1、高考綜合復習熱學專題復習二固體 液體和氣體編稿：郁章富 審稿：李井軍 責編：郭金娟第一部分 固體和液體 知識要點梳理知識點一固體的分類 知識梳理1、晶體和非晶體 （1）在外形上，晶體具有確定的幾何形狀，而非晶體則沒有。 （2）在物理性質上，晶體具有各向異性，而非晶體則是各向同性的。 （3）晶體具有確定的熔點，而非晶體沒有確定的熔點。 （4）晶體和非晶體并不是絕對的，它們在一定條件下可以相互轉化。例如把晶體硫加熱熔化（溫度不超過300）后再倒進冷水中，會變成柔軟的非晶體硫，再過一段時間又會轉化為晶體硫。2、多晶體和單晶體 單個的晶體顆粒是單晶體，由單晶體雜亂無章地組合在一起是多晶體。 多晶體具有

2、各向同性。3、晶體的微觀結構 組成晶體的物質微粒（分子、原子或離子）都是按照各自的規則排列的，具有空間上的周期性，微粒的熱運動表現為在一定的平衡位置附近不停地做振動。 疑難導析1、晶體的各向異性及其微觀解釋 在物理性質上，晶體具有各向異性，而非晶體則是各向同性的。 通常所說的物理性質包括彈性、硬度、導熱性能、導電性能、光的折射性能等。晶體的各向異性是指晶體在不同方向上物理性質不同，也就是沿不同方向去測試晶體的物理性能時測量結果不同。 例如晶體在不同的方向還可以有不同的硬度、彈性、熱膨脹性質、導電性能等。 需要注意的是，晶體具有各向異性，并不是說每一種晶體都能在各物理性質上都表現出各向異性。例如

3、云母、石膏晶體在導熱性上表現出顯著的各向異性沿不同方向傳熱的快慢不同；方鉛礦晶體在導電性上表現出顯著的各向異性沿不同方向電阻率不同；立方形的銅晶體在彈性上表現出顯著的各向異性沿不同方向的彈性不同；方解石晶體在光的折射上表現出各向異性沿不同方向的折射率不同。2、對各向異性的微觀解釋 如圖所示，這是在一個平面上晶體物質微粒的排列情況。從圖上可以看出，在沿不同方向所畫的等長直線AB、AC、AD上物質微粒的數目不同。直線AB上物質微粒較多，直線AD上較少，直線AC上更少。正因為在不同方向上物質微粒的排列情況不同，才引起晶體的不同方向上物理性質的不同。 ：晶體具有各向異性是由于（ ） A晶體在不同方向上

4、物質微粒的排列情況不同 B晶體在不同方向上物質微粒的排列情況相同 C晶體內部結構的無規則性 D晶體內部結構的有規則性 答案：AD 解析：組成晶體的物質微粒是有規則排列的，由于在不同方向上物質微粒的排列情況不同，造成晶體在不同方向上的物理性質不同。選項A、D正確。知識點二液體 知識梳理1、液體的微觀結構及物理特性 （1）從宏觀看 因為液體介于氣體和固體之間，所以液體既像固體具有一定的體積，不易壓縮，又像氣體沒有形狀，具有流動性。 （2）從微觀看有如下特點 液體分子密集在一起，具有體積不易壓縮； 分子間距接近固體分子，相互作用力很大； 液體分子在很小的區域內有規則排列，此區域是暫時形成的，邊界和大

5、小隨時改變，并且雜亂無章排列，因而液體表現出各向同性； 液體分子的熱運動雖然與固體分子類似，但無長期固定的平衡位置，可在液體中移動，因而顯示出流動性，且擴散比固體快。2、液體的表面張力 如果在液體表面任意畫一條線，線兩側的液體之間的作用力是引力，它的作用是使液體面繃緊，所以叫液體的表面張力。3、浸潤和不浸潤 將玻璃放入水中取出來，玻璃上沾一層水，此現象為浸潤現象。將玻璃放入水銀中取出來，玻璃上無水銀痕跡，此現象為不浸潤現象。對玻璃來說，水是浸潤液體，水銀是不浸潤液體。 產生浸潤和不浸潤現象的原因是液體和固體接觸處形成一個液體薄層的附著層，附著層的液體分于既受到固體分子吸引力作用，同時受到液體內

6、部分子的吸引力作用。當>形成浸潤現象；當<形成不浸潤現象。如用墨水在紙上寫字，紙被墨水漫潤，留下字體，所以墨水是紙的浸潤液體。同理，水是毛巾的浸潤液體；水是羽毛的不浸潤液體。4、毛細現象 把水裝在玻璃管里，由于水是玻璃的浸潤液體，液體就上升。把水銀裝在玻璃管里，由于水銀是玻璃的不浸潤液體，水銀就下降。把浸潤液體在毛細管里上升的現象和不浸潤液體在毛細管里下降的現象，叫做毛細現象。能發生毛細現象的管叫毛細管。 產生毛細現象的原因：是附著層內液面的液體分子受力使附著層液面上升（下降），液面彎曲使液面變大，而表面張力的收縮使液面減少，液體上升（下降），直至表面張力與上升（或下降）的液柱所受

