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1、选修选修1-2 第一章第一章 分子动理论分子动理论 内能内能第第3节节 固体和液体固体和液体 分子力的作用使分子聚集在一起，分子的无分子力的作用使分子聚集在一起，分子的无规则运动又使它们分散开来。这两种相反的因规则运动又使它们分散开来。这两种相反的因素决定了分子的三种不同的聚集状态素决定了分子的三种不同的聚集状态固态、固态、液态和气态液态和气态 物理学中把固态和液态统称为凝聚态物理学中把固态和液态统称为凝聚态固 体一、晶体和非晶体一、晶体和非晶体 1晶体：具有规则的几何形状（1）常见的晶体有：石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、糖、味精等（2）几种常见晶体的规则外形：食盐的晶体呈立方体形；明矾的晶
2、体呈八面体形；石英的晶体中间是一个六棱柱，两端呈六棱锥；雪花是水蒸气在空气中凝华时形成的晶体，一般为六角形的规则图案非晶体：非晶体：没有规则的几何形状没有规则的几何形状 常见的非晶体有：玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等 松香松香沥青沥青3 3晶体和非晶体的差异晶体和非晶体的差异（1）在在外外形形上上：晶晶体体具具有有规规则则的的几几何何形形状状，非非晶晶体体没没有规则的几何形状有规则的几何形状3 3晶体和非晶体的差异晶体和非晶体的差异（1）在在外外形形上上：晶晶体体具具有有规规则则的的几几何何形形状状，非非晶晶体体没没有规则的几何形状有规则的几何形状（2）在物理性质上，晶体的物理性质与方向有关（
3、这种特性叫各向异性），非晶体的物理性质在各个方向是相同的（这种特性叫各向同性）注意：注意：晶晶体体具具有有各各向向异异性性，并并不不是是每每种种晶晶体体在在各各种种物物理理性性质质上上都都表表现现出出各各向向异异性性云云母母导导热热性性上上表表现现出出显显著著的的各各向向异异性性，而而有有些些晶晶体体在在导导电电性性上上表表现现出出显显著著的的各各向向异异性性，如如方方铝铝矿矿，有有些些晶晶体体在在光光的的折折射射上上表表现现出出显显著著的各向异性，如方解石的各向异性，如方解石 晶体有一定的熔点，非晶体没有一定的熔点晶体有一定的熔点，非晶体没有一定的熔点4 4晶体和非晶体间的转化晶体和非晶体间
4、的转化 1一种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，例如水晶天然水晶是晶体，熔化后再凝结的水晶（石英玻璃）就是非晶体，即一种物质是晶体还是非晶体并不是绝对的2许多非晶体在一定的条件下可以转化为晶体3在冷却得足够快和冷却到足够低的温度时，几乎所有的材料都能成为非晶体 二、单晶体和多晶体二、单晶体和多晶体 1单单晶晶体体：如如果果一一个个物物体体就就是是一一个个完完整整的的晶晶体体，这这样的晶体叫做单晶体样的晶体叫做单晶体 例如：雪花、食盐小颗粒、单晶硅、单晶锗等例如：雪花、食盐小颗粒、单晶硅、单晶锗等2多多晶晶体体：如如果果整整个个物物体体是是由由许许多多杂杂乱乱无无章章地地排排列列着着的的
5、小小晶晶体体组组成成的的，这这样样的的物物体体叫叫做做多多晶晶体体其其中中的的小晶体叫做晶粒小晶体叫做晶粒（1）多晶体没有规则的几何形状）多晶体没有规则的几何形状 （2）多多晶晶体体 不不显显示示各各向向异异性性（每每一一晶晶粒粒内内部部都是各向异性的）都是各向异性的）有确定的熔点有确定的熔点固体是否有确定的熔点，可作为区分晶体非晶体的标志3多晶体和非晶体比较 （1）多晶体和非晶体都没有规则的几何形状（2）多晶体有一定的熔点，非晶体没有一定的熔点（3）多晶体和非晶体的一些物理性质都表现为各向同性液 体 液体的宏观性质介于气体和固体之间液体的宏观性质介于气体和固体之间 像固体像固体有一定的体积，
6、不易压缩有一定的体积，不易压缩 像气体像气体没有一定的体积，具有流动性没有一定的体积，具有流动性水珠为什么总是球形的？水珠为什么总是球形的？水银珠为什么是球形的？水银珠为什么是球形的？昆虫和硬币为什么可以浮在水面上？昆虫和硬币为什么可以浮在水面上？实验表明：液体的表面就好像张紧的橡皮膜一样，实验表明：液体的表面就好像张紧的橡皮膜一样，具有收缩的趋势具有收缩的趋势在液体和气体接触的表面存在一个薄层，叫做在液体和气体接触的表面存在一个薄层，叫做表面层表面层表面层的分子要比液体内部分子稀疏些，分子间距较大表面层的分子要比液体内部分子稀疏些，分子间距较大些，分子力表现为引力些，分子力表现为引力MN为液
