新教材人教版高中物理選擇性必修第三冊(cè)全冊(cè)各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)考點(diǎn)

高中物理選擇性必修第三冊(cè)全冊(cè)知識(shí)點(diǎn)匯總第一章分子動(dòng)理論 11．分子動(dòng)理論的基本內(nèi)容 12.實(shí)驗(yàn)：用油膜法估測(cè)油酸分子的大小 73.分子運(yùn)動(dòng)速率分布規(guī)律 10第二章氣體、固體和液體 211.溫度和溫標(biāo) 212.氣體的等溫變化 283.氣體的等壓變化和等容變化 334.固體 455.液體 50第三章熱力學(xué)定律 551．功、熱和內(nèi)能的改變 552.熱力學(xué)第一定律 613.能量守恒定律 614.熱力學(xué)第二定律 66第四章原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性 721.普朗克黑體輻射理論 722.光電效應(yīng) 723．原子的核式結(jié)構(gòu)模型 814.氫原子光譜和玻爾的原子模型 885.粒子的波動(dòng)性和量子力學(xué)的建立 96第五章原子核 1011．原子核的組成 1012.放射性元素的衰變 1073.核力與結(jié)合能 1144.核裂變與核聚變 1205.“基本”粒子 120第一章分子動(dòng)理論1．分子動(dòng)理論的基本內(nèi)容一、物體是由大量分子組成的1．分子：把組成物體的微粒統(tǒng)稱為分子。2．1mol水中含有水分子的數(shù)量就達(dá)6.02×1023個(gè)。二、分子熱運(yùn)動(dòng)1．?dāng)U散(1)擴(kuò)散：不同的物質(zhì)能夠彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象。(2)產(chǎn)生原因：由物質(zhì)分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。(3)發(fā)生環(huán)境：物質(zhì)處于固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)時(shí)，都能發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象。(4)意義：證明了物質(zhì)分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。(5)規(guī)律：溫度越高，擴(kuò)散現(xiàn)象越明顯。2．布朗運(yùn)動(dòng)(1)概念：把懸浮微粒的這種無規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫作布朗運(yùn)動(dòng)。(2)產(chǎn)生的原因：大量液體(氣體)分子對(duì)懸浮微粒撞擊的不平衡造成的。(3)布朗運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)：永不停息、無規(guī)則。(4)影響因素：微粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯，溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越激烈。(5)意義：布朗運(yùn)動(dòng)間接地反映了液體(氣體)分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性。3．熱運(yùn)動(dòng)(1)定義：分子永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。(2)宏觀表現(xiàn)：擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)。(3)特點(diǎn)①永不停息；②運(yùn)動(dòng)無規(guī)則；③溫度越高，分子的熱運(yùn)動(dòng)越激烈。三、分子間的作用力1．分子間有空隙(1)氣體分子的空隙：氣體很容易被壓縮，說明氣體分子之間存在著很大的空隙。(2)液體分子間的空隙：水和酒精混合后總體積會(huì)減小，說明液體分子間有空隙。(3)固體分子間的空隙：壓在一起的金片和鉛片，各自的分子能擴(kuò)散到對(duì)方的內(nèi)部，說明固體分子間也存在著空隙。2．分子間作用力(1)當(dāng)用力拉伸物體時(shí)，物體內(nèi)各部分之間要產(chǎn)生反抗拉伸的作用力，此時(shí)分子間的作用力表現(xiàn)為引力。(2)當(dāng)用力壓縮物體時(shí)，物體內(nèi)各部分之間會(huì)產(chǎn)生反抗壓縮的作用力，此時(shí)分子間的作用力表現(xiàn)為斥力。說明：分子間的作用力指的是分子間相互作用引力和斥力的合力。四、分子動(dòng)理論1．內(nèi)容：物體是由大量分子組成的，分子在做永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，分子之間存在著相互作用力。2．由于分子熱運(yùn)動(dòng)是無規(guī)則的，對(duì)于任何一個(gè)分子都具有偶然性，但對(duì)大量分子的整體而言，表現(xiàn)出規(guī)律性。分子熱運(yùn)動(dòng)教材P4“思考與討論”答案提示：因?yàn)榛ǚ畚⒘Ｔ诟鱾€(gè)瞬間受到較強(qiáng)撞擊的方向是無規(guī)則的，所以花粉微粒的運(yùn)動(dòng)是無規(guī)則的，微粒越小，某時(shí)刻與它相撞的分子數(shù)越少，來自各方向的沖擊力越不易平衡，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯。冬天在我國(guó)北方很多地方易出現(xiàn)霧霾天氣，如圖所示。霧霾霧霾極大地影響了人們的視線，也給交通帶來不便，你知道霾的小顆粒在做什么運(yùn)動(dòng)嗎？這種運(yùn)動(dòng)與小顆粒大小有關(guān)嗎？提示：霾的小顆粒做布朗運(yùn)動(dòng)。顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯。1．對(duì)擴(kuò)散的理解(1)影響擴(kuò)散現(xiàn)象明顯程度的因素①物態(tài)Ⅰ.氣態(tài)物質(zhì)的擴(kuò)散最快、現(xiàn)象最顯著。Ⅱ.固態(tài)物質(zhì)的擴(kuò)散最慢，短時(shí)間內(nèi)現(xiàn)象非常不明顯。Ⅲ.液態(tài)物質(zhì)的擴(kuò)散現(xiàn)象明顯程度介于氣態(tài)與固態(tài)之間。②溫度：在兩種物質(zhì)一定的前提下，擴(kuò)散現(xiàn)象發(fā)生的顯著程度與物質(zhì)的溫度有關(guān)，溫度越高，擴(kuò)散現(xiàn)象越顯著。③濃度差：兩種物質(zhì)的濃度差越大，擴(kuò)散現(xiàn)象越顯著。(2)分子運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)特點(diǎn)①永不停息：不分季節(jié)，也不分白天和黑夜，分子每時(shí)每刻都在運(yùn)動(dòng)。②無規(guī)則：?jiǎn)蝹€(gè)分子的運(yùn)動(dòng)無規(guī)則，但大量分子的運(yùn)動(dòng)又具有規(guī)律性，總體上分子由濃度大的地方向濃度小的地方運(yùn)動(dòng)。2．布朗運(yùn)動(dòng)(1)無規(guī)則性懸浮微粒受到液體分子在各個(gè)方向上撞擊的不平衡是形成布朗運(yùn)動(dòng)的原因。由于液體分子的運(yùn)動(dòng)是無規(guī)則的，使微粒受到較強(qiáng)撞擊的方向也不確定，所以布朗運(yùn)動(dòng)是無規(guī)則的。(2)影響因素①微粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯：懸浮微粒越小，某時(shí)刻與它相撞的分子數(shù)越少，來自各方向的沖擊力越不平衡；另外微粒越小，其質(zhì)量也就越小，相同沖擊力下產(chǎn)生的加速度越大。因此，微粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯。②溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越激烈：溫度越高，液體分子的運(yùn)動(dòng)(平均)速率越大，對(duì)懸浮于其中的微粒的撞擊作用也越大，產(chǎn)生的加速度也越大，因此溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越激烈。(3)實(shí)質(zhì)布朗運(yùn)動(dòng)不是分子的運(yùn)動(dòng)，而是懸浮微粒的運(yùn)動(dòng)。布朗運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性反映了液體分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性；布朗運(yùn)動(dòng)與溫度有關(guān)，表明液體分子運(yùn)動(dòng)的激烈程度與溫度有關(guān)?！纠?】(多選)如圖所示是做布朗運(yùn)動(dòng)的小顆粒的運(yùn)動(dòng)路線記錄的放大圖，以小顆粒在A點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，每隔30s記下小顆粒的一個(gè)位置，得到B、C、D、E、F、G等點(diǎn)，關(guān)于小顆粒在75s末時(shí)的位置，以下敘述中正確的是()A．一定在CD連線的中點(diǎn)B．一定不在CD連線的中點(diǎn)C．可能在CD連線靠近C的位置D．可能在CD連線上，但不一定是CD連線的中點(diǎn)CD[布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮微粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，從顆粒運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)計(jì)時(shí)，每隔30s，記下顆粒的一個(gè)位置，其連線并不是小顆粒運(yùn)動(dòng)的軌跡，所以在75s末時(shí)，其所在位置不能在圖中確定，故C、D正確。]布朗運(yùn)動(dòng)中微粒的運(yùn)動(dòng)是“無規(guī)則”的，即實(shí)驗(yàn)中不同時(shí)刻微粒位置的連線并非其運(yùn)動(dòng)軌跡，而是人為畫出的，這是理解該實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。分子間的作用力把一塊洗干凈的玻璃板吊在橡皮筋的下端，使玻璃板水平接觸水面如圖所示，現(xiàn)在要想使玻璃板離開水面，所用的拉力比其重力大，還是相等？提示：大于重力。在玻璃板被提起時(shí)，要受到水面上的水分子的引力，所以拉力要大于玻璃板的重力。1．分子力：在任何情況下，分子間總是同時(shí)存在著引力和斥力，而實(shí)際表現(xiàn)出來的分子力是分子引力和斥力的合力。2．分子力與分子間距離變化的關(guān)系：(1)平衡位置：分子間距離r＝r0時(shí)，引力與斥力大小相等，分子力為零。平衡位置即分子間距離等于r0(數(shù)量級(jí)為10－10m)的位置。(2)分子間的引力和斥力隨分子間距離r的變化關(guān)系：分子間的引力和斥力都隨分子間距離r的增大而減小，但斥力減小得更快。(3)分子力與分子間距離變化的關(guān)系及分子力模型分子力F隨分子間距離r的變化關(guān)系圖像分子間距離分子力分子力模型r＝r0零r<r0表現(xiàn)為斥力，且分子力隨分子間距的增大而減小r>r0表現(xiàn)為引力，且分子力隨分子間距的增大，先增大后減小【例2】如圖所示，設(shè)有一分子位于圖中的坐標(biāo)原點(diǎn)O處不動(dòng)，另一分子可位于正x軸上不同位置處，圖中縱坐標(biāo)表示這兩個(gè)分子間分子力的大小，兩條曲線分別表示斥力或引力的大小隨兩分子間距離變化的關(guān)系，e為兩曲線的交點(diǎn)，則下列說法正確的是()A．a(chǎn)b線表示引力，cd線表示斥力，e點(diǎn)的橫坐標(biāo)約為10－15mB．