固體、液體和物態(tài)變化.ppt

第1節(jié) 固體 一 晶體和非晶體 1 晶體 具有規(guī)則的幾何形 幾種晶體的形狀 swf 取一張?jiān)颇副∑?在上面涂一層很薄的石蠟 然后用燒熱的鋼針去接觸云母片 觀察接觸點(diǎn)周圍的石蠟熔化后所成的形狀 再在玻璃片上做同樣的實(shí)驗(yàn) 非晶體 沒有規(guī)則的幾何形狀 常見的非晶體有 玻璃 蜂蠟 松香 瀝青 橡膠等 3 晶體和非晶體的差異 1 在外形上 晶體具有規(guī)則的幾何形狀 非晶體沒有規(guī)則的幾何形狀 晶體非晶體的導(dǎo)熱性能 swf 由此可知 2 在物理性質(zhì)上 晶體的物理性質(zhì)與方向有關(guān) 這種特性叫各向異性 非晶體的物理性質(zhì)在各個(gè)方向是相同的 這種特性叫各向同性 注意 晶體具有各向異性 并不是每種晶體在各種物理性質(zhì)上都表現(xiàn)出各向異性 云母導(dǎo)熱性上表現(xiàn)出顯著的各向異性 而有些晶體在導(dǎo)電性上表現(xiàn)出顯著的各向異性 如方鋁礦 有些晶體在光的折射上表現(xiàn)出顯著的各向異性 如方解石 晶體有一定的熔點(diǎn) 非晶體沒有一定的熔點(diǎn) 4 晶體和非晶體間的轉(zhuǎn)化 1 一種物質(zhì)可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn) 例如水晶 天然水晶是晶體 熔化后再凝結(jié)的水晶 石英玻璃 就是非晶體 即一種物質(zhì)是晶體還是非晶體并不是絕對(duì)的 2 許多非晶體在一定的條件下可以轉(zhuǎn)化為晶體 3 在冷卻得足夠快和冷卻到足夠低的溫度時(shí) 幾乎所有的材料都能成為非晶體 1 單晶體 如果一個(gè)物體就是一個(gè)完整的晶體 這樣的晶體叫做單晶體 例如 雪花 食鹽小顆粒 單晶硅 單晶鍺等 2 多晶體 如果整個(gè)物體是由許多雜亂無(wú)章地排列著的小晶體組成的 這樣的物體叫做多晶體 其中的小晶體叫做晶粒 1 多晶體沒有規(guī)則的幾何形狀 2 多晶體 不顯示各向異性 每一晶粒內(nèi)部都是各向異性的 有確定的熔點(diǎn) 固體是否有確定的熔點(diǎn) 可作為區(qū)分晶體非晶體的標(biāo)志 二 單晶體和多晶體 3 多晶體和非晶體比較 1 多晶體和非晶體都沒有規(guī)則的幾何形狀 2 多晶體有一定的熔點(diǎn) 非晶體沒有一定的熔點(diǎn) 3 多晶體和非晶體的一些物理性質(zhì)都表現(xiàn)為各向同性 例題 下列說法中正確的是A 常見的金屬材料都是多晶體B 只有非晶體才顯示各向同性C 凡是具有規(guī)則天然幾何形狀的物體必定是單晶體D 多晶體不顯示各向異性 A C D 解析 常見的金屬 金 銀 銅 鐵 鋁 錫 鉛等都是多晶體 選項(xiàng)A正確 因?yàn)榉蔷w和多晶體的物理性質(zhì)都表現(xiàn)為各向同性 所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤 這項(xiàng)D正確 有天然規(guī)則的幾何形狀的物體一定是單晶體 選項(xiàng)C正確 該題的正確答案為A C D 第2節(jié) 液體 一 液體的微觀結(jié)構(gòu) 1 液體有一定的體積 不易被壓縮 這一特點(diǎn)跟固體 樣 另一方面又像氣體 沒有一定的形狀 