7、的重力相平衡為止。 特別提醒：毛細現象是浸潤和不浸潤及表面張力共同作用而形成的結果，毛細管越細，毛細現象越明顯。毛細現象在日常生活中有許多應用。 疑難導析表面張力的解釋： 我們知道分子間的距離大于某一數值時，分子力表現為引力，小于這個數值時表現為斥力，如果分子間的距離等于，分子力為0。在液體內部，分子間的距離在左右，而在表面層，分子比較稀疏，分子間的距離大于（如圖所示），因此分子間的作用表現為相互吸引。 特別提醒： 表面張力使液體自動收縮，由于有表面張力的作用，液體表面有收縮到最小的趨勢，表面張力的方向跟液面相切。 表面張力的形成原因是表面層（液體跟空氣接觸的一個薄層）中分子間距離大，分子間的

8、相互作用表現為引力。 表面張力的大小除了跟邊界線長度有關外，還跟液體的種類、溫度有關。 ：液體表面具有收縮趨勢的原因是（ ） A液體可以流動 B液體表面層分子間距離小于液體內部分子間距離 C與液面接觸的容器壁的分子，對液體表面分子有吸引力 D液體表面層分子間距離大于液體內部分子間距離 答案：D 解析：由于液體表面層里分子間的距離大于液體內部分子間的距離，所以表面層里分子間的相互作用表現為引力，這種引力使液體表面層的相鄰部分之間有相互吸引的力（即表面張力），表面張力使液體表面具有收縮的趨勢。選項D正確。知識點三液晶 知識梳理1液晶的物理性質 液晶具有液體的流動性，又具有晶體的光學各向異性。2液晶

9、分子的排列特點 液晶分子的位置無序，但排列是有序的。 疑難導析 液晶的性質和特點1液晶態的分子排列 組成晶體的物質微粒（分子、原子或離子）依照一定的規律在空間有序排列，構成空間點陣，所以表現為各向異性。液體卻表現為分子排列無序性和流動性。液晶呢？分子既保持排列有序性，保持各向異性，又可以自由移動位置無序，因此也保持了流動性。2液晶的特點 液晶分子的位置無序使它像液體，排列有序使它像晶體。3液晶的光學性質對外界條件的變化反應敏捷 液晶分子的排列是不穩定的，外界條件和微小變動都會引起液晶分子排列的變化，因而改變液晶的某些性質，例如溫度、壓力、摩擦、電磁作用、容器表面的差異等，都可以改變液晶的光學性

10、質。 如計算器的顯示屏，外加電壓液晶由透明狀態變為混濁狀態。4液晶的外形特征 液晶物質都具有較大的分子，分子形狀通常是棒狀分子、碟狀分子、平板狀分子。 ：關于液晶，下列說法中正確的有（ ） A液晶是一種晶體 B液晶分子的空間排列是穩定的，具有各向異性 C液晶的光學性質隨溫度的變化而變化 D液晶的光學性質隨外加電壓的變化而變化 答案：CD 解析：液晶的微觀結構介于晶體和液體之間，雖然液晶分子在特定方向排列比較整齊，具有各向異性，但分子的排列是不穩定的，選項A、B錯誤。 外界條件的微小變化都會引起液晶分子排列的變化，從而改變液晶的某些性質。溫度、壓力、外加電壓等因素變化時，都會改變液晶的光學性質，

11、選項C、D正確。 綜上所述，該題的答案為C、D。知識點四 物態變化中的能量交換 知識梳理1熔化 （1）熔點跟物質的種類有關，還受壓強的影響。 （2）晶體有一定的熔點，在壓強一定時，熔化熱為一定值；非晶體沒有確定的熔點，也沒有確定的熔化熱。 （3）熔化熱的單位：焦千克（）。2汽化 （1）汽化有兩種方式：蒸發和沸騰蒸發在任何溫度下都能發生，沸騰只在一定的溫度下才會發生，這個溫度就是液體的沸點。 （2）物體的汽化熱與溫度和壓強有關。 （3）汽化熱的單位：焦千克（）。 疑難導析1、為何晶體熔化時要從外界吸熱，而溫度又不升高 結合分子動理論，對晶體熔化的過程可分為三個階段進行分析。 （1）開始熔化之前，

