相切或平行,与液体的分界线垂直。
⑤大小:温度越高张力越小,有杂质时张力变小。
11.液体——浸润与不浸润
①浸润现象:试管凹液面
不浸润现象:试管凸液面
②形成原因:
③考点:浸润或不浸润,并不只由液体单方面决定,而是由液体和固体两者的性质共同决定。
12.液体——毛细现象
①概念:浸润液体在细管中上升,不浸润液体在细管中下降。()
②特点:管子越细,毛细现象越明显。
③易错判断:
下雨时应该踩土,减少根部的水分,保护树木,;
干旱时应该刨土,保留根部的水分,保护树木。
(踩土使土壤更致命,相当于使“管子”更细,毛细现象更明显,则积累在根部的水分被更多的吸到了地面上,保护根部不被水淹。刨土反之。)
13.液体——液晶
①液晶像液体一样具有流动性,光学性质与单晶体相似,具有各项异性。
14.饱和汽及饱和汽压
①概念:
饱和汽——与液体处于动态平衡的蒸气;
饱和汽压——饱和汽的压强
②理解:
在溶液中,既有水分子蒸发出去,也有水分子液化回来。
出去个数>回来个数,体现为蒸发。
出去个数<回来个数,体现为液化。
出去个数=回来个数,达到平衡。
此时的状态的蒸汽叫做饱和汽,此时的蒸汽的压强叫做饱和汽压。
③影响因素:
温度越高,蒸汽的饱和汽压越大。
蒸汽的饱和汽压与体积无关。
15.相对湿度
①绝对湿度,目前水蒸气的压强。
②相对湿度公式:
相对湿度=绝对湿度/水蒸气的饱和汽压
③人体感觉很潮湿/干燥,感受到的是相对湿度。
④干湿泡温度计:两根温度计的差值越大,则相对湿度越大,原理是蒸发吸热,蒸发速率越快则吸热越多,温度计示数下降。
【理想气体】
16.气体压强的微观解释
①气压的形成:气体分子对容器的不断撞击
②一个结论:P=n•m0•v²
(单位体积下的分子数为n,单个分子的质量为m0,分子的热运动速度为v)
③影响压强的因素:n和v, 实质为体积和温度。
17.压强的表示及画法
①公式:P=F/S,单位:Pa
②表示方法:
1.xxxPa
2.大气压——————1atm=10的五次方Pa
3.汞柱高度—————cmHg(1atm=76cmHg)
4.任意液柱—————ρgh
即写方程式时,公式中的P(压强)可以写成h(厘米汞柱)、ρgh;大气压强一般换算成Pa或cmHg。
③压强的画法:气体垂直指向碰撞面
18.单液柱分析
【液面封闭气体】
研究对象:液柱
列式模板:P0±h=PA
特别注意:h为液柱竖直高度≠液柱长度
19.U形管分析
【连通器】
原理:等高液面,压强相等
研究对象:等高液面
列式模板:PA=P0±h
特别注意:h为高度差
20.活塞压强分析
【活塞(考虑质量)】
①研究对象:活塞(受力分析)
②列式模板:对活塞列平衡式或牛二式
③遇到带气缸的活塞,优先分析气缸。
【Tips】①遇到有斜面的活塞时,看清面积S所对应的斜面,用正交分解分析角度关系。
②在本章中,动力学问题和一切活塞问题均列受力分析式(平衡或牛二),除此之外,列压强表达式。