四環(huán)福瑞科儀科技發(fā)展（北京）有限公司
一、固體和液體
1. 固體：具有一定的形狀和體積,，不易壓縮,。
（1）固體可分為晶體和非晶體，晶體又分為單晶體和多晶體,。
（2）單晶體：有規(guī)則的幾何形狀,，各向異性，有確定熔點(diǎn)。
多晶體：沒有規(guī)則的幾何形狀,，不顯示各向異性,，有確定的熔點(diǎn)。
（3）非晶體：沒有規(guī)則的幾何形狀,，各向同性,，沒有一定的熔點(diǎn)。晶體和非晶體可以相互轉(zhuǎn)化,。
（4）固體的微觀結(jié)構(gòu)：組成晶體的物質(zhì)粒子依照一定規(guī)律在空間整齊排列,，粒子在其平衡位置附近做微振動(dòng)。
（5）晶體的特性可以用固體的微觀結(jié)構(gòu)來(lái)解釋,。
（6）固體新材料如半導(dǎo)體材料,、磁存儲(chǔ)材料、納米材料等,。
2. 液體：有一定的體積，無(wú)一定的形狀,，不易壓縮,。
（1）液體的微觀結(jié)構(gòu)：液體分子排列是部分有序，整體無(wú)序,。
（2）液體的微觀結(jié)構(gòu)可解釋液體表現(xiàn)出的各向異性,。
（3）液體的表面張力是表面層內(nèi)分子力作用的結(jié)果，是液體表面具有收縮趨勢(shì)的原因,。
3. 液晶
（1）液晶是一種介于固態(tài)和液態(tài)之間的中間態(tài)物質(zhì),。
（2）液晶是現(xiàn)代應(yīng)用廣泛的新型材料。
二,、氣體的狀態(tài)參量
1. 溫度（T或t）
（1）意義：宏觀上表示物體的冷熱程度,，微觀上表示物體中分子平均動(dòng)能的大小。
（2）數(shù)值表示法
①攝氏溫標(biāo)t：?jiǎn)挝弧?，?個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,，水的冰點(diǎn)為0℃，沸點(diǎn)為100℃,。
②熱力學(xué)溫標(biāo)T：?jiǎn)挝籏,，把-273℃作為0K。
③就每一度表示的溫標(biāo)變化來(lái)說(shuō),，兩種溫標(biāo)是相同的,，只是零值起點(diǎn)不同,，所以二者關(guān)系：,，△T=△t。
2. 體積V
指氣體分子所能達(dá)到的空間,，即氣體所充滿容器的容積,。
單位：,。
3. 壓強(qiáng)
（1）定義：器壁單位面積上受到的壓力就是氣體的壓強(qiáng)。
（2）微觀意義：它是大量氣體分子對(duì)容器器壁的撞擊產(chǎn)生的,，它決定于單位體積內(nèi)的分子數(shù)和分子的平均動(dòng)能,。
（3）單位：帕斯卡（Pa）
4. 氣體的狀態(tài)
一定質(zhì)量的氣體，如果溫度,、體積和壓強(qiáng)這三個(gè)量都不變,，就說(shuō)氣體處于一定的狀態(tài)，氣體狀態(tài)變化時(shí),，只有一個(gè)參量改變是不可能的,，至少兩個(gè)或者三個(gè)參量同時(shí)改變。
三,、氣體實(shí)驗(yàn)定律
1. 玻意耳定律
（1）內(nèi)容：一定質(zhì)量的氣體,，在溫度保持不變時(shí)，它的壓強(qiáng)和體積成反比,；或者說(shuō),，壓強(qiáng)和體積的乘積保持不變，此即玻意耳定律,。
（2）數(shù)學(xué)表達(dá)式：
（常量）或
,。
（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。
（4）等溫線（或p-V圖象或
圖象如圖）
2. 查理定律
（1）等容變化：氣體在體積保持不變的情況下發(fā)生的狀態(tài)變化,，叫做等容變化,。
（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)表明：一定質(zhì)量的氣體，在體積保持不變的情況下,，它的壓強(qiáng)隨著溫度的升高而增大,，隨著溫度的降低而減小。
（3）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,，它的壓強(qiáng)跟熱力學(xué)溫度成正比，這個(gè)規(guī)律叫做查理定律,。
②數(shù)學(xué)表達(dá)式：
對(duì)于一定質(zhì)量的某種氣體,，在兩個(gè)確定的狀態(tài)I（
、
,、
）和II（
,、
、
）
有：或。
③成立條件：a. 溫度不太低（與室溫相比）,；b. 壓強(qiáng)不太高（與大氣壓相比）,；c. 氣體的質(zhì)量保持不變；d. 氣體的體積保持不變,。
（4）等容變化圖象
①由函數(shù)式
可知,，在