a(chǎn)b線表示斥力，cd線表示引力，e點(diǎn)的橫坐標(biāo)約為10－10mC．a(chǎn)b線表示引力，cd線表示斥力，e點(diǎn)的橫坐標(biāo)約為10－10mD．a(chǎn)b線表示斥力，cd線表示引力，e點(diǎn)的橫坐標(biāo)約為10－15mB[由于分子間斥力的大小隨兩分子間距離變化比引力快，所以圖中曲線ab表示斥力，cd表示引力，e點(diǎn)引力和斥力平衡，分子間距為r0，數(shù)量級(jí)為10－10m，故選項(xiàng)B正確。]分子間作用力問題的分析方法(1)首先要清楚分子間同時(shí)存在分子引力和分子斥力。(2)分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小，斥力減小得更快。(3)分子力是指分子間引力和斥力的合力。(4)分子力比較復(fù)雜，要抓住兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：一是r＝r0時(shí)，分子力為零，此時(shí)分子間引力和斥力大小相等，均不為零；二是r≥10r0時(shí)，分子力很小，引力、斥力均可近似看作零。2.實(shí)驗(yàn)：用油膜法估測(cè)油酸分子的大小一、實(shí)驗(yàn)思路把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，使油酸在水面上形成單分子油膜，則油膜厚度即為油酸分子的直徑。二、實(shí)驗(yàn)步驟1．在淺盤中倒入約2cm深的水，將爽身粉均勻撒在水面上。2．用注射器往小量筒中滴入1mL油酸酒精溶液，記下滴入的滴數(shù)n，算出一滴油酸酒精溶液的體積V0。3．將一滴油酸酒精溶液滴在淺盤的液面上。4．待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將玻璃放在淺盤上，用水彩筆(或鋼筆)畫出油酸薄膜的形狀。5．將玻璃放在坐標(biāo)紙上，算出油酸薄膜的面積S；或者玻璃板上有邊長(zhǎng)為1cm的方格，則也可通過數(shù)方格數(shù)，算出油酸薄膜的面積S。6．根據(jù)已配好的油酸酒精溶液的濃度，算出一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V。7．計(jì)算油酸薄膜的厚度d＝eq\f(V,S)，即為油酸分子直徑的大小。三、注意事項(xiàng)1．實(shí)驗(yàn)前，必須把所有的實(shí)驗(yàn)用具擦洗干凈，實(shí)驗(yàn)時(shí)吸取油酸、酒精和溶液的移液管要分別專用，不能混用，否則會(huì)增大誤差，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。2．待測(cè)油酸面擴(kuò)散后又收縮，要在穩(wěn)定后再畫輪廓，擴(kuò)散后又收縮有兩個(gè)原因：一是水面受油酸液滴的沖擊凹陷后又恢復(fù)；二是酒精揮發(fā)后液面收縮。3．本實(shí)驗(yàn)只要求估算分子大小，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的數(shù)量級(jí)符合要求即可。4．爽身粉不宜撒得過厚，油酸酒精溶液的濃度以小于eq\f(1,1000)為宜。5．向水面滴油酸酒精溶液時(shí)，應(yīng)靠近水面，不能離水面太高，否則油膜輪廓難以形成。四、數(shù)據(jù)分析計(jì)算方法：1．一滴油酸溶液的平均體積eq\o(\s\up12(—),V)＝eq\f(N滴油酸溶液的體積,N)。2．一滴油酸溶液中含純油酸的體積V＝eq\o(\s\up12(—),V)×油酸溶液的體積比。(體積比＝eq\f(純油酸體積,溶液的體積))3．油膜的面積S＝n×1cm2。(n為有效格數(shù)，小方格的邊長(zhǎng)為1cm)4．分子直徑d＝eq\f(V,S)(代入數(shù)據(jù)時(shí)注意統(tǒng)一單位)?！纠?】配制好的油酸酒精溶液為每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.6mL。用滴管向量筒內(nèi)滴50滴上述溶液，量筒中的溶液體積增加1mL。若把一滴這樣的溶液滴入盛水的淺盤中，由于酒精溶于水，油酸在水面展開，穩(wěn)定后形成單分子油膜的形狀如圖所示。(1)若每一小方格的邊長(zhǎng)為30mm，則油酸薄膜的面積為多少平方米？(2)每一滴油酸酒精溶液含有純油酸的體積為多少立方米？(3)根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估算出油酸分子的直徑為多少米。思路點(diǎn)撥：[解析](1)數(shù)出在油膜范圍內(nèi)的格數(shù)(面積大于半個(gè)方格的算一個(gè)，不足半個(gè)的舍去)為85個(gè)，油膜面積約為S＝85×(3.0×10－2)2m2＝7.65×10－2m2。(2)因50滴油酸酒精溶液的體積為1mL，且溶液含純油酸的濃度為ρ＝0.06%，故每滴油酸酒精溶液含純油酸的體積為V0＝eq\f(ρV,N)＝eq\f(0.06%,50)×1×10－6m3＝1.2×10－11m3。(3)把油酸薄膜的厚度視為油酸分子的直徑，可估算出油酸分子的直徑為d＝eq\f(V0,S)＝eq\f(1.2×10－11,7.65×10－2)m≈1.57×10－10m。[答案](1)7.65×10－2m2(2)1.2×10－11m3(3)1.57×10－10m【例2】在“用油膜法估測(cè)油酸分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中，按照油酸與酒精的體積比為m∶n配制油酸酒精溶液，用注射器滴取該溶液，測(cè)得k滴溶液的總體積為V，將一滴溶液滴入淺盤，穩(wěn)定后將油酸膜輪廓描繪在坐標(biāo)紙上，如圖所示。已知坐標(biāo)紙上每個(gè)小正方形的邊長(zhǎng)為a。(1)求油膜的面積；(2)估算油酸分子的直徑。[解析](1)估算油膜面積時(shí)以超過半格按一格計(jì)算，小于半格就舍去的原則，估算出31格，則油酸薄膜面積為S＝31a2。(2)根據(jù)公式V油酸＝dS可得d＝eq\f(V油酸,S)＝eq\f(mV,31a2k(m＋n))。[答案](1)31a2(2)eq\f(mV,31a2k(m＋n))油膜法估測(cè)分子大小的解題思路(1)首先要按比例關(guān)系計(jì)算出1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V。(2)其次采用“互補(bǔ)法”計(jì)算出油膜的面積S。(3)最后利用公式d＝eq\f(V,S)求出分子的直徑。(4)計(jì)算時(shí)注意單位要統(tǒng)一。3.分子運(yùn)動(dòng)速率分布規(guī)律一、氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)1．隨機(jī)事件與統(tǒng)計(jì)規(guī)律(1)必然事件：在一定條件下，若某事件必然出現(xiàn)，這個(gè)事件叫作必然事件。(2)不可能事件：若某事件不可能出現(xiàn)，這個(gè)事件叫作不可能事件。(3)隨機(jī)事件：若在一定條件下某事件可能出現(xiàn)，也可能不出現(xiàn)，這個(gè)事件叫作隨機(jī)事件。(4)統(tǒng)計(jì)規(guī)律：大量隨機(jī)事件的整體往往會(huì)表現(xiàn)出一定的規(guī)律性，這種規(guī)律叫作統(tǒng)計(jì)規(guī)律。2．氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)(1)運(yùn)動(dòng)的自由性：由于氣體分子間的距離比較大，分子間作用力很弱，通常認(rèn)為，氣體分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，不受力而做勻速直線運(yùn)動(dòng)，氣體充滿它能達(dá)到的整個(gè)空間。(2)運(yùn)動(dòng)的無序性：分子的運(yùn)動(dòng)雜亂無章，在某一時(shí)刻，向著任何一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的分子都有，而且向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的氣體分子數(shù)目幾乎相等。說明：常溫下大多數(shù)氣體分子的速率都達(dá)到數(shù)百米每秒，在數(shù)量級(jí)上相當(dāng)于子彈的速率。二、分子運(yùn)動(dòng)速率分布圖像1．圖像如圖所示。2．規(guī)律：在一定溫度下，不管個(gè)別分子怎樣運(yùn)動(dòng)，氣體的多數(shù)分子的速率都在某個(gè)數(shù)值附近，表現(xiàn)出“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律。當(dāng)溫度升高時(shí)，“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律不變，氣體分子的速率增大，分布曲線的峰值向速率大的一方移動(dòng)。3．溫度越高，分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈。說明：溫度升高不是每個(gè)分子的速率都變大，而是速率大的占的百分比變大。三、氣體壓強(qiáng)的微觀解釋1．產(chǎn)生原因氣體的壓強(qiáng)是由氣體中大量做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的分子對(duì)器壁不斷地碰撞產(chǎn)生的。壓強(qiáng)就是在器壁單位面積上受到的壓力。2．從微觀角度來看，氣體壓強(qiáng)的決定因素(1)一方面是氣體分子的平均速率。(2)另一方面是氣體分子的數(shù)密度。氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)1859年麥克斯韋從理論上推導(dǎo)出了氣體分子速率的分布規(guī)律，后來有許多實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這一規(guī)律。若以橫坐標(biāo)v表示分子速率，縱坐標(biāo)f(v)表示各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比，試作出圖像。從圖像中可以看出什么分布規(guī)律？提示：圖像：分布規(guī)律：“中間多，兩頭少”1．分子間的距離較大：使得分子間的相互作用力十分微弱，可認(rèn)為分子間除碰撞外不存在相互作用力，分子在兩次碰撞之間做勻速直線運(yùn)動(dòng)。2．分子間的碰撞十分頻繁：頻繁的碰撞使每個(gè)分子速度的大小和方向頻繁地發(fā)生改變，造成氣體分子做雜亂無章的熱運(yùn)動(dòng)。3．分子的速率分布規(guī)律：大量氣體分子的速率分布呈現(xiàn)中間多(占有分子數(shù)目多)兩頭少(速率大或小的分子數(shù)目少)的規(guī)律。當(dāng)溫度升高時(shí)，“中間多”的這一“高峰”向速率大的一方移動(dòng)。即速率大的分子數(shù)目增多，速率小的分子數(shù)目減少，分子的平均速率增大，分子的熱運(yùn)動(dòng)劇烈?！纠?】(多選)根據(jù)氣體分子動(dòng)理論，氣體分子運(yùn)動(dòng)的劇烈程度與溫度有關(guān)，下列表格中的數(shù)據(jù)是研究氧氣分子速率分布規(guī)律而列出的。按速率大小劃分的區(qū)間(m/s)各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比(%)0℃100℃100以下1.40.7100～2008.15.4200～30017.011.9300～40021.417.4400～50020.418.6500～60015.116.7600～7009.212.9700～8004.57.9800～9002.04.6900以上0.93.9依據(jù)表格內(nèi)容，以下四位同學(xué)所總結(jié)的規(guī)律正確的是()A．不論溫度多高，速率很大和很小的分子總是少數(shù)B．溫度變化，表現(xiàn)出“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律要改變C．某一溫度下，速率都在某一數(shù)值附近，離開這個(gè)數(shù)值越遠(yuǎn)，分子越少D．