第15讲 固体、液体、气体的性质-2020年强基计划高三物理专题讲解（核心素养提升）

2020年强基计划物理专题讲解（核心素养提升） 第15讲 固体、液体、气体的性质 知识精讲 一．分子动理论 1．是联系微观世界和宏观世界的桥梁，具体表现在： （1）固体、液体分子微观量的计算（估算） ①分子数： ②每个分子的质量为： ③每个分子体积（分子所占空间）：，其中为固体或液体的密度 ④分子直径的估算：把固体、液体分子看成球形，则分子直径；把固体、液体分子看成立方体，则． （2）气体分子微观量的估算方法 ①物质的量，为气体在标况下的体积． ②分子间距的估算：设想气体分子的分布均匀，每个分子平均占有一定的体积，假设为立方体，则分子间距，而每个分子所占体积，则分子间距为. 2．扩散现象是分子的运动，布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，是液体分子的无规则运动引起的． 3．分子间存在相互作用力：引力与斥力，都随距离增加减少，但是斥力对距离更敏感，所以分子力很近的时候体现出斥力，在平衡位置体合力等于零，平衡位置外体现出引力。 二.固体性质 1．晶体与非晶体 固体分为晶体和非晶体。晶体又分为单晶体与多晶体。单晶体的物理性质是各向异性，在一定压强下有固定的熔点。多晶体的物理性质是各向同性，在一定压强下有固定的熔点。而非晶体各向同性，无固定的熔点。 2．空间点阵 晶体内部的微粒依照一定规律在空间排列成整齐的行列，构成所谓的空间点阵。晶体微粒的热运动主要表现为以空间点阵的结点为平衡位置的微小振动。 3．固体的热膨胀 （1）固体的线胀系数 某种物质组成的物体，由于温度升高1℃所引起的线度增长跟它在0℃时的线度之比，称为该物体的线胀系数。 单位：℃-1 （2）固体的体胀系数 某种物质组成的物体，由于温度升高1℃所引起的体积增加跟它在0℃时的线度之比，称为该物体的线胀系数。 单位：℃-1 三．液体性质 1． 表面张力 f =σL　　　式中σ为液体表面张力系数，单位N·m-1。σ与液体性质有关，与液面大小无关，随温度升高而减小。 2．浸润现象与毛细现象 四．气体性质 1．气体实验定律 （1）玻-马定律（等温变化）pV =恒量 （2）查理定律（等容变化）恒量 （3）盖·吕萨克定律（等压变化）=恒量 2．同种理想气体状态状态方程 （1）一定质量的理想气体=恒量 推论：=恒量 （2）任意质量的理想气体（克拉珀龙方程） 3．混合气体的状态方程 （1）道尔顿分压定律 p =p1+p2+p3+……+pn. （2）混合气体的状态方程 典型例题 1.（清华保送生测试）理想气体无法通过相变变成液体，这是因为（ ） A． 气体分子之间无作用力 B． 理想气体没有分子势能 C． 理想气体放在体积很小 D． 理想气体分子没有碰撞 2. （卓越自主招生）液体的粘滞系数是描述液体粘滞性大小的物理量。落球法测定蓖麻油的粘滞系数，通常是将蓖麻油装满长为左右圆柱型玻璃筒，通过测得小球竖直落入蓖麻油后做匀速运动时的速度来获得。小球在蓖麻油中下落时受到重力、浮力和粘滞阻力的作用，其中粘滞阻力（其中、分别是小球的直径和速度）。当小球匀速运动时，利用受力平衡等条件便可求得，于是测得小球匀速运动的速度是这个实验的关键。若你手边只有秒表和毫米刻度尺可以利用，你怎样确定小球已经做匀速运动了；如何测得小球匀速运动的速度。 3.（华约自主招生）在压强不太大，温度不太低的情况下，气体分子本身的大小比分子之间的距离小很多，因而在理想气体模型中忽略分子的大小。已知液氮的密度ρ=810kg/m3，氮气的摩尔质量Mmol=28×10-3kg/mol。假设液氮可看作由立方体分子堆积而成，根据所给数据对标准状态下的氮气做出估算，说明上述结论的合理性。 4.（华约自主招生）当压强不变、温度变化量△t不太大时，液体或固体在某一温度下的体膨胀系数α可以表示为α=，其中V为该温度时的体积，△V为体积的变化量。一般来说，在常温下液体的体膨胀系数分别在10-3/K量级和10-6 ~10-5/K量级。 如图所示的装置可以用来测量控温箱中圆筒形玻璃容器内液体的体膨胀系数，实验步骤如下： ①拿掉浮标，将液体的温度调控为接近室温的某一温度t0，测量液体的高度h。 ②放入浮标，保持压强不变，将液体的温度升高一个不太大的量△t，用精密的位置传感器确定指针高度的变化量△h。 ③利用步骤①和②中测得的数据计算液体在t0时的体膨胀系数α。 回答下列问题： （1）不考虑温度变化导致的液体密度变化，写出用测量量表示的α的表达式； （2）①在温度升高过程中，液体密度变化会对用上面的表达式计算出的结果有什么影响？为什么？ （3）在所用的浮标为直立圆柱体时，某同学对如何减少这一影响提出以下几条建议，其中有效的是 。（填入正确选项前的字母） A．选用轻质