坐標(biāo)系中，等容線是一條通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的傾斜的直線,，如圖所示,。
②必須明確：質(zhì)量一定的氣體，不同等容線的直線斜率不同,，斜率越小,，體積越大，如圖所示,，
,。
3. 蓋·呂薩克定律
（1）等壓變化：氣體在壓強(qiáng)不變的情況下發(fā)生的狀態(tài)變化叫等壓變化。
（2）蓋·呂薩克定律
①內(nèi)容：一定質(zhì)量的氣體在壓強(qiáng)不變的情況下,，它的體積跟熱力學(xué)溫度成正比,。
②數(shù)學(xué)表達(dá)式：
或
。
（3）等壓變化圖象：由
得
,，在
坐標(biāo)系中，等壓線是一條通過(guò)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，
,。
四,、飽和蒸汽和空氣的濕度
1. 飽和汽和未飽和汽
當(dāng)蒸汽的密度達(dá)到一定值以后，液體和蒸汽之間達(dá)到了動(dòng)態(tài)平衡（單位時(shí)間內(nèi),，出入液面的分子數(shù)相同）,，這種狀態(tài)的氣體叫做飽和蒸汽。尚未達(dá)到平衡狀態(tài)的氣體稱為未飽和蒸汽,，在一定溫度下,，飽和蒸汽的密度是一定的，未飽和蒸汽的密度小于飽和蒸汽的密度,。
2. 飽和汽壓
飽和汽所具有的壓強(qiáng),，叫做這種液體的飽和汽壓，實(shí)驗(yàn)得出以下結(jié)論：
（1）在相同的溫度下，不同液體的飽和汽壓一般是不同的,，揮發(fā)性大的液體,，飽和汽壓大。
（2）飽和汽壓隨溫度的升高而升高,。
（3）飽和汽壓與其體積大小無(wú)關(guān),。
3. 空氣濕度
空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)表征空氣的濕度，某一溫度下,，空氣中水蒸氣的實(shí)際壓強(qiáng)與該溫度下水的飽和汽壓的百分比叫做這時(shí)空氣的相對(duì)濕度,，一般說(shuō)來(lái)，相對(duì)濕度為40%~60%時(shí),，是我國(guó)大多數(shù)人民感覺理想舒適的氣候環(huán)境,。
相對(duì)濕度的計(jì)算式：
其中P表示空氣的濕度，
表示同一溫度下水的飽和汽壓,，B表示相對(duì)濕度,。
【典型例題】
一、幾種常見情況的壓強(qiáng)計(jì)算
1. 在氣體流通的區(qū)域,，各處壓強(qiáng)相等,，如容器與外界相通，容器內(nèi)外壓強(qiáng)相等,；用細(xì)管相連的容器,，平衡時(shí)兩邊氣體壓強(qiáng)相等。
2. 液體內(nèi)深為h處的總壓強(qiáng)為
,，式中
為液面上方的大氣壓強(qiáng),。在水銀內(nèi)，用
作單位時(shí)可表示為
,。
3. 連通器內(nèi)靜止的液體,，同種液體同一水平面上各處壓強(qiáng)相等。
4. 參考液片法的一般思路
（1）選取假想的一個(gè)液體薄片（其自重不計(jì)）為研究對(duì)象,。
（2）分析液片兩側(cè)受力情況,，建立力的方程，消去橫截面積,，得到液片兩側(cè)的壓強(qiáng)平衡方程,。
（3）解方程，求得氣體壓強(qiáng),。
5. 平衡條件法
欲求用固體（如活塞等）封閉在靜止容器內(nèi)的氣體壓強(qiáng),，應(yīng)對(duì)固體進(jìn)行受力分析，然后根據(jù)平衡條件求解,。
6. 當(dāng)封閉氣體所在的系統(tǒng)處于力學(xué)非平衡的狀態(tài)時(shí),，欲求封閉氣體的壓強(qiáng),，首先選擇恰當(dāng)?shù)膶?duì)象（如與氣體相關(guān)聯(lián)的液柱、活塞等）,，并對(duì)其進(jìn)行正確的受力分析（特別注意內(nèi),、外氣體的壓力），然后根據(jù)牛頓第二定律列方程求解,。
例1. 一圓形氣缸靜置于地面上,，如圖（1）所示，氣缸筒的質(zhì)量為M,，活塞的質(zhì)量為m,，活塞面積為S，大氣壓強(qiáng)為
,，現(xiàn)將活塞緩慢上提,，求氣缸離地面時(shí)氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)。（忽略摩擦）
解析：此題中的活塞和氣缸處于平衡狀態(tài),，以活塞為對(duì)象,，受力分析如圖（2），由平衡條件得,，
再以活塞和氣缸整體為對(duì)象,，則有②
由①②式解得。