12、從外界獲得的能量，主要用來增加微粒的平均動能，因而物體的溫度升高，因熱膨脹而體積變化引起的勢能變化可不考慮。 （2）熔化過程，晶體從外界獲得的能量，完全用來破壞晶體內部微粒的規則排列，克服微粒間引力做功，只增加微粒的勢能，而不增加微粒的動能，所以晶體在熔化過程中溫度保持不變。 （3）熔化終了之后，晶體全部由固態變為液態繼續加熱，液體升溫，于是分子平均動能增大。2、影響飽和汽壓的因素 （1）飽和汽壓跟液體的種類有關 實驗表明，在相同的溫度下，不同液體的飽和汽壓一般是不同的。揮發性大的液體，飽和汽壓大。 例如 20時，乙醚的飽和汽壓為 5.87Pa，水為 2.34Pa，水銀的飽和汽壓很小，20時僅

13、為 1.60Pa，所以水銀氣壓計水銀柱上方的空間可以認為是真空。 （2）飽和汽壓跟溫度有關 微觀解釋：飽和汽壓隨溫度的升高而增大這是因為溫度升高時，液體里能量較大的分子增多，單位時間內從液面飛出的分子也增多，致使飽和汽的密度增大，同時分子熱運動的平均動能也增大，這也導致飽和汽壓增大。 （3）飽和汽壓跟體積無關 微觀解釋：在溫度不變的情況下飽和汽的壓強不隨體積而變化，其原因是，當體積增大時，容器中汽的密度減小，原來的飽和汽變成了未飽和汽，于是液體繼續蒸發，直到未飽和汽成為飽和汽為止。由于溫度沒有改變，飽和汽的密度跟原來的一樣，分子熱運動的平均動能也跟原來一樣，所以壓強不改變；體積減小時，容器中飽

14、和汽的密度增大，回到液體中的分子數多于從液面飛出的分子數，于是一部分汽變成液體，直到汽的密度減小到等于該溫度下飽和汽的密度為止。由于溫度跟原來相同，飽和汽密度不變，分子熱運動的平均速率也跟原來相同，所以壓強也不變化。 ：一個有活塞的密閉容器內盛有飽和水汽與少量的水，則可能發生的現象是（ ） A溫度保持不變，慢慢地推進活塞，容器內壓強會增大 B溫度保持不變，慢慢地推進活塞，容器內壓強不變 C溫度保持不變，慢慢地推出活塞，容器內壓強會減小 D不移動活塞而將容器放在沸水中，容器內壓強不變 答案：B 解析：根據飽和汽的特性，飽和汽壓的大小與物質的性質有關，并隨著溫度的升高而增大，但跟飽和汽的體積無關。

15、所以在溫度不變時，飽和汽壓不隨體積變化，因而B正確；其余的現象均不可能發生。答案為B。典型例題透析題型一晶體的微觀結構假說的應用 （1）假說的依據：假說的提出是根據晶體外形的規則性和物理性質的各向異性。 （2）實驗證實，人們用X射線和電子顯微鏡對晶體的內部結構進行研究后，證實了這種假說是正確的。 （3）微觀結構理論的內容包括：組成晶體的物質微粒（分子、原子或離子）是依照一定的規律在空間中整齊的排列的。微粒的熱運動特點表現為在一定的平衡位置附近不停地做微小振動。 （4）熔點的解釋，給晶體加熱到一定溫度時，一部分微粒有足夠的動能，克服微粒間的作用力，離開平衡位置，使規則的排列被破環，晶體開始熔解。

16、熔解時晶體吸收的熱量全部用來破環規則的排列，溫度不發生變化。 （5）有的物質有幾種晶體，是因為它們的物質微粒能形成不同的晶體結構。 1、關于晶體和多晶體，下列說法正確的是（ ） A有規則的幾何外形的固體一定是晶體 B晶體在物理性質上一定是各向異性的 C晶體熔化時具有一定的熔點 D晶體和非晶體在適當的條件下是可能相互轉化的 解析：因為外形是否規則可以用人工的方法處理，所以選項A是錯誤的。 因為晶體可分為單晶體和多晶體，而多晶體在物理性質上是各向同性的，所以選項B也是錯誤的。 因為晶體在物理性質上的重要特征之一是具有一定的熔點，所以選項C正確。 理論和實驗都證明非晶體是不穩定狀態，在適當的條件下會

17、變成晶體，因此選項D正確。 答案：CD 總結升華：晶體與非晶體的區別主要表現在有無確定的熔點上，而不能依據是否有規則的幾何外形辨別，因為雖然單晶體有規則的幾何外形，但多晶體與非晶體一樣都沒有規則的幾何外形。舉一反三 【變式】如圖所示是一塊密度、厚度均勻的矩形被測樣品，長AB為寬CD的兩倍，若用萬用表沿兩對稱軸測其電阻均為R，這塊樣品可能是（ ） A金屬 B多晶體 C單晶體 D非晶體 答案：C 解析：由圖可知，電阻的長度為的2倍，橫截面積是的，對于同種材料的導體，用萬用表測得，說明該材料沿AB方向導電性能比CD方向導電性能好，表現出各向異性，因而該樣品是單晶體，因而應選C。 題型二表面張力的應用