具有流動(dòng)性 2 液體的分子間距離大約為r0 相互作用較強(qiáng) 液體分子的熱運(yùn)動(dòng)主要表現(xiàn)為在平衡位置附近做微小的振動(dòng) 這一點(diǎn)跟固體分子的運(yùn)動(dòng)情況類似 但液體分子沒有固定的平衡位置 它們?cè)谀骋黄胶馕恢酶浇駝?dòng)一小段時(shí)間后 又轉(zhuǎn)到另一個(gè)平衡位置去振動(dòng) 這就是液體具有流動(dòng)性的原因 這一個(gè)特點(diǎn)明顯區(qū)別于固體 3 液體與非晶體的微觀結(jié)構(gòu)很類似 非晶體隨著溫度的升高而逐漸軟化 流動(dòng)性也逐漸增加 因此 有時(shí)把非晶體看作是過冷液體 而固體往往只專指晶體 一 液體的微觀結(jié)構(gòu) 為什么液體表面具有收縮的趨勢(shì)呢 液體表面有一層跟氣體接觸的薄層 叫做表面層 處于表面層的液體分子 一方面受到上方氣體分子作用 另一方面又受到下方液體分子作用 而液體分子比氣體分子的作用強(qiáng) 所以 表面層分子排列比液體內(nèi)部要稀疏些 分子間距離較液體內(nèi)部也大一點(diǎn) 在表面層里 分子間的距離大 分子間的相互作用表現(xiàn)為引力 如果在液面上劃一條分界線MN 把液面分為 1 和 2 兩部分 那么 由于表面層中分子間的引力 液面 1 對(duì)液面 2 有引力F1的作用 液面 2 對(duì)液面 1 有引力F2的作用 F1和F2大小相等 方向相反 像這種液面各部分間相互吸引的力 叫做表面張力 液體的表面張力使液面具有收縮的趨勢(shì) 在體積相等的各種形狀的物體中 球形物體的表面積最小 所以草葉上的露珠 小水銀滴等 都因表面張力使液面收縮而呈球形 三 浸潤(rùn)和不浸潤(rùn) 放在潔凈的玻璃板上的一滴水 會(huì)附著在玻璃板上形成薄層 把一塊潔凈的玻璃片浸入水里再取出來 玻璃表面會(huì)沾上一層水 這種現(xiàn)象叫做浸潤(rùn) 放在潔凈的玻璃板上的一滴水銀 能夠在玻璃板上滾來滾去 而不附著在上面 把一塊潔凈的玻璃片浸入水銀里再取出來 玻璃上也不附著水銀 這種現(xiàn)象叫做不浸潤(rùn) 對(duì)玻璃來說 水是浸潤(rùn)液體 對(duì)玻璃來說 水銀是不浸潤(rùn)液體 把浸潤(rùn)液體裝在容器里 例如把水裝在玻璃容器里 由于水浸潤(rùn)玻璃 器壁附近的液面向上彎曲 把不浸潤(rùn)液體裝在容器里 例如把水銀裝在玻璃容器里 由于水銀不浸潤(rùn)玻璃 器壁附近的液面向下彎曲 三 浸潤(rùn)和不浸潤(rùn) 同一種液體 對(duì)一些固體是浸潤(rùn)的 對(duì)另一些固體是不浸潤(rùn)的 水能浸潤(rùn)玻璃 但不能浸潤(rùn)石蠟 水銀不能浸潤(rùn)玻璃 但能浸潤(rùn)鉛 我們用的毛巾都是用能被水浸潤(rùn)的織物做成的 能夠用墨水在紙上寫字 是因?yàn)樗玫募埍荒?rùn) 脫脂棉脫脂的目的 在于使它從不能被水浸潤(rùn)變?yōu)榭梢员凰?rùn) 以便吸取藥水 各種游禽用嘴把由體內(nèi)分泌出來的油脂涂在自己的羽毛上 使羽毛不被水浸潤(rùn) 觀察浸潤(rùn)液體和不浸潤(rùn)液體在細(xì)管里發(fā)生的現(xiàn)象 把幾根內(nèi)徑不同的細(xì)玻璃管插入水中 可以看到管里的水面比容器里的水面高 管的內(nèi)徑越小 管里的水面越高 