方法點(diǎn)撥：求固體（活塞或氣缸）封閉的氣體的壓強(qiáng),，由于該固體必定受到氣體的壓力,，所以可通過(guò)對(duì)該固體進(jìn)行受力分析，由平衡條件建立方程,，來(lái)找出氣體的壓強(qiáng),。這里要特別注意大氣壓力，何時(shí)必須考慮,，何時(shí)可不考慮，本題也可以取氣缸為對(duì)象有,，得
例2. 如圖所示的試管內(nèi)由水銀封有一定質(zhì)量的氣體,，靜止時(shí)氣柱長(zhǎng)為
，大氣壓強(qiáng)為
,，當(dāng)試管繞豎直軸以角速度
在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)氣柱長(zhǎng)變?yōu)長(zhǎng),，其他尺寸如圖所示，求轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的氣體壓強(qiáng)（設(shè)溫度不變,，管截面積為S,，水銀密度為
）。
解析：選取水銀柱為研究對(duì)象,，轉(zhuǎn)動(dòng)所需向心力由液柱兩側(cè)氣體壓力差提供,。
二,、氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用
理想氣體的狀態(tài)方程為
恒量，由此可以看出,，當(dāng)其中一個(gè)參量發(fā)生變化時(shí),，另兩個(gè)參量至少有一個(gè)會(huì)發(fā)生變化。
例3. 一活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸內(nèi),，初始時(shí)氣體體積為
,，用DIS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)測(cè)得此時(shí)氣體的溫度和壓強(qiáng)分別為
和
，推動(dòng)活塞壓縮氣體測(cè)得氣體的溫度和壓強(qiáng)分別為
和
,。
（1）求此時(shí)氣體的體積,；
（2）保持溫度不變，緩慢改變作用在活塞上的力,，使氣體壓強(qiáng)變?yōu)?/span>
,，求此時(shí)氣體的體積。
解析：（1）以氣缸內(nèi)封閉氣體為研究對(duì)象,，初始狀態(tài)：
（2）由查理定律
得：
答案：（1）
（2）
例4. 內(nèi)壁光滑的導(dǎo)熱氣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
，體積為
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?lái)的一半，然后將氣缸移出水槽緩慢加熱,，使氣體溫度變?yōu)?27℃,。
（1）求氣缸內(nèi)氣體的終體積；
（2）在圖上畫出整個(gè)過(guò)程中氣缸內(nèi)氣體狀態(tài)變化的
圖象,。（大氣壓強(qiáng)為）
解析：在活塞上方倒沙的過(guò)程中溫度保持不變,，在緩慢加熱到127℃的過(guò)程中壓強(qiáng)保持不變。
（1）在活塞上方倒沙的過(guò)程中溫度保持不變,，即解得
在緩慢加熱到127℃的過(guò)程中壓強(qiáng)保持不變,，則
所以。
（2）如圖所示
答案：（1） （2）見解析圖
三,、實(shí)驗(yàn)定律圖象的應(yīng)用
對(duì)于氣體實(shí)驗(yàn)定律的圖象,，一定分清是什么圖象即圖象的性質(zhì)。
等溫線是雙曲線,，雙曲線與兩軸間的面積愈大,，溫度愈高。
等容線是一條過(guò)原點(diǎn)的直線,，直線的斜率表示等容的容積,，斜率小的體積大。
等壓線是一條過(guò)原點(diǎn)的直線,，其斜率表示壓強(qiáng),，斜率越小,，壓強(qiáng)愈大。
例5. 氣缸中有一定質(zhì)量的理想氣體,，開始時(shí)處于狀態(tài)A,，在保持體積不變的條件下，逐漸增加氣體的壓強(qiáng),，到達(dá)狀態(tài)B,；再保持溫度不變，體積逐漸膨脹到達(dá)狀態(tài)C,；后保持壓強(qiáng)不變,，體積減小，回到狀態(tài)A,。下面圖中哪些能正確反映上述過(guò)程（ ）
A. 只有①③和④ B. 只有②③和④
C. 只有①和④ D. 只有②和③
答案：B
例6. 一定質(zhì)量的某種氣體自狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)C變化到狀態(tài)B,，這一過(guò)程在
圖上表示如圖所示，則
A. 在過(guò)程AC中,，氣體的壓強(qiáng)不斷變大
B. 在過(guò)程CB中,，氣體的壓強(qiáng)不斷變小
C. 在狀態(tài)A時(shí)，氣體的壓強(qiáng)大