18、 液體表面張力產生的原因是液體與空氣的交界處分子因為蒸發而變的稀疏，分子間表現引力，使整個液面有收縮的趨勢。 2、以下說法正確的是（ ） A小昆蟲能在水面上自由來往而不陷入水中是液體表面張力在起作用 B小木塊能夠浮于水面上是液體表面張力與其重力平衡的結果 C縫衣針浮在水面上不下沉是重力和水的浮力平衡的結果 D噴泉噴射到空中的水形成一個個球形的小水珠是表面張力作用結果 思路點撥：浮力的實質是物體在下表面與上表面所受的壓力之差。表面張力的實質是液體表面層內各部分之間的相互吸引力，是分子力的宏觀體現。需要注意的是，表面張力作用于液體的表面層里，并不是作用于液面上的物體上。昆蟲與縫衣針漂浮于水面上是表

19、面張力在起作用，其作用是在水面上形成一個膜（表面層），正是這個膜托住了昆蟲與縫衣針，即膜對它們的支持力與其重力平衡，當然，在與縫衣針和昆蟲下邊緣接觸的凹形水膜（表面層）中形成的表面張力的豎直分量的總和就等于膜對縫衣針或昆蟲的支持力，而支持力又等于其重力，這才是本質問題。 解析：仔細觀察可以發現，小昆蟲在水面上站定或行進過程中，其腿部位置比周圍水面稍下陷，但仍在水面上而未陷入水中，就像踩在柔韌性非常好的膜上一樣，因此這是液體的表面張力在起作用。浮在水面上的縫衣針與小昆蟲情況一樣，故A正確，C錯；小木塊浮于水面上時，木塊下部實際上已經陷入水中受到水的浮力作用，是浮力與重力平衡的結果，而非表面張力在

20、起作用，B錯；噴泉噴到空中的水分散時每一小部分的表面都有表面張力在起作用且又處于失重狀態，因而形成球狀水珠，故D正確。 答案：AD 總結升華：本題考查的是液體表面張力產生的原因以及表面張力與浮力的本質區別。舉一反三 【變式】液體表面張力產生的原因是（ ） A液體表面層分子較緊密，分子間斥力大于引力 B液體表面層分子較緊密，分子間引力大于斥力 C液體表面層分子較稀疏，分子間引力大于斥力 D.液體表面層分子較稀疏，分子間斥力大于引力 答案：C 解析：液體表面層分子間距離介于氣體和液體之間。液體分子力可認為為零，則表面層分子力表現為引力。故C正確。題型三液晶的考查 液晶是種很特殊的材料，它既像液體那

21、樣具有流動性，又像晶體那樣在不同的方向上表現出不同的光學性質。液晶可以隨外界條件的不同，一會分子排列有序，一會分子排列又雜亂無章，液晶顯示器正是使用液晶的這一獨特的光學特性對它進行調制，進而通過液晶進行顯示。 3、關于液晶的下列說法中正確的是（ ） A液晶是液體和晶體的混合物 B液晶分子在特定方向排列比較整齊 C電子手表中的液晶在外加電壓的影響下，能夠發光 D所有物質在一定條件下都能成為液晶 解析：液晶是某些特殊的有機化合物，在某些方向上分子排列規則，某些方向上雜亂，液晶本身不能發光。所以選項A、C、D錯，選項B正確。 答案：B 總結升華：液晶是液態晶體的簡稱，介于各向同性的液體與晶體之間的一

22、種物質狀態，液晶內部的分子在某些方向上呈現出有規則排列，因此，液晶的特點是既有液體的流動性和連接性，又有晶體的光學、電磁學等方面的各向異性。舉一反三 【變式】關于液晶的以下說法正確的是（ ） A液晶態只是物質在一定溫度范圍內才具有的存在狀態 B因為液晶在一定條件下發光，所以可以用來做顯示屏 C人體的某些組織中存在液晶結構 D筆記本電腦的彩色顯示器，是因為在液晶中摻入了少量多色性染料，液晶中電場強度不同時、它對不同色光的吸收強度不一樣，所以顯示出各種顏色 答案：CD 解析：液晶態可在一定溫度范圍或某一濃度范圍存在；它對離子的滲透作用同人體的某些組織；在外加電壓下，對不同色光的吸收程度不同，應選C