如果把這些細(xì)玻璃管插入水銀中 發(fā)生的現(xiàn)象正好相反 管里的水銀面比容器里的水銀面低 管的內(nèi)徑越小 管里的水銀面越低 浸潤(rùn)液體在細(xì)管里上升的現(xiàn)象和不浸潤(rùn)液體在細(xì)管里下降的現(xiàn)象 叫做毛細(xì)現(xiàn)象 能夠發(fā)生毛細(xì)現(xiàn)象的管叫做毛細(xì)管 四 毛細(xì)現(xiàn)象 毛巾吸汗 磚塊吸水 粉筆吸墨水 都是常見的毛細(xì)現(xiàn)象 在紙張 棉花 毛巾 粉筆 木材 土壤 磚塊等物體內(nèi)部有許多細(xì)小的孔道 起著毛細(xì)管作用 原來 浸潤(rùn)液體跟毛細(xì)管內(nèi)壁接觸時(shí) 引起液面的彎曲 使液面變大 而表面張力的收縮作用要使液面減小 于是管內(nèi)液體隨著上升 以減小液面 直到表面張力向上的拉引作用跟管內(nèi)升高的液柱的重力達(dá)到平衡時(shí) 管內(nèi)液體停止上升 穩(wěn)定在一定的高度 應(yīng)用 土壤里有很多毛細(xì)管 地下的水分可以沿著它們上升到地面 如果要保存地下的水分 就要把地面的土壤鋤松 破壞這些土壤里的毛細(xì)管 相反 如果想把地下的水分引上來 就不僅要保持土壤里的毛細(xì)管 而且還要使它們變得更細(xì) 這時(shí)就要用滾子壓緊土壤 防止 在建筑房屋的時(shí)候 在砌磚的地基上鋪一層油氈或涂過瀝青的厚紙 防止地下的水分沿著砸實(shí)的地基以及磚墻的毛細(xì)管上升 以使房屋保持干燥 液晶態(tài)是介于固態(tài)和液態(tài)之間的中間態(tài) 一方面像液體具有流動(dòng)性 另一方面又像晶體 分子在特定方向排列比較整齊 具有各向異性 人們把物質(zhì)的這種狀態(tài)叫做液晶態(tài) 把處于這種狀態(tài)的物質(zhì)叫做液晶 五 液晶 組成晶體的物質(zhì)微粒 分子 原子或離子 依照一定的規(guī)律在空間有序排列 構(gòu)成空間點(diǎn)陣 所以液晶表現(xiàn)為各向異性 液體卻表現(xiàn)分子排列無(wú)序性和流動(dòng)性 液晶分子既保持排列有序性 保持各向異性 又可以自由移動(dòng) 位置無(wú)序 因此也保持流動(dòng)性 1 關(guān)于液體的表面張力的下列說法中正確的是 A 由于液體的表面張力使表面層內(nèi)液體分子間的平均距離小于r0B 由于液體的表面張力使表面層內(nèi)液體分子間的平均距離大于r0C 產(chǎn)生表面張力的原因是表面層內(nèi)液體分子間只有引力沒有斥力D 表面張力使液體的表面有收縮的趨勢(shì) 分析與解 由分子運(yùn)動(dòng)論可知 在液體與空氣接觸面附近的液體分子 液面上方的空氣分子對(duì)它們的作用極其微弱 所以它們基本上只受到液體內(nèi)部分子的作用 因而在液面處便形成一個(gè)特殊的薄層 稱為表面層 在液體表面層內(nèi) 分子的分布比液體內(nèi)部稀疏 它們之間的距離r r0 分子間作用力表現(xiàn)為引力 因此液體表面有收縮的趨勢(shì) D 2 下列現(xiàn)象中 由表面張力引起的現(xiàn)象是 A 酒精和水混合后體積減小B 水銀溫度計(jì)中的水銀柱的升或降C 荷葉上的小水球呈球形D 洗頭發(fā)時(shí) 當(dāng)頭發(fā)浸泡在水中時(shí)呈散開狀 露出水面后頭發(fā)聚攏到一起 