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高考物理固體液體和氣體知識(shí)點(diǎn)
一、 固體的微觀結(jié)構(gòu)，晶體和非晶體
固體分為晶體和非晶體，晶體又可分為單晶體和多晶體
�。�. 晶體和非晶體的區(qū)別：
由以上表格內(nèi)容可知：
(1)同一種物質(zhì)在不同的條件下可能是晶體也可能是非晶體.
(2)晶體中的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.液體
(1)液體的微觀結(jié)構(gòu)
(2)液體的表面張力
�、僮饔�:液體的表面張力使液面具有收縮的趨勢(shì).
�、诜较�:表面張力跟液面相切,跟這部分液面的分界線垂直.
�、鄞笮�:液體的溫度越高,表面張力越��；液體中溶有雜質(zhì)時(shí),表面張力變��；液體的密度越大,表面張力越大.
(3)液晶
�、僖壕У漠a(chǎn)生:
具有液體的流動(dòng)性
具有晶體的光學(xué)各向異性
�、谖锢硇再|(zhì) 在某個(gè)方向上看，其分子排列比較整
齊，但從另一方向看，分子的排列是雜
亂無(wú)章的
3.飽和汽 濕度
(1)飽和汽與未飽和汽
�、亠柡推�:與液體處于動(dòng)態(tài)平衡的蒸汽.
�、谖达柡推�:沒有達(dá)到飽和狀態(tài)的蒸汽.
(2)飽和汽壓
�、俣x:飽和汽所具有的壓強(qiáng).
�、谔攸c(diǎn):液體的飽和汽壓與溫度有關(guān),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
�、俣x：空氣的干濕程度.
�、诿枋鰸穸鹊奈锢砹�
a.絕對(duì)濕度：空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng).
b.相對(duì)濕度：空氣的絕對(duì)濕度與同一溫度下水的飽和汽壓之比.
c.相對(duì)濕度公式
二、氣體和氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)
1.三性
2.氣體的壓強(qiáng)
(1)產(chǎn)生的原因：由于大量分子無(wú)規(guī)則地運(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做氣體的壓強(qiáng).
(2)決定因素
�、俸暧^上：決定于氣體的溫度和體積.
�、谖⒂^上：決定于分子的平均動(dòng)能和分子的密度.
(3)常用單位：帕斯卡(Pa):1 Pa=1 N/m2
1 atm=760 mmHg=1.013×105 Pa
(4)計(jì)算方法
�、傧到y(tǒng)處于平衡狀態(tài)下的氣體壓強(qiáng)計(jì)算方法
a.液體封閉的氣體壓強(qiáng)的確定
平衡法：選與氣體接觸的液柱為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，利用它的受力平衡，求出氣體的壓強(qiáng).
取等壓面法：根據(jù)同種液體在同一水平液面處壓強(qiáng)相等，在連通器內(nèi)靈活選取等壓面，由兩側(cè)壓強(qiáng)相等建立方程求出壓強(qiáng).
液體內(nèi)部深度為h處的總壓強(qiáng)為p=p0+gh.
b.固體(活塞或汽缸)封閉的氣體壓強(qiáng)的確定
由于該固體必定受到被封閉氣體的壓力，所以可通過(guò)對(duì)該固體進(jìn)行受力分析，由平衡條件建立方程來(lái)找出氣體壓強(qiáng)與其他各力的關(guān)系.
�、诩铀龠\(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算方法：一般選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.
三、 氣體的實(shí)驗(yàn)定律，理想氣體
1. 理想氣體的狀態(tài)參量：
理想氣體：始終遵循三個(gè)實(shí)驗(yàn)定律（玻意耳定律、查理定律、蓋?呂薩克定律）的氣體。
描述一定質(zhì)量理想氣體在平衡態(tài)的狀態(tài)參量為：
溫度：氣體分子平均動(dòng)能的標(biāo)志。
體積：氣體分子所占據(jù)的空間。許多情況下等于容器的容積。
壓強(qiáng)：大量氣體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)碰撞器壁所產(chǎn)生的。其大小等于單位時(shí)間內(nèi)、器壁單位積上所受氣體分子碰撞的總沖量。
內(nèi)能：氣體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能. 理想氣體的內(nèi)能僅與溫度有關(guān)。
2. 玻－馬定律及其相關(guān)計(jì)算：
�。�1）玻－馬定律的內(nèi)容是：一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變時(shí)，壓強(qiáng)和體積的乘積是恒量。
�。�2）表達(dá)式： p1V1=p2V2=k
3. 等容過(guò)程??查理定律
�。�1）內(nèi)容：一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的情況下，溫度每升高（或降低） 1℃，增加（或減少）的壓強(qiáng)等于它0℃時(shí)壓強(qiáng)的1/273. 一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的情況下，它的壓強(qiáng)和熱力學(xué)溫標(biāo)成正比。
�。�2）表達(dá)式：數(shù)學(xué)表達(dá)式是：
4. 等壓變化??蓋?呂薩克定律
�。�1）內(nèi)容：一定質(zhì)量的氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，它的體積和熱力學(xué)溫標(biāo)成正比.