23、、D。 第二部分 氣體 知識要點梳理知識點一壓強的理解和計算 知識梳理1靜止或勻速運動系統中封閉氣體壓強的確定 （1）液體封閉的氣體的壓強 平衡法：選與氣體接觸的液柱為研究對象，進行受力分析，利用它的受力平衡，求出氣體的壓強。熟練后可直接由壓強平衡關系寫出待測壓強，不一定非要從力的平衡方程式找起。 取等壓面法：根據同種液體在同一水平液面處壓強相等，在連通器內靈活選取等壓面,由兩側壓強相等建立方程求出壓強。 選取等壓面時要注意，等壓面下一定要是同種液體，否則就沒有壓強相等的關系。 （2）固體（活塞或氣缸）封閉的氣體的壓強 由于該固體必定受到被封閉氣體的壓力，所以可通過對該固體進行受力分析，由平衡

24、條件建立方程，來找出氣體壓強與其它各力的關系。2加速運動系統中封閉氣體壓強的確定 要恰當地選擇研究對象進行受力分析，然后依據牛頓第二定律列式求出封閉氣體的壓強。一般地，進行受力分析的研究對象選擇為與封閉氣體相聯系的液柱、活塞或氣缸等。該解法的實質就是把要求解的熱學中的壓強問題轉化為力學問題。 特別提醒：氣體問題中應用牛頓第二定律列式時，式中氣體壓力中的“p”必須采用國際單位。如題中告訴壓強為75cmHg，則應寫成Pa。 疑難導析1氣體的壓強與大氣壓強 因密閉容器中的氣體密度一般很小，由氣體自身重力產生的壓強極小，可以忽略不計，故氣體壓強由氣體分子碰撞器壁產生，與地球引力無關。氣體對上下左右器壁

25、的壓強大小都是相等的。 大氣壓強卻是由于空氣受到重力作用而產生的。由于地球引力作用的原因，大氣層的分子密度上方小下方大，從而使得大氣壓強的值隨高度而減小。2求解氣體的壓強時，應注意： （1）封閉氣體對器壁的壓強處處相等。 （2）同種液體，如果中間間斷，那么同一深度處壓強不相等。 （3）求解液體內部深度為h處的總壓強時，不要忘記液面上方氣體的壓強。 ：全自動洗衣機有一個水位開關，它是一個壓力開關。水位開關的工作原理是利用開關內的空氣室里的空氣隨著水位上升所增加的壓力，使開關動作，關閉水閥。在排水時，隨著水位的下降，空氣室內的壓力隨之下降，開關回復到初始位置。從圖中可看到當水注進洗衣桶后，空氣很快

26、被封閉在左側小管中，隨著水位的上升，封閉空氣的壓強增大。通常桶內外液面差約為1535cm，水的密度為=1×103kg/m3，標準大氣壓為p0=1×105Pa求： （1）封閉空氣的壓強數值大約有多少？ （2）若橡膠膜片的半徑為2.5cm，則壓縮空氣對橡膠膜片的壓力有多少？ 解析： （1）封閉空氣的壓強數值可根據洗衣桶的水位差來確定。 根據得：封閉空氣的壓強在1.015Pa到1.034Pa之間。 （2）根據得：壓縮空氣對橡膠膜片的壓力在199 N到203 N之間。知識點二氣體實驗定律 知識梳理1、氣體實驗定律 （1）等溫變化 等溫變化：一定質量的氣體，在溫度不變的情況下其壓強隨

27、體積的變化關系。 玻意耳定律 內容：一定質量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強p與體積V成反比。 公式：或 或（常量） （2）等容變化 等容變化：一定質量的氣體在體積不變的情況下，壓強隨溫度的變化關系。 查理定律 內容：一定質量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強p與熱力學溫度T成正比。 公式：或或（常量） （3）等壓變化 等壓變化：一定質量的氣體在壓強不變的情況下，體積隨溫度的變化關系。 蓋·呂薩克定律 內容：一定質量的某種氣體，在壓強不變的情況下，體積V與熱力學溫度T成正比。 公式：或或（常量）2、氣體實驗定律三種圖線的對比定律 變化過程 同一氣體的兩條圖線 圖線特點 玻意耳定

28、律等溫變化A：在圖中是雙曲線。由知：T越大，值越大，所以遠離原點的等溫線溫度越高，即B：在圖中是通過原點的傾斜直線。由知：，斜率越大 T越大， 查理定律等容變化A：在圖中是通過t軸上273.15的直線。由于在同一溫度（如0）下同一氣體的壓強大時，體積小，所以B：在圖中是通過原點的傾斜直線，由得，可見體積V大時斜率小，所以 蓋呂薩克定律等壓變化A：在圖中是通過t軸上一273.15的直線。由于在同一溫度（如0）下同一氣體的體積大時，壓強小，所以B：在圖中是通過原點的傾斜直線。由得，可見壓強p大時斜率小，所以  特別提醒：在應用氣體圖象分析問題時，一定要看清縱、橫坐標所