分析與解因?yàn)橐后w表面張力使液面具有收縮的趨勢(shì) 故選項(xiàng)C和D是正確的 酒精和水混合后體積減小 是由于分子間存在著空隙形成的 水銀柱的升降是由于水銀柱的熱脹和冷縮造成的 CD 3 分別畫出細(xì)玻璃管中水銀柱和水柱上下表面的形狀 4 液體和固體接觸時(shí) 附著層表面具有縮小的趨勢(shì)是因?yàn)?A 附著層里液體分子比液體內(nèi)部分子稀疏 B 附著層里液體分子相互作用表現(xiàn)為引力 C 附著層里液體分子相互作用表現(xiàn)為斥力 D 固體分子對(duì)附著層里液體分子的引力比液體分子之間的引力強(qiáng) 分析 首先從題設(shè)中看出液體對(duì)固體來說是不浸潤(rùn)的 而后再對(duì)附著層液體分子的作用進(jìn)行研究 在出現(xiàn)不浸潤(rùn)現(xiàn)象時(shí) 在附著層里出現(xiàn)了眼表面張力相似的收縮力 即引力 并且附著層里分子的分布 雖比起表面層要密一些 但比起液內(nèi)還是要稀疏 所以附著層分子受引力比液內(nèi)分子受引力要大些 AB 5 分別畫出插入在水槽和水銀槽中的細(xì)玻璃管中液柱的大概位置 6 液體在毛細(xì)管中 液面上升是由于液體層分子的力和層分子間的相互作用的結(jié)果 當(dāng)與上升液柱相等時(shí) 液柱就不再上升 附著層 相斥 表面層 表面張力 重力 8 關(guān)于液晶下列說法正確的是 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 但不穩(wěn)定C 電子手表中的液晶在外加電壓的影響下 能夠發(fā)光D 所有物質(zhì)在一定條件下都能成為液晶 B 9 液晶只存在于一定的溫度范圍以內(nèi) 溫度低于這個(gè)溫度范圍的下限 液晶失去液體的流動(dòng)性成為 溫度高于它的上限 液體變?yōu)楦飨蛲缘?普通晶體 透明液體 第三節(jié) 飽和汽與飽和汽壓 1 汽化 物質(zhì)從液態(tài)變成氣態(tài)的過程 2 蒸發(fā) 發(fā)生在液體表面 即液體分子由液體表面跑出去的過程 表面積 溫度 通風(fēng) 說明 蒸發(fā)可使液體降溫 液面氣壓高低 一 蒸發(fā)與沸騰 4 沸騰 在一定大氣壓下 加熱液體到某一溫度時(shí) 在液體表面和內(nèi)部同時(shí)發(fā)生的劇烈的汽化現(xiàn)象 相應(yīng)的溫度叫沸點(diǎn) 注 沸點(diǎn)與液面上氣體的壓強(qiáng)有關(guān) 方式 項(xiàng)目 都是汽化現(xiàn)象 都能使液體變?yōu)闅怏w 都吸收熱量 液面 內(nèi)部 液面同時(shí)進(jìn)行 任何溫度 一定溫度 沸點(diǎn) 緩慢 劇烈 降低 不變 1 液體溫度的高低2 液體表面積的大小3 液體表面空氣流動(dòng)的快慢4 液體汽壓的高低 液面氣壓的高低 沸點(diǎn)與液面上氣體的壓強(qiáng)有關(guān) 沸騰 在一定大氣壓下 加熱液體到某一溫度時(shí) 在液體表面和內(nèi)部同時(shí)發(fā)生的劇烈的汽化現(xiàn)象 相應(yīng)的溫度叫沸點(diǎn) 1 飽和汽 在密閉容器中的液體不斷的蒸發(fā) 液面上的蒸氣也不斷地凝結(jié) 當(dāng)這兩個(gè)同時(shí)存在的過程達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí) 