�。�2）
5. 氣體狀態(tài)方程：
pV/T=恒量
說(shuō)明（1）一定質(zhì)量理想氣體的某個(gè)狀態(tài)，對(duì)應(yīng)于p?V（或p?T、V?T）圖上的一個(gè)點(diǎn)，從一個(gè)狀態(tài)變化到另一個(gè)狀態(tài)，相當(dāng)于從圖上一個(gè)點(diǎn)過(guò)渡到另一個(gè)點(diǎn)，可以有許多種不同的方法。如從狀態(tài)A變化到B，可以經(jīng)過(guò)許多不同的過(guò)程。為推導(dǎo)狀態(tài)方程，可結(jié)合圖象選用任意兩個(gè)等值過(guò)程較為方便。
�。�2）當(dāng)氣體質(zhì)量發(fā)生變化或互有遷移（混合）時(shí)，可采用把變質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問題，利用密度公式、氣態(tài)方程分態(tài)式等方法求解。
【要點(diǎn)名師透析】
類型一 氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生與計(jì)算
【例1】一位質(zhì)量為60 kg的同學(xué)為了表演“輕功”，他用打氣筒給4只相同的氣球充以相等質(zhì)量的空氣(可視為理想氣體)，然后將這4只氣球以相同的方式放在水平放置的木板上，在氣球的上方放置一輕質(zhì)塑料板，如圖所示.
(1)關(guān)于氣球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)，下列說(shuō)法正確的是( )
A.大于大氣壓強(qiáng)
B.是由于氣體重力而產(chǎn)生的
C.是由于氣體分子之間的斥力而產(chǎn)生的
D.是由于大量氣體分子的碰撞而產(chǎn)生的
(2)在這位同學(xué)慢慢站上輕質(zhì)塑料板中間位置的過(guò)程中，球內(nèi)氣體溫度可視為不變.下列說(shuō)法正確的是( )
A.球內(nèi)氣體體積變大 B.球內(nèi)氣體體積變小
C.球內(nèi)氣體內(nèi)能變大 D.球內(nèi)氣體內(nèi)能不變
(3)為了估算氣球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)，這位同學(xué)在氣球的外表面涂上顏料，在輕質(zhì)塑料板面向氣球一側(cè)的表面貼上間距為2.0 cm的方格紙.表演結(jié)束后，留下氣球與方格紙接觸部分的“印跡”，如圖所示.若表演時(shí)大氣壓強(qiáng)為1.013×105 Pa，取g=10 m/s2，則氣球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為 _______ Pa.(取4位有效數(shù)字)
【答案】(1)A、D (2)B、D (3)1.053×105
【詳解】 (1)選A、D.氣球充氣后膨脹，內(nèi)部氣體的壓強(qiáng)應(yīng)等于大氣壓強(qiáng)加上氣球收縮產(chǎn)生的壓強(qiáng)，A對(duì)；氣球內(nèi)部氣體的壓強(qiáng)是大量氣體分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)發(fā)生頻繁的碰撞產(chǎn)生的，B、C錯(cuò)，D對(duì).
(2)選B、D.該同學(xué)站上塑料板后，因溫度視為不變，而壓強(qiáng)變大，故氣體體積變小，內(nèi)能不變，所以A、C錯(cuò)，B、D對(duì).
(3)每小方格的面積S0=4 cm2，每個(gè)印跡約占有93個(gè)方格.故4個(gè)氣球與方格紙總的接觸面積S=4×93×4×10-4 m2=0.148 8 m2
氣球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)主要是由大氣壓和該同學(xué)的重力產(chǎn)生的.故
類型一 氣體狀態(tài)變化的圖象問題
【例證2】一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A變?yōu)闋顟B(tài)D，其有關(guān)數(shù)據(jù)如圖甲所示，若狀態(tài)D的壓強(qiáng)是2×104 Pa.
(1)求狀態(tài)A的壓強(qiáng).
(2)請(qǐng)?jiān)谝覉D中畫出該狀態(tài)變化過(guò)程的p-T圖象，并分別標(biāo)出A、B、C、D各個(gè)狀態(tài)，不要求寫出計(jì)算過(guò)程.
【詳解】(1)據(jù)理想氣體狀態(tài)方程： ,則
(2)p-T圖象及A、B、C、D各個(gè)狀態(tài)如圖所示.
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