29、代表的物理量，尤其是橫坐標表示的是攝氏溫度還是熱力學溫度。 疑難導析1處理氣體狀態變化的常用方法 （1）極端分析法（合理外推法） 在具體的物理問題中，把某變化條件合理外推到區間的兩端，則由物理概念或規律將矛盾迅速暴露出來，從而縮短分析的時間，提高判斷的效率，避免繁瑣的計算。 特別提醒： 極端分析法對定性處理選擇題、填空題中增大、減小、向左、向右等問題時特別方便。但對先增后減或先減后增的情況不適用。 “合理外推”不能違背物理概念、規律的約束，應在題設物理情景、條件變化范圍內外推。 （2）假設法 先假設某一個量（如：封閉氣體的體積、水銀面的相對位置等）不變，判斷出封閉物的平衡條件是否被破壞，進而判

30、斷出封閉物的相對移動方向。 （3）利用圖線分析氣體狀態的變化 有些氣體狀態變化的問題利用圖象也可以很方便地進行分析判斷。 利用圖象分析判斷問題，首先要對圖線的意義（斜率等）有正確的理解；其次能根據題給變化過程從三種圖象（、）中選取便于進行討論的一種；再就是能根據題給變化過程正確地畫出圖線。2對氣體圖象的討論 （1）直線形圖線給出的關系式 從圖中可得等壓過程中 同理可得等容過程中 上述兩關系式在比例法解題中經常用到。 （2）由圖線討論理想氣體的功、熱量和內能 等溫線：一定質量的理想氣體， ab，等溫降壓膨脹，內能不變，吸熱等于對外做功。 bc，等容升溫升壓，不做功，吸熱等于內能增加。 ca，等壓

31、降溫收縮，外界做功和內能減少等于放熱。 等容線：一定質量的理想氣體， 狀態及能量變化同等溫線。 等壓線：一定質量的理想氣體， ab，等溫升壓收縮，內能不變，外界做功等于放熱。 bc，等壓升溫膨脹，吸熱等于內能增加和對外做功。 ca，等容降溫降壓，內能減少等于放熱。 特別提醒：氣體狀態變化過程，一定同時滿足狀態方程和能量守恒定律。 ：如圖所示，氣缸中封閉著溫度為100的空氣，一重物用繩索經滑輪跟缸中活塞相連接，重物和活塞都處于平衡狀態，這時活塞離氣缸底的高度為10cm，如果缸內空氣變為0，重物將上升 cm。 解析：汽缸中封閉氣體做等壓變化。 由得： 解得h=2.68cm。知識點三理想氣體狀態方程

32、 知識梳理1、理想氣體 （1）宏觀上講 理想氣體是指在任何條件下始終遵守氣體實驗定律的氣體。實際氣體在壓強不太大、溫度不太低的條件下，可視為理想氣體。 （2）微觀上講 理想氣體的分子間除碰撞外無其他作用力，分子本身沒有體積，即它所占據的空間認為都是可以被壓縮的空間。 特別提醒：理想氣體是不存在的，它是實際氣體在一定程度的近似，是一種理想化的模型。“理想氣體”如同力學中的“質點”一樣，是一種理想的物理模型，是一種重要的物理研究方法。對“理想氣體”研究得出的規律在很大溫度范圍和壓強范圍內都能適用于實際氣體，因此它是有很大實際意義的。2、理想氣體狀態方程 （1）內容 一定質量的某種理想氣體在從一個狀

33、態1變化到另一個狀態2時，盡管p、V、T都可能改變，但是壓強跟體積的乘積與熱力學溫度的比值保持不變，這就叫作一定質量的理想氣體的狀態方程。 （2）表達式 （或） 在中，恒量C與氣體的種類和質量無關，即只要物質的量相同，C就相同。 （3）適用條件 一定質量、理想氣體。 （4）推導（利用任何兩個等值變化過程） 例如：從狀態1狀態C狀態2， 由和聯立即得。 3、幾個有用的推論 （1）查理定律的推論： （2）蓋·呂薩克定律的推論： （3）理想氣體狀態方程的推論： a.密度方程： b.分態式方程： 特別提醒： （1）運用式可以解決溫度變化時水銀柱的移動問題，要注意溫度升高時，水銀柱向壓強增加少

34、的一側移動；溫度降低時，水銀柱向壓強減少量多的一側移動。 （2）一般利用式求解變質量問題，但也可解決定質量問題。 疑難導析1對理想氣體狀態方程從以下幾點理解、掌握 （1）適用對象：一定質量的理想氣體。 （2）應用理想氣體狀態方程的關鍵是：對氣體狀態變化過程的分析和狀態參量的確定。即：“一過程六參量”。 （3）應用理想氣體狀態方程解題的一般思路和步驟： 運用理想氣體狀態方程解題前，應確定在狀態變化過程中保持質量不變。解題時，第一，必須確定研究對象，即某一定質量的氣體，分析它的變化過程。第二，確定初、末兩狀態，正確找出初、末兩狀態的六個狀態參量，特別是壓強。第三，用理想氣體狀態方程列式，并求解。