7、面上所画的一条分界线，为液面上所画的一条分界线，由于分子引力的作用液面由于分子引力的作用液面1对液对液面面2有引力的作用，有引力的作用，F1 和和F2大小大小相等，方向相反。相等，方向相反。液面的各部分间都存在这种相互吸引的力，液面的各部分间都存在这种相互吸引的力，这种力叫做这种力叫做表面张力表面张力 液面的表面张力使液体具有收缩的趋势液面的表面张力使液体具有收缩的趋势在体积相等的各种形状中球体的面积最小，所以在体积相等的各种形状中球体的面积最小，所以草叶上的露珠，小水银滴都是球形的草叶上的露珠，小水银滴都是球形的能源能源 环境环境 能能源源和和环环境境是是两两个个全全球球所所关关注注的的问问
8、题题，能能源源是是现现代代社社会会生生活活的的重重要要物物质质基基础础，而而常常规规能能源源的的有有限限储储藏藏量量与与人人类类的的需需求求存存在在矛矛盾盾，同同时时大大量量消消耗耗常常规规能能源源带带来来了了环环境境问问题题，正正确确地地协协调调和和解解决决这这一矛盾和问题是生活在地球上每一个人的职责一矛盾和问题是生活在地球上每一个人的职责1 1能源：凡是能够提供可利用能量的物质统称为能源能源：凡是能够提供可利用能量的物质统称为能源常规能源常规能源2 2常常规规能能源源：人人们们把把煤煤、石石油油、天天然然气气叫叫做做常常规规能能源源，人类消耗的能量主要是常规能源人类消耗的能量主要是常规能源
9、露天煤矿海上石油开采海上天然气开采3 3常规能源的储藏是有限的常规能源的储藏是有限的 4常规能源的大量消耗带来了环境问题（1）温室效应：温室效应是由于大气里温室气体（二氧化碳、甲烷等）含量增大而形成的石油和煤炭燃烧时产生二氧化碳（2）酸雨：大气中酸性污染物质，如二氧化硫、二氧化碳、氢氧化物等，在降水过程中溶入雨水，使其成为酸雨煤炭中含有较多的硫，燃烧时产生二氧化硫等物质（3）光化学烟雾：氮氧化合物和碳氢化合物在大气中受到阳光中强烈的紫外线照射后产生的二次污染物质光化学烟雾，主要成分是臭氧被酸雨毁坏的森林被酸雨毁坏的森林二、绿色能源的开发和利用二、绿色能源的开发和利用 绿绿色色能能源源：在在释释
10、放放能能量量或或能能量量转转化化过过程程中中对对环环境不造成污染的能源叫绿色能源境不造成污染的能源叫绿色能源人类可开发和利用的绿色能源主要有下列几种：人类可开发和利用的绿色能源主要有下列几种：3 3生物质能生物质能2 2风能风能1 1太阳能太阳能主要来源于柴薪、人畜粪便、城市垃主要来源于柴薪、人畜粪便、城市垃圾、和水生植物圾、和水生植物二、绿色能源的开发和利用二、绿色能源的开发和利用 绿绿色色能能源源：在在释释放放能能量量或或能能量量转转化化过过程程中中对对环环境不造成污染的能源叫绿色能源境不造成污染的能源叫绿色能源人类可开发和利用的绿色能源主要有下列几种：人类可开发和利用的绿色能源主要有下列
11、几种：4.4.地热能地热能 3 3生物质能生物质能2 2风能风能1 1太阳能太阳能 是由地球内部释放的能量，一般认为是由地球内部释放的能量，一般认为来源于地球深处熔融岩浆和放射性物质的衰变来源于地球深处熔融岩浆和放射性物质的衰变二、绿色能源的开发和利用二、绿色能源的开发和利用 绿绿色色能能源源：在在释释放放能能量量或或能能量量转转化化过过程程中中对对环环境不造成污染的能源叫绿色能源境不造成污染的能源叫绿色能源人类可开发和利用的绿色能源主要有下列几种：人类可开发和利用的绿色能源主要有下列几种：4.4.地热能地热能 3 3生物质能生物质能2 2风能风能1 1太阳能太阳能 5.5.氢能氢能新疆风车田
12、发电葛洲坝水电站藏北利用太阳能的设备浙江秦山核电站森林里一只10kg的小猴为逃避放生，从地面竖直向上一跃抓住了高地面1.6m的树枝若小猴抓树枝时的速度恰好为零，在不考虑小猴身体高度的情况下，回答下列问题：（l）小猴刚刚离开地面时的速度多大？（2）小猴向上跳跃由骨骼肌收缩引起，骨骼肌收缩所消耗的能量由哪种物质直接提供？若骨骼肌收缩时能量的利用率为90%，小猴向上跳跃时，至少要消耗多少克葡萄糖？一个质量M=30kg的小孩在光滑的冰面上推着一个质量m=10kg的冰车以速度v0=5m/s匀速滑行他把冰车用力推出去，使冰车的速度变为原来的2倍在这个过程中，他对冰车做多少功？他体内有多少化学能转化为机械能？