2015屆高三物理大一輪復(fù)習(xí)選修3-31-2-固體-液體與氣體_第1頁(yè)
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1、第2講 固體 液體與氣體,1.晶體與非晶體,固體的微觀結(jié)構(gòu)、晶體和非晶體液晶的微觀結(jié)構(gòu) (考綱要求 Ⅰ),,異性,同性,2.晶體的微觀結(jié)構(gòu)(1)晶體的微觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn):組成晶體的物質(zhì)微粒有規(guī)則地、周期性地在空間排列.(2)用晶體的微觀結(jié)構(gòu)解釋晶體的特點(diǎn),3.液晶(1)液晶分子既保持排列有序而顯示各向 ,又可以自由移動(dòng)位置,保持了液體的 .(2)液晶分子的位置無(wú)序使它像

2、 ,排列有序使它像_______.(3)液晶分子的排列從某個(gè)方向看比較整齊,而從另外一個(gè)方向看則是 的.(4)液晶的物理性質(zhì)很容易在外界的影響下 .,異性,流動(dòng)性,液體,晶體,雜亂無(wú)章,發(fā)生改變,判斷正誤,正確的劃“√”,錯(cuò)誤的劃“×”.(1)單晶體的所有物理性質(zhì)都是各向異性的.(  )(2)只要是具有各向異性的物體必定是

3、晶體,且是單晶體.(  )(3)只要是具有確定熔點(diǎn)的物體必定是晶體,反之,必是非晶體.(  )(4)液晶是液體和晶體的混合物.(  )答案 (1)× (2)√ (3)√ (4)×,1.概念液體表面各部分間 的力.2.作用液體的表面張力使液面具有收縮到表面積 的趨勢(shì).3.方向表面張力跟液面

4、 ,且跟這部分液面的分界線 .4.大小液體的溫度越高,表面張力 ;液體中溶有雜質(zhì)時(shí),表面張力 ;液體的密度越大,表面張力 .,液體的表面張力現(xiàn)象 (考綱要求 Ⅰ),互相吸引,最小,垂直,相切,越小,變小,越大,1.飽和汽與未飽和汽(1)飽和汽:與液體處于 的蒸汽.(2)未飽和汽:沒(méi)有達(dá)到

5、 狀態(tài)的蒸汽.2.飽和汽壓(1)定義:飽和汽所具有的壓強(qiáng).(2)特點(diǎn):液體的飽和汽壓與溫度有關(guān),溫度越高,飽和汽壓越 ,且飽和汽壓與飽和汽的體積無(wú)關(guān).,飽和蒸汽、未飽和蒸汽和飽和蒸汽壓相對(duì)濕度 (考綱要求 Ⅰ),動(dòng)態(tài)平衡,飽和,大,氣體分子運(yùn)動(dòng)速率的統(tǒng)計(jì)分布?xì)怏w實(shí)驗(yàn)定律 理想氣體 (考綱要求 Ⅰ),1.氣體和氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),,2.氣體的三個(gè)狀態(tài)參量(1) ;(2)

6、 ;(3) .,壓強(qiáng),體積,溫度,壓力,單位面積上,(3)常用單位及換算關(guān)系:①?lài)?guó)際單位: ,符號(hào):Pa,1 Pa=1 N/m2.②常用單位: (atm);厘米汞柱(cmHg).③換算關(guān)系:1 atm= cmHg=1.013×105Pa≈1.0×105Pa.,帕斯卡,標(biāo)準(zhǔn)大氣

7、壓,76,4.氣體實(shí)驗(yàn)定律,p1V1=p2V2,5.理想氣體的狀態(tài)方程(1)理想氣體①宏觀上講,理想氣體是指在任何條件下始終遵守氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體,實(shí)際氣體在壓強(qiáng)不太大、溫度不太低的條件下,可視為理想氣體.②微觀上講,理想氣體的分子間除碰撞外無(wú)其他作用力,分子本身沒(méi)有體積,即它所占據(jù)的空間認(rèn)為都是可以被壓縮的空間.,1.關(guān)于晶體、非晶體、液晶,下列說(shuō)法正確的是(  ).A.所有的晶體都表現(xiàn)為各向異性B.晶體一定有規(guī)則