溫度增加時(shí)，速率小的分子數(shù)減少了ACD[溫度變化，表現(xiàn)出“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律是不會(huì)改變的，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和統(tǒng)計(jì)規(guī)律可知，選項(xiàng)A、C、D正確。]氣體分子速率分布規(guī)律(1)在一定溫度下，所有氣體分子的速率都呈“中間多、兩頭少”的分布。(2)溫度越高，速率大的分子所占比例越大。(3)溫度升高，氣體分子的平均速率變大，但具體到某一個(gè)氣體分子，速率可能變大也可能變小，無法確定?！疽活}多變】試作出例題中的分子運(yùn)動(dòng)速率分布圖像。[解析]分子運(yùn)動(dòng)速率分布圖像如圖所示：橫坐標(biāo)：表示分子的速率縱坐標(biāo)：表示各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比。氣體壓強(qiáng)的微觀解釋借助鉛筆，把氣球塞進(jìn)一只瓶子里，并拉大氣球的吹氣口，反扣在瓶口上，如右圖所示，然后給氣球吹氣，無論怎么吹，氣球不過大了一點(diǎn)，想把氣球吹大，非常困難，為什么？提示：由題意“吹氣口反扣在瓶口上”可知瓶?jī)?nèi)封閉著一定質(zhì)量的空氣。當(dāng)氣球稍吹大時(shí)，瓶?jī)?nèi)空氣的體積縮小，空氣分子的數(shù)密度變大，壓強(qiáng)變大，阻礙了氣球的膨脹，因而再要吹大氣球是很困難的。1．氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生大量氣體分子不斷地和器壁碰撞，對(duì)器壁產(chǎn)生持續(xù)的壓力，作用在器壁單位面積上的壓力就是氣體的壓強(qiáng)。2．氣體壓強(qiáng)的決定因素單位體積內(nèi)分子數(shù)越多，單位時(shí)間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù)就越多，壓強(qiáng)越大；溫度越高，則分子的平均速率越大，分子運(yùn)動(dòng)越劇烈，一方面使單位時(shí)間內(nèi)碰到器壁單位面積上的分子數(shù)增多，另一方面也使一個(gè)分子與器壁碰撞一次時(shí)對(duì)器壁的平均沖擊力增大，使壓強(qiáng)增大。所以氣體壓強(qiáng)的大小宏觀上看跟溫度和氣體分子的數(shù)密度有關(guān)；微觀上看跟單位體積內(nèi)的分子數(shù)和分子的平均速率有關(guān)。3．大氣壓強(qiáng)的產(chǎn)生及影響因素大氣壓強(qiáng)由氣體的重力產(chǎn)生，如果沒有地球引力的作用，地球表面上就沒有大氣，也就沒有大氣壓強(qiáng)。由于地球引力與距離的平方成反比，所以大氣壓力與氣體的高度、密度有關(guān)，在地面上空不同高度處，大氣壓強(qiáng)不相等。【例2】關(guān)于密閉容器中氣體的壓強(qiáng)，下列說法正確的是()A．是由氣體受到的重力產(chǎn)生的B．是由大量氣體分子不斷地碰撞器壁而產(chǎn)生的C．壓強(qiáng)的大小只取決于氣體分子數(shù)量的多少D．容器運(yùn)動(dòng)的速度越大，氣體的壓強(qiáng)也越大B[氣體的壓強(qiáng)是大量氣體分子不斷地碰撞器壁而產(chǎn)生的，A錯(cuò)誤，B正確；壓強(qiáng)的大小取決于氣體分子的平均動(dòng)能和分子的數(shù)密度，與物體的宏觀運(yùn)動(dòng)無關(guān)，C、D錯(cuò)誤。]氣體壓強(qiáng)的分析方法(1)明確氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因——大量做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的分子對(duì)器壁頻繁、持續(xù)地碰撞。壓強(qiáng)就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力。(2)明確氣體壓強(qiáng)的決定因素——?dú)怏w分子的數(shù)密度與平均速率。(3)只有知道了兩個(gè)因素的變化，才能確定壓強(qiáng)的變化，任何單個(gè)因素的變化都不能決定壓強(qiáng)是否變化。4.分子動(dòng)能和分子勢(shì)能一、分子動(dòng)能1．分子動(dòng)能做熱運(yùn)動(dòng)的分子也具有動(dòng)能，這就是分子動(dòng)能。2．分子的平均動(dòng)能熱現(xiàn)象研究的是大量分子運(yùn)動(dòng)的整體表現(xiàn)，重要的不是系統(tǒng)中某個(gè)分子的動(dòng)能大小，而是所有分子的動(dòng)能的平均值，叫作分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能。3．溫度的微觀解釋溫度是物體分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志。說明：溫度相同，分子平均動(dòng)能相等，而不同種類的分子平均速率不相等。二、分子勢(shì)能1．定義：分子間存在相互作用力，可以證明分子間的作用力所做的功與路徑無關(guān)，分子組成的系統(tǒng)具有分子勢(shì)能。2．決定因素(1)宏觀上：分子勢(shì)能的大小與物體的體積有關(guān)。(2)微觀上：分子勢(shì)能與分子間的距離有關(guān)。3．分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系(1)當(dāng)r>r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力，若r增大，需克服引力做功，分子勢(shì)能增加。(2)當(dāng)r<r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為斥力，若r減小，需克服斥力做功，分子勢(shì)能增加。(3)當(dāng)r＝r0時(shí)，分子力為零，分子勢(shì)能最小。三、內(nèi)能1．定義：物體中所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和。2．內(nèi)能的普遍性：組成任何物體的分子都在做無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)，所以任何物體都具有內(nèi)能。3．決定因素(1)物體所含的分子總數(shù)由物質(zhì)的量決定。(2)分子的熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能由溫度決定。(3)分子勢(shì)能與物體的體積有關(guān)，故物體的內(nèi)能由物質(zhì)的量、溫度、體積共同決定，同時(shí)受物態(tài)變化的影響。注意：物體的內(nèi)能與機(jī)械能無關(guān)。分子動(dòng)能相同溫度的氧氣和氫氣，哪一個(gè)平均動(dòng)能大？哪一個(gè)平均速率大？提示：溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度相同，任何物體分子的平均動(dòng)能都相等。由eq\x\to(E)k＝eq\f(1,2)meq\x\to(v)2可知?dú)錃夥肿拥钠骄俾蚀笮?．單個(gè)分子的動(dòng)能(1)物體由大量分子組成，每個(gè)分子都有分子動(dòng)能且不為零。(2)分子在永不停息地做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，每個(gè)分子動(dòng)能大小不同并且時(shí)刻在變化。(3)熱現(xiàn)象是大量分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)個(gè)別分子的動(dòng)能沒有實(shí)際意義。2．分子的平均動(dòng)能(1)溫度是大量分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的宏觀表現(xiàn)，具有統(tǒng)計(jì)意義。溫度升高，分子平均動(dòng)能增大，但不是每一個(gè)分子的動(dòng)能都增大。個(gè)別分子動(dòng)能可能增大也可能減小，個(gè)別分子甚至幾萬個(gè)分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能大小不受溫度影響，但總體上所有分子的動(dòng)能之和一定是增加的。(2)只要溫度相同，任何分子的平均動(dòng)能都相同。由于不同物質(zhì)的分子質(zhì)量不一定相同，所以同一溫度下，不同物質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)的平均速率大小一般不相同?！纠?】對(duì)不同的物體而言，下列說法中正確的是()A．高溫物體內(nèi)分子的平均動(dòng)能一定比低溫物體內(nèi)分子的平均動(dòng)能大B．高溫物體內(nèi)每一個(gè)分子的動(dòng)能一定大于低溫物體內(nèi)每一個(gè)分子的動(dòng)能C．高溫物體內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)的平均速率一定比低溫物體內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)的平均速率大D．高溫物體內(nèi)每一個(gè)分子運(yùn)動(dòng)的速率一定大于低溫物體內(nèi)每一個(gè)分子運(yùn)動(dòng)的速率A[溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度高的物體，分子的平均動(dòng)能一定大，但分子的平均速率不一定大，因?yàn)椴煌镔|(zhì)分子的質(zhì)量不同；對(duì)單個(gè)分子的速率、動(dòng)能討論溫度是沒有意義的，因?yàn)闇囟仁谴罅糠肿颖憩F(xiàn)出的宏觀規(guī)律；B、C、D錯(cuò)誤，A正確。]理解分子動(dòng)能的三點(diǎn)注意(1)溫度是分子平均動(dòng)能的“標(biāo)志”或者說“量度”，溫度只與物體內(nèi)大量分子熱運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)意義上的平均動(dòng)能相對(duì)應(yīng)，與單個(gè)分子的動(dòng)能沒有關(guān)系。(2)每個(gè)分子都有分子動(dòng)能且不為零，熱現(xiàn)象是大量分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)個(gè)別分子動(dòng)能沒有實(shí)際意義。(3)溫度高的物體，分子的平均速率不一定大，還與分子質(zhì)量有關(guān)。分子勢(shì)能教材P14“思考與討論”答案提示：若選定分子間距離r為無窮遠(yuǎn)時(shí)的分子勢(shì)能Ep為0，則當(dāng)r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能最小。分子力F、分子勢(shì)能Ep與分子間距離r的關(guān)系圖線如圖所示(取無窮遠(yuǎn)處分子勢(shì)能Ep＝0)。(1)當(dāng)r>r0時(shí)，分子間表現(xiàn)為什么力？若r增大，分子力做什么功？分子勢(shì)能怎么變化？(2)當(dāng)r<r0時(shí)，分子間表現(xiàn)為什么力？若r減小，分子力做什么功？分子勢(shì)能怎么變化？(3)當(dāng)r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能有什么特點(diǎn)？提示：(1)分子力為引力，若r增大，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增大。(2)分子力為斥力，若r減小，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增大。(3)分子勢(shì)能最小。1．分子勢(shì)能的變化規(guī)律及判斷依據(jù)分子力做正功，分子勢(shì)能減少，分子力做了多少正功，分子勢(shì)能就減少多少；分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加，克服分子力做了多少功，分子勢(shì)能就增加多少。