35、（4）注意方程中各物理量的單位。T必須是熱力學溫度，公式兩邊中p和V單位必須統一，但不一定是國際單位。2對有相互聯系的兩部分（或幾部分）氣體，我們簡稱之為“關聯氣體”。 研究該類問題時，一般也要先對各部分氣體做“隔離體”。即先分別以各部分氣體為研究對象，分析狀態參量，根據變化特征列出狀態方程；然后分析關聯氣體間壓強的關系、體積的關系等，建立相應的輔助方程。3對討論型、判斷型的氣體問題分析 有一些氣體問題，若根據題給條件作定性分析，會發現氣體的末狀態不能被唯一確定，具有多種可能性，不同的可能性與不同的外界條件相對應，這就形成了兩種類型的氣體問題。一種類型的問題是要對氣體的各種可能狀態一一進行討論

36、（討論型），分析找出每種可能狀態成立的條件及其結論；另一類型的問題是要根據題給條件，進一步定量地分析判斷（判斷型），看看究竟哪種可能狀態是符合題意的真實狀態，繼而對該種狀態進行研究。 分析求解這兩種類型的問題，都要求考慮問題必須全面，對各種可能性都要考慮到；還要善于找出氣體狀態發生轉折和突變的臨界狀態，確定出臨界狀態時對應的一些臨界值。 ：用銷釘固定的活塞把水平放置的容器隔成A、B兩部分，其體積之比，如圖所示，起初A中有溫度為127、壓強為的空氣，B中有壓強為、溫度為27的空氣，拔出銷釘后使活塞無摩擦地移動，（不漏氣）由于器壁緩慢導熱，最后溫度都變成27，活塞也停止住，求最后A中氣體的壓強。

37、解析：對A部分氣體，初態： 末態： 由狀態方程得，即 對B部分氣體：初態： 末態： 由狀態方程得，即 又對A、B兩部分氣體 由聯立得。知識點四氣體分子運動的特點 知識梳理1、氣體分子運動的特點 （1）氣體分子之間的距離很大，大約是分子直徑的10倍，在空間能夠自由移動，可以充滿它所能達到的空間。 （2）分子的運動雜亂無章，在某一時刻，向著任何一個方向運動的分子都有，而且向各個方向運動的氣體分子數目都相等。 （3）每個氣體分子都在做永不停息的運動，常溫下大多數氣體分子的速率都達到數百米每秒，在數量級上相當于子彈的速率。 （4）大量分子的熱運動與統計規律有關，單個分子的運動沒有什么規律，速率分布表現

38、為“中間多，兩頭少”。2、氣體壓強的產生 從分子動理論的觀點看，氣體的壓強是大量氣體分子對容器碰撞而產生的。從微觀角度看，氣體壓強的大小跟兩個因素有關：一個是平均動能，一個是分子密度。 氣體分子的平均動能越大，分子撞擊器壁時對器壁產生的作用力越大，氣體的壓強就越大。而溫度是分子平均動能的標志，可見氣體的壓強跟溫度有關。 氣體分子越密集，每秒撞擊器壁單位面積的分子越多，氣體的壓強就越大，一定質量的氣體體積越小，分子越密集，可見氣體的壓強跟體積有關。 特別提醒： 氣體的壓強：容器中的大量氣體分子對器壁的頻繁碰撞，就對器壁產生一個持續的均勻的壓力，而器壁單位面積上受到的壓力就是氣體的壓強。 決定氣體

39、壓強大小的因素：對于質量一定的某種氣體，氣體的密度越大，單位體積內分子數就越多；氣體的溫度越高，分子的平均速率越大。所以從宏觀上說，氣體壓強的大小是由氣體的密度和溫度共同決定的。氣體密度越大，溫度越高，氣體的壓強就越大。 疑難導析 對氣體實驗定律的微觀解釋1玻意耳定律的微觀解釋 一定質量的理想氣體，分子的總數是一定的，在溫度保持不變時，分子的平均動能保持不變，氣體的體積減小到原來的幾分之一，氣體的密度就增大到原來的幾倍，因此壓強就增大到原來的幾倍，反之亦然，所以氣體的壓強與體積成反比。2查理定律的微觀解釋 一定質量的理想氣體，說明氣體總分子數N不變；氣體體積V不變，則單位體積內的分子數不變；當