8、的幾何形狀,形狀不規(guī)則的金屬一定是非晶體C.所有的晶體都有確定的熔點(diǎn),而非晶體沒(méi)有確定的熔點(diǎn)D.液晶的微觀結(jié)構(gòu)介于晶體和液體之間,其光學(xué)性質(zhì)會(huì)隨電壓的變化而變化,基礎(chǔ)自測(cè),解析 只有單晶體才表現(xiàn)為各向異性,故A錯(cuò);單晶體有規(guī)則的幾何形狀,而多晶體的幾何形狀不規(guī)則,金屬屬于多晶體,故B錯(cuò);晶體和非晶體的一個(gè)重要區(qū)別就是晶體有確定的熔點(diǎn),而非晶體沒(méi)有確定的熔點(diǎn),故C對(duì);液晶的光學(xué)性質(zhì)隨溫度、壓力、外加電壓的變化而變化,D對(duì).答案 

9、CD,2.(2013·汕頭質(zhì)量測(cè)評(píng))如圖2-1所示,先把一個(gè)棉線圈拴在鐵絲環(huán)上,再把環(huán)在肥皂液里浸一下,使環(huán)上布滿(mǎn)肥皂液薄膜。如果用熱針刺破棉線圈里那部分薄膜,則棉線圈將成為圓形,主要原因是(  ).,,圖2-1,A.液體表面層分子間的斥力作用B.液體表面受重力作用C.液體表面張力作用D.棉線圈的張力作用解析 由于液體表層內(nèi)分子間距離比較大,液體表面張力使得液體表面具有收縮的趨勢(shì),故松弛的棉線圈變?yōu)閳A形,C正確

10、.答案 C,3.關(guān)于飽和汽,下面說(shuō)法正確的是(  ).A.達(dá)飽和汽時(shí)液面上的氣體分子的密度不斷增大B.達(dá)飽和汽時(shí)液面上的氣體分子的密度不變C.將未飽和汽轉(zhuǎn)化成飽和汽可以保持溫度不變,減小體積D.將未飽和汽轉(zhuǎn)化成飽和汽可以保持體積不變,降低溫度,解析 飽和汽是指單位相同內(nèi)逸出液面的分子數(shù)和返回液面的分子數(shù)相等的狀態(tài),分子密度不變,B對(duì);在一定溫度下,通過(guò)減小體積增加分子密度使未飽和汽轉(zhuǎn)化為飽和汽,C對(duì);在體積不變的情

11、況下,可以通過(guò)降低溫度來(lái)降低飽和汽壓,使未飽和汽達(dá)到飽和狀態(tài),D對(duì).答案 BCD,4.(2013·南京模擬)一定質(zhì)量的理想氣體,經(jīng)等溫壓縮,氣體的壓強(qiáng)增大,用分子動(dòng)理論的觀點(diǎn)分析,這是因?yàn)?  ).A.氣體分子每次碰撞器壁的平均作用力增大B.單位時(shí)間內(nèi)單位面積器壁上受到氣體分子碰撞的次數(shù)增多C.氣體分子的總數(shù)增加D.氣體分子的密度增大,解析 理想氣體經(jīng)等溫壓縮,壓強(qiáng)增大,體積減小,分子密度增大

12、,則單位時(shí)間內(nèi)單位面積器壁上受到氣體分子的碰撞次數(shù)增多,但氣體分子每次碰撞器壁的作用力不變,故B、D正確,A、C錯(cuò)誤.答案 BD,5.如圖2-2所示,一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷A→B、B→C、C→A三個(gè)變化過(guò)程,則:,,圖2-2,(1)符合查理定律的變化過(guò)程是________________________;C→A過(guò)程中氣體________(選填“吸收”或“放出”)熱量,________(選填“外界對(duì)氣體”或“氣體對(duì)外界”)做功,氣體的

13、內(nèi)能________(選填“增加”、“減少”或“不變”).(2)已知理想氣體在狀態(tài)A時(shí)的溫度是27 ℃,求氣體在狀態(tài)C時(shí)的溫度.,答案 (1)B→C 吸收 氣體對(duì)外界 增加 (2)150 K,1.晶體和非晶體(1)單晶體具有各向異性,但不是在各種物理性質(zhì)上都表現(xiàn)出各向異性.(2)只要是具有各向異性的物體必定是晶體,且是單晶體.(3)只要是具有確定熔點(diǎn)的物體必定是晶體,反之,必是非晶體.(4)晶體和非晶體在一定條件下可以