D. 在狀態(tài)B時(shí),，氣體的壓強(qiáng)大
解析：氣體的AC變化過(guò)程是等溫變化,，由
可知，體積減小,，壓強(qiáng)增大,，故A正確。在CB變化過(guò)程中,，氣體的體積不發(fā)生變化,，即為等容變化，由
可知,，溫度升高,，壓強(qiáng)增大，B錯(cuò),，綜上所述在ACB過(guò)程中氣體壓強(qiáng)始終增大,，所以氣體在狀態(tài)B時(shí)的壓強(qiáng)大，故C錯(cuò),，D對(duì)。
答案：AD,。
【模擬試題】
1. 某種氣體的溫度是0℃,，可以說(shuō)
A. 氣體中分子的溫度是0℃
B. 氣體中分子運(yùn)動(dòng)速度快的溫度一定高于0℃，運(yùn)動(dòng)速度慢的溫度一定低于0℃,，所以氣體平均溫度是0℃
C. 氣體溫度升高時(shí),，分子平均速率要增大
D. 該氣體分子的平均速率是確定的
2. 如圖所示,，一定質(zhì)量的理想氣體，由狀態(tài)a沿直線ab變化到狀態(tài)b,，在此過(guò)程中,，氣體分子平均速率的變化情況是
A. 不斷增大 B. 不斷減小 C. 先減小后增大 D. 先增大后減小
3. 如圖所示，一根一端封閉的玻璃管開口向下插入水銀槽中,，內(nèi)封一定質(zhì)量的氣體,，管內(nèi)水銀面低于管外，在溫度不變時(shí),，將玻璃管稍向下插一些,，下列說(shuō)法正確的是
A. 玻璃管內(nèi)氣體體積減小
B. 玻璃管內(nèi)氣體體積增大
C. 管內(nèi)外水銀面高度差減小
D. 管內(nèi)外水銀面高度差增大
4. 云母薄片和玻璃片分別涂一層很薄的石蠟，然后用燒熱的鋼針去接觸云母片及玻璃片的反面,，石蠟熔化,，如圖所示，那么
A. 熔化的石蠟呈圓形的是玻璃片
B. 熔化的石蠟呈圓形的是云母片
C. 實(shí)驗(yàn)說(shuō)明玻璃片各向同性是非晶體
D. 實(shí)驗(yàn)說(shuō)明云母片各向同性是晶體
5. 如圖所示,，長(zhǎng)度為
,、內(nèi)徑均勻的細(xì)直玻璃管，一端封閉,，開口向上豎直放置,，管內(nèi)用25cm長(zhǎng)的水銀柱封閉44cm長(zhǎng)的空氣柱，外界大氣壓為75cmHg,，若將玻璃管在豎直平面內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)
,，使管開口向下，此過(guò)程
A. 水銀全部流出管外
B. 水銀不會(huì)流出,，封閉氣柱長(zhǎng)75cm
C. 水銀部分流出,，封閉氣柱長(zhǎng)88cm
D. 水銀部分流出，封閉氣柱長(zhǎng)80cm
6. 甲,、乙兩個(gè)相同的密閉容器中分別裝有等質(zhì)量的同種氣體,，已知甲、乙容器中氣體的壓強(qiáng)分別為
,、
,，且
，則
A. 甲容器中氣體的溫度高于乙容器中氣體的溫度
B. 甲容器中氣體的溫度低于乙容器中氣體的溫度
C. 甲容器中氣體分子的平均動(dòng)能小于乙容器中氣體分子的平均動(dòng)能
D. 甲容器中氣體分子的平均動(dòng)能大于乙容器中氣體分子的平均動(dòng)能
7. 對(duì)一定量的氣體,，若用N表示單位時(shí)間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù),，則
A. 當(dāng)體積減小時(shí)，N必定增加
B. 當(dāng)溫度升高時(shí),，N必定增加
C. 當(dāng)壓強(qiáng)不變而體積和溫度變化時(shí),，N必定變化
D. 當(dāng)壓強(qiáng)不變而體積和溫度變化時(shí)，N可能不變
8. （經(jīng)典回放）一個(gè)質(zhì)量可不計(jì)的活塞將一定量的理想氣體封閉在上端開口的直立圓筒形氣缸內(nèi),，活塞上堆放著鐵砂,，如圖所示,，初活塞擱置在氣缸內(nèi)壁的固定卡環(huán)上，氣體柱的高度為,，壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng),，現(xiàn)對(duì)氣體緩慢加熱，當(dāng)氣體溫度升高了時(shí),，活塞（及鐵砂）開始離開卡環(huán)而上升,，繼續(xù)加熱直到氣柱高度為，此后,，在維持溫度不變的條件下逐漸取走鐵砂,，直到鐵砂全部取走時(shí)，氣柱高度變?yōu)?/span>,，求此時(shí)氣體的溫度,。（不計(jì)活塞與氣缸之間的摩擦）
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