(1)r>r0時(shí)，r增大，分子勢(shì)能增加，反之，減少。(2)r<r0時(shí)，r增大，分子勢(shì)能減少，反之，增加。(3)r→∞時(shí)，分子勢(shì)能為零；r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能最小。2．分子勢(shì)能的“彈簧—小球”模型分子勢(shì)能隨分子間距離的變化類似于彈簧—小球模型，彈簧的原長(zhǎng)相當(dāng)于分子間的距離r0。彈簧在原長(zhǎng)的基礎(chǔ)上無論拉伸還是壓縮，勢(shì)能都會(huì)增加。3．分子勢(shì)能曲線分子勢(shì)能曲線如圖所示，規(guī)定無窮遠(yuǎn)處分子勢(shì)能為零。分子間距離從無窮遠(yuǎn)逐漸減小至r0的過程，分子間的合力為引力，合力做正功，分子勢(shì)能不斷減小，其數(shù)值將比零還小，為負(fù)值。當(dāng)分子間距離到達(dá)r0以后再繼續(xù)減小，分子作用的合力為斥力，在分子間距離減小過程中，合力做負(fù)功，分子勢(shì)能增大，其數(shù)值將從負(fù)值逐漸變大至零，甚至為正值，故r＝r0時(shí)分子勢(shì)能最小。從曲線上可看出：(1)在r<r0處，曲線比較陡，這是因?yàn)榉肿娱g的斥力隨分子間距的減小而增加得快，分子勢(shì)能的增加也就快。(2)在r>r0處，曲線比較緩，這是因?yàn)榉肿娱g的引力隨分子間距的增大而變化得慢，分子勢(shì)能的增加也就變慢。(3)在r＝r0處，分子勢(shì)能最小，但不一定為零，因?yàn)榱銊?shì)能的位置是任意選定的。一般取無窮遠(yuǎn)處分子勢(shì)能為零，則分子勢(shì)能最小位置是在r＝r0處，且為負(fù)值，故分子勢(shì)能最小與分子勢(shì)能為零絕不是一回事。4．分子勢(shì)能與體積的關(guān)系由于物體分子間距離變化的宏觀表現(xiàn)為物體的體積變化，所以微觀的分子勢(shì)能變化對(duì)應(yīng)于宏觀的物體體積變化。例如，同樣是物體體積增大，有時(shí)體現(xiàn)為分子勢(shì)能增加(在r>r0范圍內(nèi))；有時(shí)體現(xiàn)為分子勢(shì)能減少(在r<r0范圍內(nèi))；一般我們說，物體體積變化了，其對(duì)應(yīng)的分子勢(shì)能也變化了。但分析與判定的關(guān)鍵要看體積變化過程中分子力是做正功，還是做負(fù)功?！纠?】(多選)如圖所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，乙分子位于x軸上，甲分子對(duì)乙分子的作用力與兩分子間的距離的關(guān)系如圖中曲線所示。F＞0為斥力，F(xiàn)＜0為引力。a、b、c、d為x軸上四個(gè)特定的位置?，F(xiàn)把乙分子從a處由靜止釋放，則()A．乙分子由a到b做加速運(yùn)動(dòng)，由b到c做減速運(yùn)動(dòng)B．乙分子由a到c做加速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)c時(shí)速度最大C．乙分子由a到b的過程中，兩分子間的分子勢(shì)能一直減小D．乙分子由b到d的過程中，兩分子間的分子勢(shì)能一直增大思路點(diǎn)撥：(1)分子在平衡位置時(shí)分子勢(shì)能最小，分子力為零，分子加速度為零。(2)根據(jù)分子力做功的正負(fù)分析判斷分子勢(shì)能的變化。BC[乙分子由a運(yùn)動(dòng)到c的過程，一直受到甲分子的引力作用而做加速運(yùn)動(dòng)，到c時(shí)速度達(dá)到最大，而后受甲的斥力作用做減速運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤，B正確；乙分子由a到b的過程所受引力做正功，分子勢(shì)能一直減小，C正確；而乙分子從b到d的過程，先是引力做正功，分子勢(shì)能減少，后克服斥力做功，分子勢(shì)能增加，D錯(cuò)誤。]分子勢(shì)能圖像問題的解題技巧(1)首先要明確分子勢(shì)能、分子力與分子間距離關(guān)系圖像中拐點(diǎn)意義的不同。分子勢(shì)能圖像的最低點(diǎn)(最小值)對(duì)應(yīng)的距離是分子平衡距離r0，而分子力圖像的最低點(diǎn)(引力最大值)對(duì)應(yīng)的距離大于r0。分子勢(shì)能圖像與r軸交點(diǎn)的距離小于r0，分子力圖像與r軸交點(diǎn)表示平衡距離r0。(2)其次要把圖像上的信息轉(zhuǎn)化為分子間距離，再求解其他問題。內(nèi)能教材P16“思考與討論”答案提示：足球靜止時(shí)，氣體分子仍然有能量，即有內(nèi)能。小孩從滑梯上滑下來，感覺屁股熱。試探究：(1)小孩為什么有這種感覺？(2)從能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的角度解釋一下？提示：(1)小孩的臀部，內(nèi)能增加，溫度升高，感覺熱。(2)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。1．內(nèi)能的決定因素(1)從宏觀上看：物體內(nèi)能的大小由物體的物質(zhì)的量、溫度和體積三個(gè)因素決定。(2)從微觀上看：物體的內(nèi)能由組成物體的分子總數(shù)、分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能和分子勢(shì)能三個(gè)因素決定。2．內(nèi)能與機(jī)械能的區(qū)別和聯(lián)系項(xiàng)目?jī)?nèi)能機(jī)械能對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)形式微觀分子熱運(yùn)動(dòng)宏觀物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)能量常見形式分子動(dòng)能、分子勢(shì)能物體動(dòng)能、重力勢(shì)能或彈性勢(shì)能能量存在的原因物體內(nèi)大量分子的熱運(yùn)動(dòng)和分子間存在相互作用力由于物體做機(jī)械運(yùn)動(dòng)和物體發(fā)生彈性形變或被舉高影響因素物質(zhì)的量、物體的溫度和體積物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)的速度、離地高度(或相對(duì)于參考平面的高度)或彈性形變量能否為零永遠(yuǎn)不能等于零一定條件下可以等于零聯(lián)系在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化3．物態(tài)變化對(duì)內(nèi)能的影響一些物質(zhì)在物態(tài)發(fā)生變化時(shí)，例如冰的熔化、水在沸騰時(shí)變?yōu)樗魵?，溫度不變，此過程中分子的平均動(dòng)能不變，由于分子間的距離變化，分子勢(shì)能變化，所以物體的內(nèi)能變化。【例3】(多選)下列有關(guān)溫度與分子動(dòng)能、物體內(nèi)能的說法中正確的是()A．溫度升高，每個(gè)分子的動(dòng)能一定都變大B．溫度升高，分子的平均速率一定變大C．溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能一定變大D．溫度降低，物體的內(nèi)能必然變小思路點(diǎn)撥：物體的內(nèi)能由溫度、體積、物質(zhì)的量及物態(tài)共同決定。BC[溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能一定變大，即平均速率增大，但每個(gè)分子的動(dòng)能不一定變大，故A錯(cuò)誤、B、C正確；決定物體內(nèi)能的是組成物體的分子總數(shù)、溫度和體積三個(gè)因素。溫度降低，內(nèi)能可能減小，還有可能不變，甚至增加，故D錯(cuò)誤。]對(duì)內(nèi)能的幾點(diǎn)理解(1)內(nèi)能是一種與分子熱運(yùn)動(dòng)及分子間相互作用相關(guān)的能量形式，與物體宏觀有序運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，它取決于物質(zhì)的量、溫度、體積及物態(tài)。(2)研究熱現(xiàn)象時(shí)，一般不考慮機(jī)械能，在機(jī)械運(yùn)動(dòng)中有摩擦?xí)r，有可能發(fā)生機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。(3)物體溫度升高，內(nèi)能不一定增加；溫度不變，內(nèi)能可能改變；溫度降低，內(nèi)能可能增加。第二章氣體、固體和液體1.溫度和溫標(biāo)一、狀態(tài)參量與平衡態(tài)1．熱力學(xué)系統(tǒng)：由大量分子組成的系統(tǒng)。2．外界：系統(tǒng)之外與系統(tǒng)發(fā)生相互作用的其他物體。3．狀態(tài)參量：為確定系統(tǒng)的狀態(tài)所需要的一些量，如：體積、壓強(qiáng)、溫度等。4．平衡態(tài)：無外界影響，狀態(tài)參量穩(wěn)定的狀態(tài)。說明：平衡態(tài)是狀態(tài)參量，不是過程量，處于平衡態(tài)的系統(tǒng)，狀態(tài)參量在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不發(fā)生變化。二、熱平衡與溫度1．熱平衡：如果兩個(gè)系統(tǒng)相互接觸而傳熱，這兩個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)參量將會(huì)互相影響而分別改變。經(jīng)過一段時(shí)間，各自的狀態(tài)參量不再變化了，即這兩個(gè)系統(tǒng)達(dá)到了熱平衡。2．熱平衡定律：如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡。3．溫度：處于熱平衡的系統(tǒng)之間有一“共同熱學(xué)性質(zhì)”，即溫度。這就是溫度計(jì)能夠用來測(cè)量溫度的基本原理。三、溫度計(jì)與溫標(biāo)1．溫度計(jì)名稱原理水銀溫度計(jì)根據(jù)水銀的熱膨脹的性質(zhì)來測(cè)量溫度金屬電阻溫度計(jì)根據(jù)金屬鉑的電阻隨溫度的變化來測(cè)量溫度氣體溫度計(jì)根據(jù)氣體壓強(qiáng)隨溫度的變化來測(cè)量溫度熱電偶溫度計(jì)根據(jù)不同導(dǎo)體因溫差產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的大小來測(cè)量溫度2.溫標(biāo)：定量描述溫度的方法。(1)攝氏溫標(biāo)：一種常用的表示溫度的方法，規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰的熔點(diǎn)為0℃，水的沸點(diǎn)為100℃。在0℃刻度與100℃刻度之間均勻分成100等份，每一份算作1℃。(2)熱力學(xué)溫標(biāo)：現(xiàn)代科學(xué)中常用的表示溫度的方法，熱力學(xué)溫度。(3)攝氏溫度與熱力學(xué)溫度：攝氏溫度攝氏溫標(biāo)表示的溫度，用符號(hào)t表示，單位是攝氏度，符號(hào)為℃熱力學(xué)溫度熱力學(xué)溫標(biāo)表示的溫度，用符號(hào)T表示，單位是開爾文，符號(hào)為K換算關(guān)系T＝t＋273.15K注意：變化1℃與變化1K是相等的。狀態(tài)參量與平衡態(tài)如圖，將雞蛋放在沸水中加熱足夠長(zhǎng)的時(shí)間，雞蛋處于平衡態(tài)嗎？提示：雞蛋放在沸水中加熱足夠長(zhǎng)的時(shí)間其溫度、壓強(qiáng)、體積都不再變化，是平衡狀態(tài)。1．熱力學(xué)的平衡態(tài)是一種動(dòng)態(tài)平衡，組成系統(tǒng)的分子仍在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，只是分子運(yùn)動(dòng)的平均效果不隨時(shí)間變化，表現(xiàn)為系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)不隨時(shí)間變化，而力學(xué)中的平衡態(tài)是指物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。