14、相互轉(zhuǎn)化.,熱點(diǎn)一 固體與液體的性質(zhì),2.液體表面張力(1)形成原因:表面層中分子間的距離比液體內(nèi)部分子間的距離大,分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力.(2)表面特性:表面層分子間的引力使液面產(chǎn)生了表面張力,使液體表面好像一層繃緊的彈性薄膜.,(3)表面張力的方向:和液面相切,垂直于液面上的各條分界線.(4)表面張力的效果:表面張力使液體表面具有收縮趨勢(shì),使液體表面積趨于最小,而在體積相同的條件下,球形的表面積最?。?【

15、典例1】 在甲、乙、丙三種固體薄片上涂上石蠟,用燒熱的針接觸其上一點(diǎn),石蠟熔化的范圍如圖2-3中(1)、(2)、(3)所示,而甲、乙、丙三種固體在熔化過(guò)程中溫度隨加熱時(shí)間變化的關(guān)系如圖(4)所示.則由此可判斷出甲為_(kāi)_______,乙為_(kāi)_______,丙為_(kāi)_______(填“單晶體”、“多晶體”、“非晶體”)。,,圖2-3,解析 晶體具有確定的熔點(diǎn),非晶體沒(méi)有確定的熔點(diǎn),單晶體的物理性質(zhì)具有各向異性,多晶體的物理性質(zhì)具有各向同性.

16、答案 多晶體 非晶體 單晶體,【跟蹤短訓(xùn)】1.人類(lèi)對(duì)物質(zhì)屬性的認(rèn)識(shí)是從宏觀到微觀不斷深入的過(guò)程.以下說(shuō)法正確的是(  ).A.液體的分子勢(shì)能與體積有關(guān)B.晶體的物理性質(zhì)都是各向異性的C.溫度升高,每個(gè)分子的功能都增大D.露珠呈球狀是由于液體表面張力的作用,解析 液體體積與分子間相對(duì)位置相聯(lián)系,從宏觀上看,分子勢(shì)能與體積有關(guān),A正確.多晶體表現(xiàn)各向同性,B錯(cuò)誤.溫度升高,分子平均速率增大,遵循統(tǒng)計(jì)規(guī)律,C錯(cuò)誤.露

17、珠表面張力使其表面積收縮到最小,呈球狀,D正確.答案 AD,利用氣體實(shí)驗(yàn)定律及氣態(tài)方程解決問(wèn)題的基本思路,熱點(diǎn)二 氣體實(shí)驗(yàn)定律及狀態(tài)方程的應(yīng)用,,【典例2】 (2013·課標(biāo)Ⅱ,33)(1)關(guān)于一定量的氣體,下列說(shuō)法正確的是________.A.氣體的體積指的是該氣體的分子所能到達(dá)的空間的體積,而不是該氣體所有分子體積之和B.只要能減弱氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度,氣體的溫度就可以降低C.在完全失重的情況下,氣體對(duì)

18、容器壁的壓強(qiáng)為零D.氣體從外界吸收熱量,其內(nèi)能一定增加E.氣體在等壓膨脹過(guò)程中溫度一定升高,(2)如圖2-4,一上端開(kāi)口、下端封閉的細(xì)長(zhǎng)玻璃管豎直放置.玻璃管的下部封有長(zhǎng)l1=25.0 cm的空氣柱,中間有一段長(zhǎng)l2=25.0 cm的水銀柱,上部空氣柱的長(zhǎng)度l3=40.0 cm.已知大氣壓強(qiáng)為p0=75.0 cmHg.現(xiàn)將一活塞(圖中未畫(huà)出)從玻璃管開(kāi)口處緩緩?fù)峦?,使管下部空氣柱長(zhǎng)度變?yōu)閘1′=20.0 cm.假設(shè)活塞下推過(guò)程

