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十五、選修3-3板塊
基礎(chǔ)回扣
1.分子動理論的三個觀點(diǎn)
(1)物質(zhì)是由大量分子組成的。
①分子的大小:分子直徑的數(shù)量級為10-10m。分子直徑的估測方法:油膜法。
②阿伏加德羅常數(shù)
a.1 mol的任何物質(zhì)中含有相同的分子數(shù),用符號NA表示,NA=6.021023mol-1。
b.NA是聯(lián)系宏觀量和微觀量的橋梁,NA=Mmolm分,NA=VmolV分。(該公式液體、固體能用,氣體不能用)
(2)分子永不停息地做無規(guī)則熱運(yùn)動
①擴(kuò)散現(xiàn)象:相互接觸的不同物質(zhì)互相進(jìn)入對方的現(xiàn)象。溫度越高,擴(kuò)散越快。
②布朗運(yùn)動的特點(diǎn):永不停息、無規(guī)則運(yùn)動;顆粒越小,運(yùn)動越劇烈;溫度越高,運(yùn)動越劇烈;運(yùn)動軌跡不確定。
③布朗運(yùn)動是由于固體小顆粒受到周圍液體分子熱運(yùn)動的撞擊力的不平衡而引起的,它是液體分子做無規(guī)則運(yùn)動的間接反映。課本中描繪出的圖像是某固體顆粒每隔30秒的位置的連線,并不是該顆粒的運(yùn)動軌跡。
(3)分子之間存在引力和斥力
分子力和分子勢能隨分子間距離變化的規(guī)律如下:
分子力F
分子勢能Ep
變化圖像
隨分子間距離的變化情況
r
r0
F引和F斥都隨r的增大而減小,隨r的減小而增大,F引>F斥,F表現(xiàn)為引力
r增大,分子力做負(fù)功,分子勢能增加;
r減小,分子力做正功,分子勢能減小
r=r0
F引=F斥,F=0
分子勢能最小,但不為零
r>10r0(10-9m)
F引和F斥都已十分微弱,可以認(rèn)為F=0
分子勢能為零
在圖線表示F、Ep隨r變化規(guī)律中,要注意它們的區(qū)別:r=r0處,F=0,Ep最小。在讀Ep-r圖像時還應(yīng)注意分子勢能的“+”“-”值是參與比較大小的。
2.分子動能、分子勢能和物體的內(nèi)能
分子動能
分子勢能
內(nèi)能
定義
分子無規(guī)則運(yùn)動的動能
分子間有作用力,由分子間相對位置決定的勢能
物體中所有分子的熱運(yùn)動的動能和分子勢能的總和
影響
因素
微觀
分子運(yùn)動的快慢
分子相對位置,分子力
分子動能、分子勢能、分子數(shù)
宏觀
溫度
體積
溫度、體積、物質(zhì)的量
改變方式
升高或降低溫度
增大或減小體積
做功和熱傳遞(二者實(shí)質(zhì)不一樣)
說明:(1)溫度是分子平均動能的標(biāo)志;
(2)溫度、分子動能、分子勢能及內(nèi)能只對大量分子才有意義;
(3)任何物體都具有內(nèi)能;
(4)體積增大分子勢能不一定增大。(如水變成冰)
3.氣體壓強(qiáng)的微觀解釋
氣體的壓強(qiáng)與氣體分子的平均動能和氣體分子的密集程度(單位體積內(nèi)的分子數(shù))有關(guān)。從宏觀角度看,氣體的壓強(qiáng)跟溫度和體積有關(guān)。
4.晶體與非晶體
晶體
非晶體
單晶體
多晶體
熔點(diǎn)
確定
不確定
粒子排列
規(guī)則
不規(guī)則
形狀
規(guī)則
不規(guī)則
物理性質(zhì)
各向異性
各向同性
形成與
轉(zhuǎn)化
有的物質(zhì)在不同條件下能夠形成不同的形態(tài),同種物質(zhì)可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn),有些晶體在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為非晶體,有些非晶體在一定條件下也可以轉(zhuǎn)化為晶體
5.液晶物理性質(zhì)具有液體的流動性具有某些晶體的光學(xué)各向異性在某個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章的
6.液體的表面張力
(1)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。
(2)方向:表面張力跟液面相切,且跟這部分液面的邊界線垂直。
(3)大小:液體的溫度越高,表面張力越小,液體中溶有雜質(zhì)時,表面張力變小,液體的密度越大,表面張力越大。