宏觀的蒸發(fā)也停止了 這種與液體處于動(dòng)態(tài)平衡的蒸氣叫做飽和汽 2 未飽和汽 3 飽和汽壓 沒有達(dá)到飽和狀態(tài)的蒸氣 在一定溫度下 飽和汽的分子數(shù)密度是一定的 因而飽和汽的壓強(qiáng)也是一定的 這個(gè)壓強(qiáng)叫做這種液體的飽和汽壓 二 飽和汽和飽和汽壓 說明 1 飽和汽壓隨溫度的升高而增大 2 飽和汽壓與蒸氣所占的體積無(wú)關(guān) 也和這種體積中有無(wú)其他氣體無(wú)關(guān) 3 液體沸騰的條件就是飽和汽壓和外部壓強(qiáng)相等 說明 1 飽和汽壓隨溫度的升高而增大 溫度升高時(shí) 分子平均動(dòng)能增大 單位時(shí)間內(nèi)逸出液面的分子數(shù)增多 于是原來的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)被破壞 空間氣態(tài)分子密度逐漸增大 導(dǎo)致單位時(shí)間內(nèi)返回的分子數(shù)增多 從而達(dá)到新的條件下的動(dòng)態(tài)平衡 2 飽和汽壓與蒸氣所占的體積無(wú)關(guān) 也和這種體積中有無(wú)其他氣體無(wú)關(guān) a 往一個(gè)真空容器中注入液體 表面的上方形成飽和蒸汽時(shí) 表面的上方空間的氣壓就是飽和汽壓 b 往一個(gè)密閉的原來有空氣的容器中注入液體 表面的上方形成飽和蒸汽時(shí) 表面的上方空間的氣壓不等于飽和汽壓 而是飽和汽壓與空氣壓強(qiáng)的總和 c 液體的飽和汽壓只指這種氣體的分氣壓 2 飽和汽壓與蒸氣所占的體積無(wú)關(guān) 也和這種體積中有無(wú)其他氣體無(wú)關(guān) 3 液體沸騰的條件就是飽和汽壓和外部壓強(qiáng)相等 1 絕對(duì)濕度 空氣里所含水汽的壓強(qiáng) 2 相對(duì)濕度 在某一溫度下 水蒸汽的壓強(qiáng)與同溫度下飽和汽壓的比 稱為空氣的相對(duì)濕度 三 空氣的濕度 第4節(jié) 物態(tài)變化中的能量交換 固態(tài) 液態(tài) 氣態(tài) 熔化吸熱 汽化吸熱 凝固放熱 液化放熱 物質(zhì)從固態(tài)變成液態(tài)的過程 物質(zhì)從液態(tài)變成固態(tài)的過程 熔化是凝固的逆過程 1 熔化與凝固 熔化 凝固 一 熔化熱 由于固體分子間的強(qiáng)大作用 固體分子只能在各自的平衡位置附近振動(dòng) 對(duì)固體加熱 在其熔解之前 獲得的能量主要轉(zhuǎn)化為分子的動(dòng)能 使物體溫度升高 當(dāng)溫度升高到一定程度 一部分分子的能量足以克服其他分子的束縛 從而可以在其他分子間移動(dòng) 固體開始熔解 問題1 為什么熔化要吸熱 2 熔化熱 某種晶體熔化過程中所需的能量與其質(zhì)量之比 稱做這種晶體的熔化熱 一定質(zhì)量的晶體 熔化時(shí)吸收的熱量與凝固時(shí)放出的熱量相等 3 熔化時(shí)吸收的熱量 Q m 問題2 為什么晶體有確定的熔點(diǎn)和熔化熱 非晶體卻沒有 晶體熔化過程中 當(dāng)溫度達(dá)到熔點(diǎn)時(shí) 吸收的熱量全部用來破壞空間點(diǎn)陣 增加分子勢(shì)能 而分子平均動(dòng)能卻保持不變 所以晶體有固定的