19、中沒(méi)有漏氣,求活塞下推的距離.,,圖2-4,(2)以cmHg為壓強(qiáng)單位.在活塞下推前,玻璃管下部空氣柱的壓強(qiáng)為p1=p0+l2①設(shè)活塞下推后,下部空氣柱的壓強(qiáng)為p1′,由玻意耳定律得p1l1=p1′l1′②如圖,設(shè)活塞下推距離為Δl,則此時(shí)玻璃管上部空氣柱的長(zhǎng)度為l3′=l3+l1-l1′-Δl③,,設(shè)此時(shí)玻璃管上部空氣柱的壓強(qiáng)為p3′,則p3′=p1′-l2④由玻意耳定律得p0l3=p3′l3′

20、⑤由①~⑤式及題給數(shù)據(jù)解得Δl=15.0 cm⑥答案 (1)ABE (2)15.0 cm,反思總結(jié) 分析氣體狀態(tài)變化的問(wèn)題要抓住三點(diǎn):(1)階段性:即弄清一個(gè)物理過(guò)程分為哪幾個(gè)階段.(2)聯(lián)系性:即找出幾個(gè)階段之間是由什么物理量聯(lián)系起來(lái)的.(3)規(guī)律性:即明確哪個(gè)階段應(yīng)遵循什么實(shí)驗(yàn)定律.,【跟蹤短訓(xùn)】2.如圖2-5所示,汽缸放置在水平平臺(tái)上,活塞質(zhì)量10 kg,橫截面積50 cm2,厚度1 cm,汽缸全長(zhǎng)21 cm,汽缸

21、質(zhì)量20 kg,大氣壓強(qiáng)為1×105 Pa,當(dāng)溫度為7 ℃時(shí),活塞封閉的氣柱長(zhǎng)10 cm,若將汽缸倒過(guò)來(lái)放置時(shí),活塞下方的空氣能通過(guò)平臺(tái)上的缺口與大氣相通.g取10 m/s2,求:(1)汽缸倒置時(shí),活塞封閉的氣柱多長(zhǎng);(2)當(dāng)溫度多高時(shí),活塞剛好接觸平臺(tái).,圖2-5,答案 (1)15 cm (2)100 ℃,一定質(zhì)量的氣體不同圖象的比較,熱點(diǎn)三 氣體狀態(tài)變化的圖象問(wèn)題,【典例3】 (2013·浙江自選,13)

22、一定質(zhì)量的理想氣體,從初始狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B、C、D再回到狀態(tài)A,其體積V與溫度T的關(guān)系如圖2-6所示.圖中TA、VA和TD為已知量.,,圖2-6,(1)從狀態(tài)A到B,氣體經(jīng)歷的是________過(guò)程(填“等溫”、“等容”或“等壓”);(2)從B到C的過(guò)程中,氣體的內(nèi)能________(填“增大”、“減小”或“不變”);(3)從C到D的過(guò)程中,氣體對(duì)外________(填“做正功”、“做負(fù)功”或“不做功”),同時(shí)________(填“吸

23、熱”或“放熱”);(4)氣體在狀態(tài)D時(shí)的體積VD=________.,反思總結(jié) 氣體狀態(tài)變化的圖象的應(yīng)用技巧(1)求解氣體狀態(tài)變化的圖象問(wèn)題,應(yīng)當(dāng)明確圖象上的點(diǎn)表示一定質(zhì)量的理想氣體的一個(gè)平衡狀態(tài),它對(duì)應(yīng)著三個(gè)狀態(tài)參量;圖象上的某一條直線段或曲線段表示一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化的一個(gè)過(guò)程.(2)在V-T圖象(或p-T圖象)中,比較兩個(gè)狀態(tài)的壓強(qiáng)(或體積)大小,可以比較這兩個(gè)狀態(tài)到原點(diǎn)連線的斜率的大小,其規(guī)律是:斜率越大,壓強(qiáng)(或體