7.氣體實(shí)驗(yàn)定律可看做是理想氣體狀態(tài)方程的特例
當(dāng)m不變,T1=T2時,p1V1=p2V2,玻意耳定律。
當(dāng)m不變,V1=V2時,p1T1=p2T2,查理定律。
當(dāng)m不變,p1=p2時,V1T1=V2T2,蓋—呂薩克定律。
理想氣體狀態(tài)方程:m一定時,pVT=C或p1V1T1=p2V2T2
說明:理想氣體:宏觀上講,理想氣體是指在任何條件下始終遵守氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體。實(shí)際氣體在壓強(qiáng)不太大(相對大氣壓)、溫度不太低(相對室溫)的條件下,可視為理想氣體。微觀上講,理想氣體的分子間除碰撞外無其他作用力,即分子間無分子勢能。
8.熱力學(xué)第一定律
(1)熱力學(xué)第一定律表達(dá)式:ΔU=Q+W。
(2)符號規(guī)定:使用時注意符號法則(簡記為:外界對系統(tǒng)取正,系統(tǒng)對外界取負(fù))。對理想氣體,ΔU僅由溫度決定,W僅由體積決定。
(3)三種特殊情況
①若過程是絕熱的,則Q=0,W=ΔU。
②若過程中不做功,即W=0,Q=ΔU。
③若過程的始、末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變,即ΔU=0,則W+Q=0或W=-Q。
9.飽和汽壓
特點(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關(guān)。
10.相對濕度
空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度時水的飽和汽壓之比。即:相對濕度=水蒸氣的實(shí)際壓強(qiáng)同溫下水的飽和汽壓。
回歸小練
(1)如圖所示,壓緊的鉛塊甲和乙“粘”在一起,下列說法中正確的是( )
A.甲下表面與乙上表面的鉛原子都保持靜止
B.甲下表面的鉛原子對乙上表面相鄰鉛原子間的引力一定大于斥力
C.甲下表面的鉛原子對乙上表面鉛原子引力的合力大于斥力的合力
D.甲下表面的鉛原子對乙上表面相鄰鉛原子間只有引力,沒有斥力
(2)4月11日我市凌晨2時氣溫為10 ℃,空氣的相對濕度為98%,10 ℃時水的飽和汽壓為1.2103 Pa。若當(dāng)天空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)不變,則當(dāng)天空氣中水蒸氣的壓強(qiáng) (填“略大于”或“略小于”)1.2103 Pa。下午15時氣溫為25 ℃,空氣的相對濕度 (填“大于”或“小于”)98%。
(3)水銀氣壓計中水銀柱上方混有空氣。當(dāng)實(shí)際大氣壓強(qiáng)相當(dāng)于756 mm高的水銀柱時,水銀氣壓計的讀數(shù)為740 mm,此時管中水銀面到管頂?shù)木嚯x為90 mm。當(dāng)該氣壓計的讀數(shù)為750 mm時,實(shí)際的大氣壓強(qiáng)相當(dāng)于多高的水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)?設(shè)溫度保持不變。
答案精解精析
回歸小練
答案 (1)C (2)略小于 小于 (3)見解析
解析 (1)原子在做永不停息地?zé)o規(guī)則運(yùn)動,不可能保持靜止,A項(xiàng)錯誤;甲下表面的鉛原子與乙上表面相鄰鉛原子間同時存在引力和斥力,對其中一對原子分析沒有意義,只能說整體來看,所有原子間引力的合力大于斥力的合力,B、D選項(xiàng)錯誤,C項(xiàng)正確。
(2)根據(jù)相對濕度=水蒸氣的實(shí)際壓強(qiáng)同溫下水的飽和汽壓,得出水蒸氣的實(shí)際壓強(qiáng)=相對濕度同溫下水的飽和汽壓,則當(dāng)天空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)略小于1.2103 Pa。下午溫度變高,水蒸氣的飽和汽壓變大,空氣的相對濕度小于98%。
(3)根據(jù)玻意耳定律有
(p0-h1)l1S=(p0-h2)l2S
又l2=h1-h2+l1
解得p0=768 mm
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