40、氣體溫度升高時，說明分子的平均動能增大，則單位時間內跟器壁單位面積上碰撞的分子數增多，且每次碰撞器壁產生的平均沖力增大，因此氣體壓強p將增大。3蓋·呂薩克定律的微觀解釋 一定質量的理想氣體，當溫度升高時，氣體分子的平均動能增大；要保持壓強不變，必須減小單位體積內的分子個數，即增大氣體的體積。 ：一個密閉的絕熱容器中，有一個絕熱的活塞將它隔成A、B兩部分空間，在A、B兩部分空間內封有相同質量的空氣，開始時活塞被銷釘固定，A部分氣體的體積大于B部分氣體的體積，溫度相同，如圖所示。若拔出銷釘后，達到平衡時，A、B兩部分氣體體積為、，則 （ ） A B C D條件不足，不能確定 答案：A 解

41、析：氣體的壓強與氣體分子密度和溫度有關，分子密度越大、溫度越高，壓強越大。開始時A的體積大于B的體積，則A的氣體分子密度小于B氣體分子密度，又它們的溫度相同，所以A的壓強小于B的壓強。拔出銷釘后，活塞向A氣體方向移動，活塞對A氣體做功，而B氣體對活塞做功，使A的氣體分子密度增大，溫度升高，B氣體分子密度減小，溫度降低，直至A、B兩部分氣體壓強相等，此時A的溫度高于B的溫度。又因為最終A、B兩部分氣體壓強相等活塞才能靜止，而它們質量相等，A的溫度高于B的溫度，所以A的氣體分子密度小于B氣體分子密度，則。典型例題透析題型一氣體實驗定律的應用 明確氣體狀態變化的過程屬于等溫、等容及等壓過程的哪一種是

42、求解氣體狀態變化問題的關鍵。分析氣體狀態變化過程的特征，主要從以下兩個方面入手：一是根據題目的條件進行論證（如從力學角度分析壓強情況，判斷是否屬于等壓過程），二是注意挖掘題目的隱含條件（如緩慢壓縮導熱良好的氣缸中的氣體，意味著氣體溫度與環境保持相等）。 1、如圖所示，汽缸放置在水平平臺上，活塞質量為10kg，橫截面積50，厚度1cm，汽缸全長20cm，汽缸質量20Kg，大氣壓強為Pa，當溫度為7時，活塞封閉的氣柱長10cm。若將汽缸倒過來放置時，活塞下方的空氣能通過平臺上的缺口與大氣相通。g取10，求： （1）氣柱多長？ （2）當溫度多高時，活塞剛好接觸平臺？ 思路點撥：先以活塞為研究對象進行

43、受力分析，求出汽缸倒置前后封閉氣體的壓強，再由玻意耳定律即可求出（1）問；明確汽缸倒置后升溫過程為等壓變化從而解答（2）問。 解析： （1）設汽缸倒置前后被封閉氣體的壓強分別為和，氣柱長度分別為和。 倒置過程為等溫變化，由玻意耳定律可得 所以 （2）設倒置后升溫前后封閉氣柱溫度分別為和，升溫后氣柱長度為，則 升溫過程為等壓變化，由蓋·呂薩克定律可得 所以 即溫度升高到100時，活塞剛好接觸平臺。 總結升華：解（2）問時誤認為汽缸剛好接觸平臺，借助汽缸求出氣體的壓強，應用理想氣體的狀態方程得出錯誤結果。舉一反三 【變式】一足夠高的直立氣缸上端開口，用一個厚度不計的活塞封閉了一段高為80

44、cm的氣柱，活塞的橫截面積為0.01，活塞與氣缸間的摩擦不計，氣缸側壁通過一個開口與U形管相連，開口離氣缸底部的高度為70cm，開口管內及U形管內的氣體體積忽略不計。已知如圖所示狀態時氣體的溫度為7，U形管內水銀面的高度差= 5cm，大氣壓強Pa保持不變，水銀的密度。求： （1）活塞的重力。 （2）現在活塞上添加沙粒，同時對氣缸內的氣體加熱，始終保持活塞的高度不變，此過程緩慢進行，當氣體的溫度升高到37時，U形管內水銀的高度差為多少？ （3）保持上一問中的沙粒質量不變，讓氣缸內的氣體逐漸冷卻，那么當氣體的溫度至少降為多少時，U形管內的水銀面變為一樣高？ 解析： （1）活塞的重力=×10×0.05×0.01 N=68N （2）氣缸內的氣體的壓強 因為活塞的位置保持不變，所以氣缸內的氣體近似做等容變化。 由可得=0.134m （3）氣體溫度下降時，氣體的體積會減小，當活塞向下移動到開口下方時，U形管的兩臂均與大氣相通，兩側液面變為一樣高，在此前氣體做等壓變化。 根據可得，。題型二由熱學圖象判斷氣體的狀態變化 （1）看圖象應先看坐標軸表示的物理意義，然后搞清圖象上每一點表示的狀態以及圖象上每條線段表示的物理過程、圖線的斜率等。 （2）熱學圖象上的點表示相應的狀態，因此熱學圖象常與氣體狀態方程結合求解。 2、一定質量的理想氣體，由狀態 A 變