24、積)越??;斜率越小,壓強(qiáng)(或體積)越大.,【跟蹤短訓(xùn)】3.一定質(zhì)量理想氣體的狀態(tài)經(jīng)歷了如圖2-7所示的ab、bc、cd、da四個(gè)過(guò)程,其中bc的延長(zhǎng)線通過(guò)原點(diǎn),cd垂直于ab且與水平軸平行,da與bc平行,則氣體體積在(  ).,,圖2-7,A.a(chǎn)b過(guò)程中不斷減小B.bc過(guò)程中保持不變C.cd過(guò)程中不斷增加D.da過(guò)程中保持不變解析 首先,因?yàn)閎c的延長(zhǎng)線通過(guò)原點(diǎn),所以bc是等容線,即氣體體積在bc過(guò)程中保持不

25、變,B正確;ab是等溫線,壓強(qiáng)減小則體積增大,A錯(cuò)誤;cd是等壓線,溫度降低則體積減小,C錯(cuò)誤;連接aO交cd于e,則ae是等容線,即V a=Ve,因?yàn)閂d<Ve,所以Vd<Va,所以da過(guò)程中體積變化,D錯(cuò)誤.答案 B,4.(2012·江蘇卷,12)(1)密閉在鋼瓶中的理想氣體,溫度升高時(shí)壓強(qiáng)增大.從分子動(dòng)理論的角度分析,這是由于分子熱運(yùn)動(dòng)的________增大了.該氣體在溫度T1、T2時(shí)的分子速率分布圖象如圖

26、2-8所示,則T1________(選填“大于”或“小于”)T2.(2)如圖2-9所示,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)等壓過(guò)程到狀態(tài)B.此過(guò)程中,氣體壓強(qiáng)p=1.0×105 Pa,吸收的熱量Q=7.0×102 J,求此過(guò)程中氣體內(nèi)能的增量.,,圖2-8          圖2-9,,答案 (1)平均動(dòng)能 小于 (2)5.0×102 J,附:對(duì)應(yīng)高考題組 1.[2011·福建理綜,28(1)]如

27、圖所示,曲線M、N分別表示晶體和非晶體在一定壓強(qiáng)下的熔化過(guò)程,圖中橫軸表示時(shí)間t,縱軸表示溫度T.從圖中可以確定的是________(填選項(xiàng)前的字母).,,A.晶體和非晶體均存在固定的熔點(diǎn)T0B.曲線M的bc段表示固液共存狀態(tài)C.曲線M的ab段、曲線N的ef段均表示固態(tài)D.曲線M的cd段、曲線N的fg段均表示液態(tài)解析 晶體與非晶體的最大區(qū)別就是晶體有固定的熔點(diǎn),即當(dāng)晶體因溫度升高而熔化時(shí),在熔化過(guò)程中晶體的溫度將保持不變,只有晶

28、體全部熔化后其溫度才繼續(xù)上升,而非晶體沒(méi)有這個(gè)特點(diǎn),結(jié)合題目中的圖象特點(diǎn)可知答案為B.答案 B,2.(2012·重慶理綜,16)如圖為伽利略設(shè)計(jì)的一種測(cè)溫裝置示意圖,玻璃管的上端與導(dǎo)熱良好的玻璃泡連通,下端插入水中,玻璃泡中封閉有一定量的空氣若玻璃管內(nèi)水柱上升,則外界大氣的變化可能是(  ).,,當(dāng)封閉氣體的壓強(qiáng)p增大時(shí),溫度T可能升高、不變或降低,封閉氣體的壓強(qiáng)p不變時(shí),溫度T一定降低,封閉氣體的壓強(qiáng)p減小時(shí),溫度T

29、一定降低.故只有選項(xiàng)A可能.答案 A,3.(2012·廣東理綜,14)景頗族的祖先發(fā)明的點(diǎn)火器如圖所示,用牛角做套筒,木制推桿前端粘著艾絨,猛推推桿,艾絨即可點(diǎn)燃.對(duì)筒內(nèi)封閉的氣體,在此壓縮過(guò)程中(  ).A.氣體溫度升高,壓強(qiáng)不變B.氣體溫度升高,壓強(qiáng)變大C.氣體對(duì)外界做正功,氣體內(nèi)能增加D.外界對(duì)氣體做正功,氣體內(nèi)能減少,,答案 B,4.(2012·浙江自選,13)一定質(zhì)量的理想氣體,