2．平衡態(tài)是一種理想情況，因?yàn)槿魏蜗到y(tǒng)完全不受外界影響是不可能的。系統(tǒng)處于平衡態(tài)時(shí)，仍可能發(fā)生偏離平衡態(tài)的微小變化。3．兩個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡后再把它們分開，如果分開后它們都不受外界影響，再把它們重新接觸，它們的狀態(tài)不會(huì)發(fā)生新的變化。因此，熱平衡概念也適用于兩個(gè)原來沒有發(fā)生過作用的系統(tǒng)。因此可以說，只要兩個(gè)系統(tǒng)在接觸時(shí)它們的狀態(tài)不發(fā)生變化，我們就說這兩個(gè)系統(tǒng)原來是處于熱平衡的?！纠?】(多選)下列說法中正確的是()A．狀態(tài)參量是描述系統(tǒng)狀態(tài)的物理量，故當(dāng)系統(tǒng)的狀態(tài)變化時(shí)，其各個(gè)狀態(tài)參量都會(huì)改變B．當(dāng)系統(tǒng)不受外界影響，且經(jīng)過足夠長(zhǎng)的時(shí)間，其內(nèi)部各部分狀態(tài)參量將會(huì)達(dá)到穩(wěn)定C．只有處于平衡態(tài)的系統(tǒng)才有狀態(tài)參量D．兩個(gè)物體間發(fā)生熱傳遞時(shí)，它們組成的系統(tǒng)處于非平衡態(tài)思路點(diǎn)撥：(1)各個(gè)系統(tǒng)都有狀態(tài)參量。(2)當(dāng)處于平衡態(tài)時(shí)，狀態(tài)參量不再變化，非平衡時(shí)，狀態(tài)參量要變化。BD[由于描述系統(tǒng)的各種性質(zhì)需要不同的物理量，只要其中某個(gè)量變化，系統(tǒng)的狀態(tài)就會(huì)發(fā)生變化，不一定各個(gè)狀態(tài)參量都發(fā)生變化，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；系統(tǒng)處于平衡態(tài)或非平衡態(tài)，只是狀態(tài)參量有無變化，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)系統(tǒng)不受外界影響時(shí)，系統(tǒng)總要趨于平衡，其內(nèi)部各部分狀態(tài)參量趨于穩(wěn)定，選項(xiàng)B正確；兩個(gè)物體間發(fā)生熱傳遞時(shí)，兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)內(nèi)部仍存在溫差，故系統(tǒng)處于非平衡態(tài)，選項(xiàng)D正確。]處理平衡態(tài)的問題要注意以下三點(diǎn)(1)平衡態(tài)與熱平衡不同，平衡態(tài)指的是一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部達(dá)到的一種動(dòng)態(tài)平衡。(2)必須要經(jīng)過較長(zhǎng)一段時(shí)間，直到系統(tǒng)內(nèi)所有性質(zhì)都不隨時(shí)間變化為止。(3)系統(tǒng)與外界沒有能量的交換。熱平衡與溫度某工人在拿鐵棒和木頭時(shí)感覺到鐵棒明顯比木頭涼，由于表示物體冷熱程度的是溫度，于是這位工人得出當(dāng)時(shí)“鐵棒比木頭溫度低”的結(jié)論，你認(rèn)為他的結(jié)論對(duì)嗎？請(qǐng)說明理由。提示：不對(duì)。由于鐵棒和木頭都與周圍的環(huán)境達(dá)到熱平衡，故它們的溫度是一樣的。之所以感覺到鐵棒特別涼，是因?yàn)檫@位工人在單位時(shí)間內(nèi)傳遞給鐵棒的熱量比較多。1．溫度(1)宏觀上①溫度的物理意義：表示物體冷熱程度的物理量。②與熱平衡的關(guān)系：各自處于熱平衡狀態(tài)的兩個(gè)系統(tǒng)，相互接觸時(shí)，它們相互之間發(fā)生了熱量的傳遞，熱量從高溫系統(tǒng)傳遞給低溫系統(tǒng)，經(jīng)過一段時(shí)間后兩系統(tǒng)溫度相同，達(dá)到一個(gè)新的平衡狀態(tài)。(2)微觀上①反映物體內(nèi)分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度，是大量分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志。②溫度是大量分子熱運(yùn)動(dòng)的集體表現(xiàn)，是含有統(tǒng)計(jì)意義的，對(duì)個(gè)別分子來說溫度是沒有意義的。2．熱平衡(1)一切達(dá)到熱平衡的物體都具有相同的溫度。(2)若物體與A處于熱平衡，它同時(shí)也與B達(dá)到熱平衡，則A的溫度等于B的溫度，這就是溫度計(jì)用來測(cè)量溫度的基本原理。3．熱平衡定律的意義熱平衡定律又叫熱力學(xué)第零定律，為溫度的測(cè)量提供了理論依據(jù)。因?yàn)榛闊崞胶獾奈矬w具有相同的溫度，所以比較各物體溫度時(shí)，不需要將各個(gè)物體直接接觸，只需將作為標(biāo)準(zhǔn)物體的溫度計(jì)分別與各物體接觸，即可比較溫度的高低。【例2】關(guān)于平衡態(tài)和熱平衡，下列說法中正確的有()A．只要溫度不變且處處相等，系統(tǒng)就一定處于平衡態(tài)B．兩個(gè)系統(tǒng)在接觸時(shí)，它們的狀態(tài)不發(fā)生變化，說明這兩個(gè)系統(tǒng)原來的溫度是相等的C．熱平衡就是平衡態(tài)D．處于熱平衡的幾個(gè)系統(tǒng)的壓強(qiáng)一定相等思路點(diǎn)撥：(1)平衡態(tài)的各個(gè)參量都不變化。(2)熱平衡時(shí)必有相等的溫度。B[一般來說，描述系統(tǒng)的狀態(tài)參量不只一個(gè)，根據(jù)平衡態(tài)的定義知所有性質(zhì)都不隨時(shí)間變化，系統(tǒng)才處于平衡態(tài)，A錯(cuò)誤；根據(jù)熱平衡的定義知，處于熱平衡的兩個(gè)系統(tǒng)溫度相同，B正確，D錯(cuò)誤；平衡態(tài)是針對(duì)某一系統(tǒng)而言的，熱平衡是兩個(gè)系統(tǒng)相互影響的最終結(jié)果，C錯(cuò)誤。]熱平衡與溫度理解的兩個(gè)誤區(qū)誤區(qū)1：誤認(rèn)為只要溫度不變，系統(tǒng)就處于平衡態(tài)產(chǎn)生誤區(qū)的原因是沒有正確理解平衡態(tài)的概念，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)包括溫度在內(nèi)的所有狀態(tài)參量都不隨時(shí)間變化時(shí)，系統(tǒng)才處于平衡態(tài)。誤區(qū)2：誤認(rèn)為平衡態(tài)就是熱平衡產(chǎn)生誤區(qū)的原因是由于不理解熱平衡與平衡態(tài)的關(guān)系，錯(cuò)誤地認(rèn)為處于平衡態(tài)的兩個(gè)物體之間一定會(huì)處于熱平衡。其實(shí)各自處于平衡態(tài)的兩個(gè)物體溫度不一定相同，它們接觸后各自的狀態(tài)會(huì)發(fā)生變化，直到達(dá)到熱平衡為止。溫度計(jì)與溫標(biāo)攝氏溫標(biāo)(以前稱為百分溫標(biāo))是由瑞典天文學(xué)家攝爾修斯設(shè)計(jì)的。如圖所示，在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，把冰點(diǎn)定為0℃，汽化點(diǎn)定為100℃，因此在這兩個(gè)固定點(diǎn)之間共為100℃，即100等份，每等份代表1攝氏度，用1℃表示，用℃標(biāo)表示的溫度叫作攝氏溫度，常用t表示。攝氏溫標(biāo)用攝氏度做單位。熱力學(xué)溫標(biāo)由英國(guó)科學(xué)家威廉·湯姆孫(開爾文)創(chuàng)立，它表示的溫度叫熱力學(xué)溫度，常用T表示，用K做單位。試探究：1．熱力學(xué)溫標(biāo)與攝氏溫標(biāo)之間的關(guān)系是什么？2．如果可以粗略地?。?73℃為絕對(duì)零度，在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，冰的熔點(diǎn)是多少攝氏度，為多少開？水的沸點(diǎn)又是多少攝氏度，為多少開?提示：1．關(guān)系式為T＝t＋273.15K2．冰的熔點(diǎn)為0℃，為273K；水的沸點(diǎn)為100℃，即373K。1．“溫度”含義的兩種說法宏觀角度溫度表示物體的冷熱程度，這樣的定義帶有主觀性，因?yàn)槔錈崾怯扇梭w的感覺器官比較得到的，往往是不準(zhǔn)確的熱平衡角度溫度的嚴(yán)格定義是建立在熱平衡定律基礎(chǔ)上的。熱平衡定律指出，兩個(gè)系統(tǒng)相互處于熱平衡時(shí)，存在一個(gè)數(shù)值相等的物理量，這個(gè)物理量就是溫度，這樣的定義更具有科學(xué)性2.溫度計(jì)測(cè)量原理一切互為熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度。使溫度計(jì)與待測(cè)物體接觸，達(dá)到熱平衡，其溫度與待測(cè)物體的溫度相同。3．溫標(biāo)(1)常見的溫標(biāo)有攝氏溫標(biāo)、華氏溫標(biāo)、熱力學(xué)溫標(biāo)。(2)比較攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)。攝氏溫標(biāo)熱力學(xué)溫標(biāo)提出者攝爾修斯和施勒默爾英國(guó)物理學(xué)家開爾文零度的規(guī)定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰水混合物的溫度－273.15℃絕對(duì)零度溫度名稱攝氏溫度熱力學(xué)溫度溫度符號(hào)tT單位名稱攝氏度開爾文單位符號(hào)℃K關(guān)系T＝t＋273.15K粗略表示：T＝t＋273K【例3】仿照實(shí)驗(yàn)室使用的液體溫度計(jì)的原理，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)易的氣體溫度計(jì)，如圖所示，瓶中裝的是氣體，瓶塞密封不漏氣，瓶塞上面細(xì)彎管中有一段液柱。(1)當(dāng)溫度升高時(shí)，液柱將向哪邊移動(dòng)？(2)此溫度計(jì)如何標(biāo)上刻度呢？思路點(diǎn)撥：(1)此溫度計(jì)是根據(jù)氣體熱脹冷縮原理制成的。(2)必定是左邊溫度高，右邊溫度低。[解析](1)當(dāng)溫度升高時(shí)，瓶?jī)?nèi)的氣體受熱膨脹擠壓上方的液柱，液柱就會(huì)向左移動(dòng)；(2)將此裝置放在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的冰水混合物中，在液柱正中間處標(biāo)上0℃，將它放在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的沸水中，在液柱正中間處標(biāo)上100℃，然后將以上兩個(gè)刻度之間的部分進(jìn)行100等分，標(biāo)上刻度就成了一個(gè)溫度計(jì)。[答案]見解析(1)熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系是T＝t＋273.15K，因此對(duì)于同一溫度來說，用不同的溫標(biāo)表示，數(shù)值不同，這是因?yàn)榱阒颠x取不同。(2)在熱力學(xué)溫標(biāo)與攝氏溫標(biāo)中，熱力學(xué)溫度升高(或降低)1K，則攝氏溫度也升高(或降低)1℃?！疽活}多變】(1)你能說出這個(gè)溫度計(jì)的測(cè)溫原理嗎？(2)為了提高此溫度計(jì)的靈敏度，便于讀數(shù)，可采取什么措施？[解析](1)這個(gè)溫度計(jì)的測(cè)溫原理是測(cè)溫氣體的熱脹冷縮。(2)細(xì)彎管再細(xì)一些，瓶子再大一些且氣體再多些，細(xì)彎管內(nèi)的液體盡可能少些等，都可以提高靈敏度。[答案]見解析2.氣體的等溫變化一、氣體的等溫變化1．