30、狀態(tài)從A―→B―→C―→D―→A的變化過(guò)程可用如圖所示的p-V圖線描述,圖中p1、p2、V1、V2和V3為已知量.,,(1)氣體狀態(tài)從A到B是________過(guò)程(填“等容”“等壓”或“等溫”); (2)狀態(tài)從B到C的變化過(guò)程中,氣體的溫度________(填“升高”“不變”或“降低”);(3)狀態(tài)從C到D的變化過(guò)程中,氣體________(填“吸熱”或“放熱”);(4)狀態(tài)從A―→B―→C―→D的變化過(guò)程中,氣體對(duì)外界所做的總功

31、為_(kāi)_______.,(4)狀態(tài)從A―→B―→C―→D的變化過(guò)程中氣體對(duì)外界所做的總功W=p2(V3-V1)-p1(V3-V2).答案 (1)等壓 (2)降低 (3)放熱 (4)p2(V3-V1)-p1(V3-V2),5.(2012·課標(biāo)全國(guó)卷,33(2))如圖所示,由U形管和細(xì)管連接的玻璃泡A、B和C浸泡在溫度均在0 ℃的水槽中,B的容積是A的3倍.閥門(mén)S將A和B兩部分隔開(kāi).A內(nèi)為真空,B和C內(nèi)都充有氣體.U形管內(nèi)左邊水銀

32、柱比右邊的低60 mm.打開(kāi)閥門(mén)S,整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定后,U形管內(nèi)左右水銀柱高度相等,假設(shè)U形管和細(xì)管中的氣體體積遠(yuǎn)小于玻璃泡的容積.,,(1)求玻璃泡C中氣體的壓強(qiáng)(以mmHg為單位);(2)將右側(cè)水槽的水從0 ℃加熱到一定溫度時(shí),U形管內(nèi)左右水銀柱高度差又為60 mm,求加熱后右側(cè)水槽的水溫.解析 (1)在打開(kāi)閥門(mén)S前,兩水槽水溫均為T(mén)0=273 K.設(shè)玻璃泡B中氣體的壓強(qiáng)為p1,體積為VB,玻璃泡C中氣體的壓強(qiáng)為pC,依題意有p1=

33、pC+Δp①式中Δp=60 mmHg.打開(kāi)閥門(mén)S后,兩水槽水溫仍為T(mén)0,設(shè)玻璃泡B中氣體的壓強(qiáng)為pB.依題意有,pB=pC②玻璃泡A和B中氣體的體積為V2=VA+VB③根據(jù)玻意耳定律得p1VB=pBV2④,答案 (1)180 mmHg (2)364 K,6.[2012·山東卷,36(2)]如圖所示,粗細(xì)均勻、導(dǎo)熱良好、裝有適量水銀的U型管豎直放置,右端與大氣相通,左端封閉氣柱長(zhǎng)l1=20 cm

34、(可視為理想氣體),兩管中水銀面等高.現(xiàn)將右端與一低壓艙(未畫(huà)出)接通,穩(wěn)定后右管水銀面高出左管水銀面h=10 cm.(環(huán)境溫度不變,大氣壓強(qiáng)p0=75 cmHg),,①求穩(wěn)定后低壓艙內(nèi)的壓強(qiáng)(用“cmHg”作單位).②此過(guò)程中左管內(nèi)的氣體對(duì)外界________(填“做正功”“做負(fù)功”或“不做功”),氣體將________(填“吸熱”或“放熱”).解析?、僭O(shè)U型管橫截面積為S,右端與大氣相通時(shí)左管中封閉氣體壓強(qiáng)為p1,右端與一低壓艙

35、接通后,左管中封閉氣體的壓強(qiáng)為p2,氣柱長(zhǎng)度為l2,穩(wěn)定后低壓艙內(nèi)的壓強(qiáng)為p.左管中封閉氣體發(fā)生等溫變化,根據(jù)玻意耳定律得p1V1=P2v2①,p1=p0②p2=p+ph③V1=l1S④V2=l2S⑤由幾何關(guān)系得h=2(l2-l1)⑥聯(lián)立①②③④⑤⑥式,代入數(shù)據(jù)得p=50 cmHg⑦②左管內(nèi)氣體膨脹,氣體對(duì)外界做正功,溫度不變,ΔU=0,

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