等溫變化一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的條件下，其壓強(qiáng)與體積變化時(shí)的關(guān)系叫作氣體的等溫變化。2．實(shí)驗(yàn)探究(1)實(shí)驗(yàn)器材：鐵架臺(tái)、注射器、橡膠套、壓力表(壓強(qiáng)表)等。注射器下端用橡膠套密封，上端用柱塞封閉一段空氣柱，這段空氣柱是我們的研究對(duì)象。(2)數(shù)據(jù)收集：空氣柱的壓強(qiáng)p由上方的壓力表讀出，體積V用刻度尺讀出的空氣柱長(zhǎng)度l乘氣柱的橫截面積S。用手把柱塞向下壓或向上拉，讀出體積與壓強(qiáng)的幾組值。(3)數(shù)據(jù)處理以壓強(qiáng)p為縱坐標(biāo)，以體積的倒數(shù)eq\f(1,V)為橫坐標(biāo)建立直角坐標(biāo)系，將收集的各組數(shù)據(jù)描點(diǎn)作圖，若圖像是過原點(diǎn)的直線，說明壓強(qiáng)跟體積的倒數(shù)成正比，即壓強(qiáng)跟體積成反比。注意：作p-V圖像雙曲線不好判定，作p-eq\f(1,V)圖像是過原點(diǎn)的傾斜直線，易判定壓強(qiáng)跟體積成反比。二、玻意耳定律1．玻意耳定律(1)內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)p與體積V成反比。(2)公式：pV＝C(常量)或p1V1＝p2V2。(3)適用條件：①氣體質(zhì)量不變、溫度不變。②氣體溫度不太低、壓強(qiáng)不太大。2．氣體的等溫變化的p-V圖像(1)p-V圖像：一定質(zhì)量的氣體的p-V圖像為一條雙曲線，如圖甲所示。甲乙(2)p-eq\f(1,V)圖像：一定質(zhì)量的氣體的p-eq\f(1,V)圖像為過原點(diǎn)的傾斜直線，如圖乙所示。玻意耳定律在一個(gè)恒溫池中，一串串氣泡由池底慢慢升到水面，有趣的是氣泡在上升過程中，體積逐漸變大，到水面時(shí)就會(huì)破裂。問題：(1)上升過程中，氣泡內(nèi)氣體的溫度發(fā)生改變嗎？(2)上升過程中，氣泡內(nèi)氣體的壓強(qiáng)怎么改變？(3)氣泡在上升過程中體積為何會(huì)變大？提示：(1)因?yàn)樵诤銣爻刂校詺馀輧?nèi)氣體的溫度保持不變。(2)變小。(3)由玻意耳定律pV＝C可知，壓強(qiáng)變小，氣體的體積增大。對(duì)玻意耳定律的理解及應(yīng)用1．成立條件：玻意耳定律p1V1＝p2V2是實(shí)驗(yàn)定律，只有在氣體質(zhì)量一定、溫度不變的條件下才成立。2．玻意耳定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式pV＝C中的常量C不是一個(gè)普適恒量，它與氣體的種類、質(zhì)量、溫度有關(guān)，對(duì)一定質(zhì)量的氣體，溫度越高，該恒量C越大。3．應(yīng)用玻意耳定律的思路和方法：(1)確定研究對(duì)象，并判斷是否滿足玻意耳定律成立的條件。(2)確定初、末狀態(tài)及狀態(tài)參量(p1、V1、p2、V2)(3)根據(jù)玻意耳定律列方程p1V1＝p2V2，代入數(shù)值求解(注意各狀態(tài)參量要統(tǒng)一單位)。(4)注意分析題目中的隱含條件，必要時(shí)還應(yīng)由力學(xué)或幾何知識(shí)列出輔助方程。(5)有時(shí)要檢驗(yàn)結(jié)果是否符合實(shí)際，對(duì)不符合實(shí)際的結(jié)果要?jiǎng)h去?！纠?】如圖所示，一個(gè)上下都與大氣相通的直圓筒，內(nèi)部橫截面積為S＝0.01m2，中間用兩個(gè)活塞A和B密閉一定質(zhì)量的氣體。A、B都可沿圓筒無摩擦地上下滑動(dòng)，且不漏氣。A的質(zhì)量不計(jì)，B的質(zhì)量為M，并與一勁度系數(shù)為k＝5×103N/m的較長(zhǎng)的彈簧相連。已知大氣壓p0＝1×105Pa，平衡時(shí)兩活塞之間的距離l0＝0.6m，現(xiàn)用力壓A，使之緩慢向下移動(dòng)一段距離后，保持平衡。此時(shí)用于壓A的力F＝500N，求活塞A下移的距離。思路點(diǎn)撥：(1)因?yàn)槭蔷徛乱扑悦荛]氣體溫度不變。(2)應(yīng)用玻意耳定律可以求出l。[解析]設(shè)活塞A下移距離為l，活塞B下移的距離為x，對(duì)圓筒中的氣體：初狀態(tài)：p1＝p0V1＝l0S末狀態(tài)：p2＝p0＋eq\f(F,S)V2＝(l0＋x－l)S由玻意耳定律得p1V1＝p2V2即p0l0S＝(p0＋eq\f(F,S))·(l0＋x－l)·S ①根據(jù)胡克定律F＝kx ②代數(shù)解①②得l＝0.3m。[答案]0.3m應(yīng)用玻意耳定律解題時(shí)的兩個(gè)誤區(qū)誤區(qū)1：誤認(rèn)為在任何情況下玻意耳定律都成立。只有一定質(zhì)量的氣體在溫度不變時(shí)，定律成立。誤區(qū)2：誤認(rèn)為氣體的質(zhì)量變化時(shí)，一定不能用玻意耳定律進(jìn)行分析。當(dāng)氣體經(jīng)歷多個(gè)質(zhì)量發(fā)生變化的過程時(shí)，可以分段應(yīng)用玻意耳定律進(jìn)行列方程，也可以把發(fā)生變化的所有氣體作為研究對(duì)象，保證初、末態(tài)的氣體的質(zhì)量、溫度不變，應(yīng)用玻意耳定律列方程。氣體等溫變化的p-V圖像在如圖所示的p-V圖上，兩條等溫線表示的溫度t1和t2哪一個(gè)比較高？為什么？提示：在兩條等溫線上取體積相同的兩個(gè)點(diǎn)(即兩個(gè)狀態(tài))A和B，可以看出pA＞pB因此t2＞t1。p-V圖像及p-eq\f(1,V)圖像上等溫線的物理意義1．一定質(zhì)量的某種氣體，其等溫線是雙曲線，雙曲線上的每一個(gè)點(diǎn)均表示一定質(zhì)量的氣體在該溫度下的一個(gè)狀態(tài)，而且同一條等溫線上每個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的p、V坐標(biāo)的乘積都是相等的，如圖甲所示。甲乙2．玻意耳定律pV＝C(常量)，其中常量C不是一個(gè)普通常量，它隨氣體溫度的升高而增大，溫度越高，常量C越大，等溫線離坐標(biāo)軸越遠(yuǎn)。如圖乙所示，四條等溫線的關(guān)系為T4>T3>T2>T1。3．一定質(zhì)量氣體的等溫變化過程，也可以用p-eq\f(1,V)圖像來表示，如圖所示。等溫線是一條延長(zhǎng)線通過原點(diǎn)的傾斜直線，由于氣體的體積不能無窮大，所以靠近原點(diǎn)附近處應(yīng)用虛線表示，該直線的斜率k＝eq\f(p,\f(1,V))＝pV∝T，即斜率越大，氣體的溫度越高?！纠?】(多選)如圖所示，是一定質(zhì)量的某種氣體狀態(tài)變化的p-V圖像，氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中，氣體的溫度和分子平均速率的變化情況的下列說法正確的是()A．都一直保持不變B．溫度先升高后降低C．溫度先降低后升高D．平均速率先增大后減小思路點(diǎn)撥：(1)溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，同種氣體溫度越高，分子平均動(dòng)能越大，分子平均速率越大。(2)溫度越高，pV值越大，p-V圖像中等溫線離坐標(biāo)原點(diǎn)越遠(yuǎn)。BD[由圖像可知，pAVA＝pBVB，所以A、B兩狀態(tài)的溫度相等，在同一等溫線上，可在p-V圖上作出幾條等溫線，如圖所示。由于離原點(diǎn)越遠(yuǎn)的等溫線溫度越高，所以從狀態(tài)A到狀態(tài)B溫度應(yīng)先升高后降低，分子平均速率先增大后減小。故A、C錯(cuò)誤，B、D正確。](1)不同的等溫線溫度不同，越靠近原點(diǎn)的等溫線溫度越低，越遠(yuǎn)離原點(diǎn)的等溫線溫度越高。(2)由不同等溫線的分布情況可以判斷溫度的高低。3.氣體的等壓變化和等容變化一、氣體的等壓變化1．等壓變化一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變時(shí)，體積隨溫度變化的過程叫作氣體的等壓變化。2．蓋—呂薩克定律(1)內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，其體積V與熱力學(xué)溫度T成正比。(2)公式：V＝CT或eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)。(3)適用條件：氣體質(zhì)量一定；氣體壓強(qiáng)不變。(4)等壓變化的圖像：由V＝CT可知在V-T坐標(biāo)系中，等壓線是一條通過坐標(biāo)原點(diǎn)的傾斜的直線。對(duì)于一定質(zhì)量的氣體，不同等壓線的斜率不同。斜率越小，壓強(qiáng)越大，如圖所示，p2>(選填“>”或“<”)p1。二、氣體的等容變化1．等容變化一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變時(shí)，壓強(qiáng)隨溫度變化的過程。2．查理定律(1)內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度T成正比。(2)公式：p＝CT或eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)。(3)等容變化的圖像：從圖甲可以看出，在等容過程中，壓強(qiáng)p與攝氏溫度t是一次函數(shù)關(guān)系，不是簡(jiǎn)單的正比例關(guān)系。但是，如果把圖甲中的直線AB延長(zhǎng)至與橫軸相交，把交點(diǎn)當(dāng)作坐標(biāo)原點(diǎn)，建立新的坐標(biāo)系(如圖乙所示)，那么這時(shí)的壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系就是正比例關(guān)系了。圖乙坐標(biāo)原點(diǎn)的意義為氣體壓強(qiáng)為0時(shí)，其溫度為0K?？梢宰C明，新坐標(biāo)原點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度就是0_K。甲乙(4)適用條件：氣體的質(zhì)量一定，氣體的體積不變。說明：氣體做等容變化時(shí)，壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度T成正比，即p∝T，不是與攝氏溫度t成正比，但壓強(qiáng)變化量Δp與熱力學(xué)溫度變化量ΔT和攝氏溫度的變化量Δt都是成正比的，即Δp∝ΔT、Δp∝Δt。三、理想氣體1．理想氣體在任何溫度、任何壓強(qiáng)下都遵從氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體。2．理想氣體與實(shí)際氣體在溫度不低于零下幾十?dāng)z氏度、壓強(qiáng)不超過大氣壓的幾倍的條件下，把實(shí)際氣體看成理想氣體來處理。3．理想氣體的狀態(tài)方程(1)內(nèi)容一定質(zhì)量的某種理想氣體，在從某一狀態(tài)變化到另一狀態(tài)時(shí)，盡管壓強(qiáng)p、體積V、溫度T都可能改變，但是壓強(qiáng)p跟體積V的乘積與熱力學(xué)溫度T之比保持不變。(2)表達(dá)式①eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)；②eq\f(pV,T)＝C。(3)成立條件一定質(zhì)量的理想氣體。說明：理想氣體是一種理想化模型，是對(duì)實(shí)際氣體的科學(xué)抽象。題目中無特別說明時(shí)，一般都可將實(shí)際氣體當(dāng)成理想氣體來處理。四、對(duì)氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋用分子動(dòng)理論可以定性解釋氣體的實(shí)驗(yàn)定律。1．玻意耳定律一定質(zhì)量的某種理想氣體，溫度保持不變時(shí)，分子的平均動(dòng)能是一定的。在這種情況下，體積減小時(shí)，分子的數(shù)密度增大，單位時(shí)間內(nèi)，單位面積上碰撞器壁的分子數(shù)就多，氣體的壓強(qiáng)就增大。這就是玻意耳定律的微觀解釋。2．蓋—呂薩克定律一定質(zhì)量的某種理想氣體，溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能增大；只有氣體的體積同時(shí)增大，使分子的數(shù)密度減小，才能保持壓強(qiáng)不變。這就是蓋—呂薩克定律的微觀解釋。3．查理定律一定質(zhì)量的某種理想氣體，體積保持不變時(shí)，分子的數(shù)密度保持不變。在這種情況下，溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能增大，氣體的壓強(qiáng)就增大。這就是查理定律的微觀解釋。氣體的等壓變化汽缸中封閉著溫度為100℃的空氣，一重物用繩索經(jīng)滑輪跟汽缸中活塞相連接，重物和活塞都處于平衡狀態(tài)，這時(shí)活塞離汽缸底的高度為10cm，如果缸內(nèi)空氣溫度緩慢降至0℃。試探究：(1)在變化過程中氣體發(fā)生的是什么變化？(2)此時(shí)活塞到缸底的距離是多大？提示：(1)是等壓變化。(2)初狀態(tài)V1＝S×(10cm)，T1＝(273＋100)K＝373K；末狀態(tài)V2＝lS，T2＝273K。由eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)，得V2＝eq\f(T2,T1)V1≈S×(7.32cm)，即活塞到缸底的距離l為7.32cm。1．蓋—呂薩克定律的適用范圍壓強(qiáng)不太大，溫度不太低。原因同查理定律。2．公式變式由eq\f(V1,T1)＝eq\f(V1＋ΔV,T1＋ΔT)得eq\f(V1,T1)＝eq\f(ΔV,ΔT)，所以ΔV＝eq\f(ΔT,T1)V1，ΔT＝eq\f(ΔV,V1)T1，3．等壓線(1)V-T圖像①意義：反映了一定質(zhì)量的氣體在等壓變化中體積與熱力學(xué)溫度T成正比的關(guān)系。②圖像：過原點(diǎn)的傾斜直線。③特點(diǎn)：斜率越大，壓強(qiáng)越小。(2)V-t圖像①意義：反映了一定質(zhì)量的氣體在等壓變化中體積與攝氏溫度t成線性關(guān)系。②圖像：傾斜直線，延長(zhǎng)線與t軸交點(diǎn)為－273.15℃。③特點(diǎn)：連接圖像中的某點(diǎn)與(－273.15℃，0)，連線的斜率越大，壓強(qiáng)越小?！纠?】如圖甲是一定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的V-T圖像，已知?dú)怏w在狀態(tài)A時(shí)的壓強(qiáng)是1.5×105Pa。甲乙(1)說出A→B過程中壓強(qiáng)變化的情形，并根據(jù)圖像提供的信息，計(jì)算圖中TA的值；(2)請(qǐng)?jiān)趫D乙所示坐標(biāo)系中，作出由狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的p-T圖像，并在圖像相應(yīng)位置上標(biāo)出字母A、B、C。如果需要計(jì)算才能確定有關(guān)坐標(biāo)值，請(qǐng)寫出計(jì)算過程。思路點(diǎn)撥：(1)在根據(jù)圖像判斷氣體的狀態(tài)變化時(shí)，首先要確定橫、縱坐標(biāo)表示的物理量，其次根據(jù)圖像的形狀判斷各物理量的變化規(guī)律。(2)在氣體狀態(tài)變化的圖像中，圖線上的一個(gè)點(diǎn)表示一定質(zhì)量氣體的一個(gè)平衡狀態(tài)，一個(gè)線段表示氣體狀態(tài)變化的一個(gè)過程。[解析](1)由圖像可知A→B為等壓過程，根據(jù)蓋—呂薩克定律可得eq\f(VA,TA)＝eq\f(VB,TB)，所以TA＝eq\f(VA,VB)TB＝eq\f(0.4,0.6)×300K＝200K。(2)根據(jù)查理定律得eq\f(pB,TB)＝eq\f(pC,TC)，pC＝eq\f(TC,TB)pB＝eq\f(400,300)pB＝eq\f(4,3)pB＝eq\f(4,3)pA＝eq\f(4,3)×1.5×105Pa＝2.0×105Pa。則可畫出由狀態(tài)A→B→C的p-T圖像如圖所示。[答案](1)壓強(qiáng)不變200K(2)見解析(1)從圖像中的某一點(diǎn)(平衡狀態(tài))的狀態(tài)參量開始，根據(jù)不同的變化過程。先用相對(duì)應(yīng)的規(guī)律計(jì)算出下一點(diǎn)(平衡狀態(tài))的狀態(tài)參量，逐一分析計(jì)算出各點(diǎn)的p、V、T。(2)根據(jù)計(jì)算結(jié)果在圖像中描點(diǎn)，連線作出一個(gè)新的圖線，并根據(jù)相應(yīng)的規(guī)律逐一檢查是否有誤。(3)圖像特點(diǎn)：p-eq\f(1,V)圖像、p-T圖像、V-T圖像過原點(diǎn)，在原點(diǎn)附近都要畫成虛線。氣體的等容變化在炎熱的夏天，打足氣的自行車輪胎在日光的暴曬下有時(shí)會(huì)脹破，忽略輪胎體積變化。試探究：(1)氣體發(fā)生的是什么變化？(2)請(qǐng)解釋原因。提示：(1)氣體生生的是等容變化。(2)自行車輪胎體積一定，日光暴曬時(shí)，輪胎里的空氣溫度升高明顯，氣體壓強(qiáng)增大，當(dāng)氣體壓強(qiáng)增大到超過輪胎承受的限度時(shí)，輪胎就會(huì)被脹破。1．查理定律的適用條件壓強(qiáng)不太大，溫度不太低的情況。當(dāng)溫度較低，壓強(qiáng)較大時(shí)，氣體會(huì)液化，定律不再適用。2．公式變式由eq\f(p1,T1)＝eq\f(p1＋Δp,T1＋ΔT)得eq\f(p1,T1)＝eq\f(Δp,ΔT)或Δp＝eq\f(ΔT,T1)p1，ΔT＝eq\f(Δp,p1)T1。3．等容線(1)p-T圖像①意義：反映了一定質(zhì)量的氣體在等容變化中，壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度T成正比的關(guān)系。②圖像：過原點(diǎn)的傾斜直線。③特點(diǎn)：斜率越大，體積越小。(2)p-t圖像①意義：反映了一定質(zhì)量的氣體在等容變化中，壓強(qiáng)p與攝氏溫度t的線性關(guān)系。②圖像：傾斜直線，延長(zhǎng)線與t軸交點(diǎn)為－273.15℃。③特點(diǎn)：連接圖像中的某點(diǎn)與(－273.15℃，0)連線的斜率越大，體積越小?！纠?】有人設(shè)計(jì)了一種測(cè)溫裝置，其結(jié)構(gòu)如圖所示，玻璃泡A內(nèi)封有一定量氣體，與A相連的B管插在水槽中，管內(nèi)水銀面的高度x即可反映泡內(nèi)氣體的溫度，即環(huán)境溫度，并可由B管上的刻度直接讀出。設(shè)B管的體積與A玻璃泡的體積相比可忽略不計(jì)。在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下對(duì)B管進(jìn)行溫度刻度(1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓相當(dāng)于76cmHg的壓強(qiáng)，等于101kPa)。已知當(dāng)溫度t1＝27℃時(shí)，管內(nèi)水銀面高度x＝16cm，此高度即為27℃的刻度線，t＝0℃的刻度線在何處？思路點(diǎn)撥：(1)玻璃泡A的容積不變，是等容變化。(2)找到初末狀態(tài)的p1T，根據(jù)查理定律可求出刻度線的位置。[解析]選玻璃泡A內(nèi)的一定量的氣體為研究對(duì)象，由于B管的體積可略去不計(jì)，溫度變化時(shí)，A內(nèi)氣體經(jīng)歷的是一個(gè)等容過程。玻璃泡A內(nèi)氣體的初始狀態(tài)：T1＝300Kp1＝(76－16)cmHg＝60cmHg末態(tài)，即t＝0℃的狀態(tài)：T0＝273K由查理定律得p＝eq\f(T0,T1)p1＝eq\f(273,300)×60cmHg＝54.6cmHg所以t＝0℃時(shí)水銀面的高度，即刻度線的位置是x0＝(76－54.6)cm＝21.4cm。[答案]21.4cm利用查理定律解題的一般步驟(1)確定研究對(duì)象，即被封閉的氣體。(2)分析被研究氣體在狀態(tài)變化時(shí)是否符合定律成立條件，即是否是初、末態(tài)的質(zhì)量和體積保持不變。(3)確定初、末兩個(gè)狀態(tài)的溫度、壓強(qiáng)。(4)按查理定律公式列式求解，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行討論。理想氣體的狀態(tài)方程在電視上同學(xué)們或許看到過有人乘坐熱氣球在藍(lán)天翱翔的畫面，其中的燃燒器時(shí)而噴出熊熊烈焰，巨大的氣球緩慢上升。如果有朝一日你乘坐熱氣球在藍(lán)天旅行探險(xiǎn)，那將是一件有趣而刺激的事情。熱氣球?yàn)槭裁茨苌眨空?qǐng)?zhí)骄科渲械脑?。提示：以熱氣球及其中所含空氣整體為研究對(duì)象，受重力及周圍空氣的浮力作用，當(dāng)燃燒器噴出火焰時(shí)，將氣球內(nèi)空氣加熱，溫度升高，但氣體壓強(qiáng)始終等于外界大氣壓強(qiáng)，可認(rèn)為是不變的。由狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝恒量知，p一定，T增大，則V增大，于是氣球內(nèi)熱空氣體積膨脹，從下面漏出，使氣球內(nèi)所含空氣的質(zhì)量減小，熱氣球整體的重力減小，當(dāng)空氣的浮力大于重力時(shí)，熱氣球便會(huì)上升。1.理想氣體狀態(tài)方程與氣體實(shí)驗(yàn)定律eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)?eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(T1＝T2時(shí)，p1V1＝p2V2(玻意耳定律),V1＝V2時(shí)，\f(p1,T1)＝\f(p2,T2)(查理定律),p1＝p2時(shí)，\f(V1,T1)＝\f(V2,T2)(蓋—呂薩克定律)))由此可見，三個(gè)氣體實(shí)驗(yàn)定律是理想氣體狀態(tài)方程的特例。2.理想氣體狀態(tài)變化的圖像一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)參量p、V、T可以用圖像上的點(diǎn)表示出來，用點(diǎn)到點(diǎn)之間的連線表示氣體從一個(gè)平衡態(tài)(與點(diǎn)對(duì)應(yīng))到另一個(gè)平衡態(tài)的變化過程。利用圖像對(duì)氣體狀態(tài)、狀態(tài)變化及規(guī)律進(jìn)行分析，是常用的方法。(1)利用垂直于坐標(biāo)軸的線作輔助線去分析同質(zhì)量、不同溫度的兩條等溫線，不同體積的兩條等容線，不同壓強(qiáng)的兩條等壓線的關(guān)系。例如：如圖甲所示，V1對(duì)應(yīng)的虛線為等容線，A、B是與T1、T2兩線的交點(diǎn)，可以認(rèn)為從B狀態(tài)通過等容升壓到A狀態(tài)，溫度必然升高，所以T2>T1。甲又如圖乙所示，T1對(duì)應(yīng)的虛線AB為等溫線，從B狀態(tài)到A狀態(tài)壓強(qiáng)增大，體積一定減小，所以V2<V1。乙(2)一定質(zhì)量理想氣體的圖像①等溫變化a.T一定時(shí)，在p-V圖像中，等溫線是一簇雙曲線，圖像離坐標(biāo)軸越遠(yuǎn)，溫度越高，如圖甲所示，T2>T1。甲乙b.T一定時(shí)，在p-eq\f(1,V)圖像中，等溫線是延長(zhǎng)線過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，直線的斜率越大，溫度越高，如圖乙所示。②等壓變化a.p一定時(shí)，在V-T圖像中，等壓線是一簇延長(zhǎng)線過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，直線的斜率越大，壓強(qiáng)越小，如圖甲所示。甲乙b.p一定時(shí)，在V-t圖像中，等壓線與t軸的交點(diǎn)總是－273.15℃，是一條傾斜的直線，縱截距表示0℃時(shí)氣體的體積，如圖乙所示。eq\o\ac(○,3)等容變化a.V一定時(shí)，在p-T圖像中，等容線為一簇延長(zhǎng)線過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，直線的斜率越小，體積越大，如圖甲所示。甲乙b.V一定時(shí)，在p-t圖像中，等容線與t軸的交點(diǎn)是－273.15℃，是一條傾斜的直線，縱截距表示氣體在0℃時(shí)的壓強(qiáng)，如圖乙所示?！纠?】?jī)?nèi)壁光滑的導(dǎo)熱汽缸豎直浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不計(jì)質(zhì)量的活塞封閉壓強(qiáng)為1.0×105Pa、體積為2.0×10－3m3的理想氣體。現(xiàn)在活塞上方緩緩倒上沙子，使封閉氣體的體積變?yōu)樵瓉淼囊话?，然后將汽缸移出水槽，緩慢加熱，使氣體溫度變?yōu)?27℃。(大氣壓強(qiáng)為1.0×105Pa)(1)求汽缸內(nèi)氣體的最終體積(保留三位有效數(shù)字)；(2)在如圖所示的p-V圖上畫出整個(gè)過程中汽缸內(nèi)氣體的狀態(tài)變化。思路點(diǎn)撥：(1)在活塞上方緩緩倒沙子的過程是一個(gè)等溫變化過程，緩慢加熱的過程是一個(gè)等壓變化過程。(2)等壓過程的圖線為平行于V軸的直線，等容過程的圖線為平行于p軸的直線，等溫過程的圖線為雙曲線的一支。[解析](1)在活塞上方倒沙的全過程中溫度保持不變，即p0V0＝p1V1，解得p1＝2.0×105Pa。在緩慢加熱到127℃的過程中壓強(qiáng)保持不變，則eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)，所以V2≈1.5×10－3m3。(2)如圖所示[答案](1)1.5×10－3m3(2)見解析理想氣體狀態(tài)變化時(shí)注意轉(zhuǎn)折點(diǎn)的確定轉(zhuǎn)折點(diǎn)是兩個(gè)狀態(tài)變化過程的分界點(diǎn)，挖掘隱含條件，找出轉(zhuǎn)折點(diǎn)是應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程解決氣體狀態(tài)變化問題的關(guān)鍵。氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋中央電視臺(tái)在《科技之光》欄目中曾播放過這樣一個(gè)節(jié)目：把液氮倒入飲料瓶中，馬上蓋上瓶蓋并擰緊，人立刻撤離現(xiàn)場(chǎng)，一會(huì)兒飲料瓶爆炸，你能解釋一下原因嗎？提示：液氮吸熱汽化，分子運(yùn)動(dòng)加快，飲料瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)迅速增大，當(dāng)大于瓶壁承受的壓強(qiáng)時(shí)，飲料瓶爆炸。1．玻意耳定律(1)宏觀表現(xiàn)：一定質(zhì)量的某種理想氣體，在溫度保持不變時(shí)，體積減小，壓強(qiáng)增大；體積增大，壓強(qiáng)減小。(2)微觀解釋：溫度不變，分子的平均動(dòng)能不變。體積越小，分子的數(shù)密度越大，單位時(shí)間內(nèi)撞到單位面積器壁上的分子數(shù)就越多，氣體的壓強(qiáng)就越大，如圖所示。體積大體積小2．蓋一呂薩克定律(1)宏觀表現(xiàn)：一定質(zhì)量的某種理想氣體，在壓強(qiáng)不變時(shí)，溫度升高，體積增大，溫度降低，體積減小。(2)微觀解釋：溫度升高，分子平均動(dòng)能增大，撞擊器壁的作用力變大，而要使壓強(qiáng)不變，則需影響壓強(qiáng)的另一個(gè)因素，即分子的數(shù)密度減小，所以氣體的體積增大，如圖所示。3．查理定律(1)宏觀表現(xiàn)：一定質(zhì)量的某種理想氣體，在體積保持不變時(shí)，溫度升高，壓強(qiáng)增大；溫度降低，壓強(qiáng)減小。(2)微觀解釋：體積不變，則分子的數(shù)密度不變，溫度升高，分子平均動(dòng)能增大，分子撞擊器壁單位面積的作用力變大，所以氣體的壓強(qiáng)增大，如圖所示。【例4】在一定的溫度下，—定質(zhì)量的氣體體積減小時(shí)，氣體的壓強(qiáng)增大，這是由于()A．單位體積內(nèi)的分子數(shù)增多，單位時(shí)間內(nèi)分子對(duì)器壁碰撞的次數(shù)增多B．氣體分子的數(shù)密度變大，分子對(duì)器壁的吸引力變大C．每個(gè)氣體分子對(duì)器壁的平均撞擊力都變大D．氣體密度增大，單位體積內(nèi)分子重量變大思路點(diǎn)撥：(1)影響氣體壓強(qiáng)的原因是分子的平均動(dòng)能和單位體積的分子個(gè)數(shù)。(2)溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，體積決定分子的數(shù)密度。A[氣體的溫度不變，分子的平均動(dòng)能不變，對(duì)器壁的平均撞擊力不變，C錯(cuò)誤；體積減小，單位體積內(nèi)的分子數(shù)目增多，所以氣體壓強(qiáng)增大，A正確；分子和器壁間無引力作用，B錯(cuò)誤；單位體積內(nèi)氣體的質(zhì)量變大，不是壓強(qiáng)變大的原因，D錯(cuò)誤。](1)宏觀量溫度的變化對(duì)應(yīng)著微觀量分子動(dòng)能平均值的變化。宏觀量體積的變化對(duì)應(yīng)著氣體分子的數(shù)密度的變化。(2)壓強(qiáng)的變化可能由兩個(gè)因素引起，即分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能和分子的數(shù)密度，可以根據(jù)氣體變化情況選擇相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)定律加以判斷。4.固體一、晶體和非晶體1．固體可以分為晶體和非晶體兩類。石英、云母、明礬、食鹽、味精、蔗糖等是晶體，玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠等是非晶體。2．單晶體具有確定的幾何形狀，多晶體和非晶體沒有確定的幾何形狀，我們?cè)诔踔幸呀?jīng)學(xué)過，晶體有確定的熔點(diǎn)，非晶體沒有確定的熔點(diǎn)。3．有些晶體沿不同方向的導(dǎo)熱或?qū)щ娦阅懿煌?，有些晶體沿不同方向的光學(xué)性質(zhì)不同，這類現(xiàn)象稱為各向異性。非晶體沿各個(gè)方向的物理性質(zhì)都是一樣的，這叫作各向同性。由于多晶體是許多單晶體雜亂無章地組合而成的，所以多晶體是各向同性的。說明：具有各向異性的一定是單晶體，具有各向同性的則可能是非晶體或多晶體。二、晶體的微觀結(jié)構(gòu)1．規(guī)則性：在各種晶體中，原子(或分子、離子)都是按照一定的規(guī)則排列的，具有空間上的周期性。2．變化或轉(zhuǎn)化在不同條件下，同種物質(zhì)的微粒按照不同規(guī)則在空間排列，可以生成不同的晶體，例如石墨和金剛石。有些晶體在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為非晶體，例如天然水晶熔化后再凝固成石英玻璃。晶體和非晶體雪花的形狀極多，而且十分美麗。如果把雪花放在放大鏡下，可以發(fā)現(xiàn)每片雪花都是一副極其精美的圖案，連許多藝術(shù)家都贊嘆不已。但是，各種各樣的雪花大多是什么形狀的呢？它們又是怎樣形成的呢？你不妨拿放大鏡來觀察一下！或者上網(wǎng)去搜一下吧！提示：雪花大多是六角形的，這是因?yàn)檠┗▽儆诹骄怠Ｑ┗ǖ摹芭咛ァ笔切”?，主要有兩種形狀：一種呈六棱體狀，長(zhǎng)而細(xì)，叫柱晶，但有時(shí)它的兩端是尖的，樣子像一根針，叫針晶；另一種則呈六角形的薄片狀，就像從六棱鉛筆上切下來的薄片那樣，叫片晶。1．單晶體的特征(1)具有天然的規(guī)則外形，這種規(guī)則的外形不是人工造成的。(2)物理性質(zhì)各向異性，這是單晶體區(qū)別于非晶體和多晶體最重要的特性，是判斷單晶體最主要的依據(jù)。(3)具有確定的熔點(diǎn)，單晶體在這一點(diǎn)上和多晶體沒有區(qū)別。從宏觀上區(qū)分晶體和非晶體的重要依據(jù)是看有無確定的熔點(diǎn)。2．多晶體和非晶體(1)多晶體雖無天然規(guī)則的幾何形狀，物理性質(zhì)各向同性，但組成多晶體的晶粒都有規(guī)則的幾何形狀，每一個(gè)晶粒都具有單晶體的特征和物理性質(zhì)，這是多晶體和非晶體在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上的區(qū)別。(2)多晶體與非晶體在宏觀上的區(qū)別在于多晶體具有確定的熔點(diǎn)，非晶體則沒有，例如很多同學(xué)認(rèn)為玻璃應(yīng)是多晶體，但實(shí)驗(yàn)證明玻璃沒有確定的熔點(diǎn)，故應(yīng)是非晶體。3．正確理解單晶體的各向異性(1)在物理性質(zhì)上，單晶體具有各向異性，而非晶體則是各向同性的。①單晶體的各向異性是指單晶體在不同方向上的物理性質(zhì)不同，也就是沿不同方向去測(cè)試單晶體的物理性質(zhì)時(shí)，測(cè)試結(jié)果不同。②通常所說的物理性質(zhì)包括彈性、硬度、導(dǎo)熱性能、導(dǎo)電性能、磁性等。(2)單晶體具有各向異性，并不是說每一種單晶體都能在各種物理性質(zhì)上表現(xiàn)出各向異性，舉例如下：①云母、石膏晶體在導(dǎo)熱性上表現(xiàn)出顯著的各向異性——沿不同方向傳熱的快慢不同。②方鉛礦石晶體在導(dǎo)電性上表現(xiàn)出顯著的各向異性——沿不同方向電阻率不同。③立方體形的銅晶體在彈性上表現(xiàn)出顯著的各向異性——沿不同方向的彈性不同。④方解石晶體在光的折射上表現(xiàn)出各向異性——沿不同方向的折射率不同?！纠?】(多選)關(guān)于晶體和非晶體，下列說法正確的是()A．可以根據(jù)各向異性或各向同性來鑒別晶體和非晶體B．一塊均勻薄片，沿各個(gè)方向?qū)λ┘永?，發(fā)現(xiàn)其強(qiáng)度一樣，則此薄片一定是非晶體C．一個(gè)固體球，如果沿其各條直線方向的導(dǎo)電性不同，則該球體一定是單晶體D．一塊晶體，若其各個(gè)方向的導(dǎo)熱性相同，則這塊晶體一定是多晶體思路點(diǎn)撥：(1)晶體有固定熔點(diǎn)，而非晶體沒有。(2)單晶體具有各向異性，多晶體與非晶體都具有各向同性。CD[判斷固體是否為晶體的標(biāo)準(zhǔn)是看是否有固定的熔點(diǎn)，多晶體和非晶體都具有各向同性和無規(guī)則的外形，單晶體具有各向異性和規(guī)則的幾何外形，C、D正確。]判斷晶體與非晶體、單晶體與多晶體的方法(1)區(qū)分晶體與非晶體的方法：看其有無確定的熔點(diǎn)，晶體具有確定的熔點(diǎn)，而非晶體沒有確定的熔點(diǎn)，僅從各向同性或者幾何形狀不能判斷某一固體是晶體還是非晶體。(2)區(qū)分單晶體和多晶體的方法：看其是否具有各向異性，單晶體表現(xiàn)出各向異性，而多晶體表現(xiàn)出各向同性。【一題多變】區(qū)分晶體和非晶體可用以下實(shí)驗(yàn)：把熔化了的蜂蠟薄薄地涂在薄玻璃片上。把一支縫衣針燒熱，然后用針尖接觸蜂蠟層的背面，不要移動(dòng)，觀察蜂蠟熔化區(qū)域的形狀(如圖甲所示)。把玻璃片換成單層云母片，再做以上實(shí)驗(yàn)(如圖乙所示)。在玻璃片上和云母片上，蜂蠟熔化區(qū)域形狀的不同說明了什么？甲乙蜂蠟熔化區(qū)域的形狀[解析]玻璃是非晶體，表現(xiàn)為各向同性，因此各個(gè)方向上導(dǎo)熱均勻，蜂蠟熔化區(qū)域形狀為圓形；云母片為單晶體，表現(xiàn)為各向異性，因此不同方向上導(dǎo)熱性能不一樣，最終蜂蠟熔化區(qū)域?yàn)闄E圓形。[答案]見解析晶體的微觀結(jié)構(gòu)家庭、學(xué)?；驒C(jī)關(guān)門鎖常用“碰鎖”，然而，這種鎖使用一段時(shí)間后，鎖舌就會(huì)變澀而不易被碰入，造成關(guān)門困難。這時(shí)，你可以用鉛筆在鎖舌上摩擦幾下，碰鎖便開關(guān)自如了，并且可以持續(xù)幾個(gè)月之久。請(qǐng)你動(dòng)手試一試，并解釋其中的道理。提示：石墨是金剛石的同素異形體，兩者的不同結(jié)構(gòu)，造成了兩者在物理性質(zhì)上的很大差異，金剛石質(zhì)地堅(jiān)硬，而石墨由于具有層狀結(jié)構(gòu)，且層與層之間結(jié)合不很緊密，故層與層之間易脫落，能起到潤(rùn)滑作用。用鉛筆在紙上寫字也是根據(jù)這個(gè)道理。1．晶體內(nèi)部的微粒是按各自的規(guī)則排列著的，具有空間上的周期性。如圖所示是食鹽晶體中氯離子和鈉離子分布的示意圖。2．同種元素的微粒能夠按照不同規(guī)則在空間分布形成不同的物質(zhì)。例如，碳原子如果按圖甲那樣排列，就成為石