高中物理 7.5 内能课件1 新人教版选修33.ppt

第七章分子动理论 7 5内能 1 知道温度是分子平均动能的标志 2 明确分子势能与分子间距离的关系 3 理解内能的概念及其决定因素 学习目标定位 学习探究区 一 分子动能 二 分子势能 三 内能 一 分子动能 问题设计 分子处于永不停息的无规则运动中 因而具有动能 为什么研究分子动能的时候主要关心平均动能 答案分子动能是指单个分子热运动的动能 但分子是无规则运动的 因此各个分子的动能以及一个分子在不同时刻的动能都不尽相同 所以研究单个分子的动能没有意义 我们主要关心的是大量分子的平均动能 要点提炼 1 温度的理解 1 在宏观上 温度是物体程度的标志 2 在微观上 温度是物体分子热运动的的标志 冷热 一 分子动能 平均动能 2 分子动能的理解 1 由于分子热运动的速率大小不一 因而重要的不是系统中某个分子的动能大小 而是所有分子的动能的 即分子热运动的动能 2 温度是大量分子的标志 但对个别分子没有意义 同一温度下 各个分子的动能不尽相同 3 分子的平均动能决定于物体的 4 分子的平均动能与宏观上物体的运动速度关 填 有 或 无 一 分子动能 平均值 平均 平均动能 温度 无 延伸思考 1 物体温度升高时 物体内每个分子的动能都增大吗 答案温度是大量分子无规则热运动的集体表现 含有统计的意义 对于个别分子 温度是没有意义的 所以物体温度升高时 个别分子的动能可能减小 也可能不变 一 分子动能 答案分子的平均动能与宏观物体运动的动能无关 一 分子动能 2 物体做高速运动时 其分子的平均动能会增大吗 二 分子势能 分子间存在相互作用力 分子运动时 分子力要做功 而功是能量转化的量度 那么分子力做功对应什么能量变化呢 问题设计 答案分子力做功对应分子势能的变化 要点提炼 分子势能的大小与分子间的距离有关 宏观上与物体的体积有关 当分子间的距离发生变化时 分子力做功 分子势能发生变化 1 当分子间的距离r r0时 分子间的作用力表现为引力 分子间的距离增大时 分子力做 填 正 或 负 功 因此分子势能随分子间距离的增大而 填 增大 或 减小 二 分子势能 增大 负 2 当分子间的距离r r0时 分子间的作用力表现为斥力 分子间的距离减小时 分子力做 填 正 或 负 功 因此分子势能随分子间距离的减小而 填 增大 或 减小 负 二 分子势能 增大 3 如果取两个分子间相距无限远时 此时分子间作用力可忽略不计 的分子势能为零 分子势能ep与分子间距离r的关系可用如图1所示的实线表示 分子力f与分子间距离r的关系如图中虚线所示 从图线上看出 当r r0时 分子势能 填 最大 或 最小 二 分子势能 图1 最小 物体的内能随机械能的变化而变化吗 内能可以变为零吗 三 内能 问题设计 答案物体的机械能变化时其温度和体积不一定变化 因此其内能不一定变化 两者之间没有必然联系 常规情况下 组成物质的分子一定具有相互作用力且在做永不停息的无规则运动 因此物体的内能不可能为零 1 任何物体在任何温度下都具有内能 因为一切物体都是由做永不停息的无规则运动的分子组成的 2 内能的决定因素 1 从微观上看 物体的内能大小由组成物体的分子 分子热运动的和分子间距离三个因素决定 2 从宏观上看 物体的内能由物体的 和体积三个因素决定 要点提炼 三 内能 总数 平均动能 物质的量 温度 3 内能与机械能的区别和联系 1 物体的机械运动对应着能 热运动对应着能 内能和机械能是两种不同形式的能量 2 内能是由物体内大量分子的剧烈程度和分子间的距离决定的能量 是所有分子热运动的动能和分子势能的总和 而机械能是由物体的机械运动速度 相对参考面的高度 物体形变大小等决定的能量 它是对宏观物体整体来说的 三 内能 机械 热运动 内 3 物体具有内能的同时也可以具有机械能 当物体的机械能增加时 内能 填 一定 或 不一定 增加 但机械能与内能之间可以相互转化 三 内能 不一定 例1 关于分子的动能 下列说法中正确的是 a 物体运动速度大 物体内分子的动能一定大b 物体的温度升高 物体内每个分子的动能都增大c 物体的温度降低 物体内大量分子的平均动能一定减小d 物体内分子的平均动能与物体做机械运动的速度大小无关 一 分子动能 典例精析 解析分子的动能与机械运动的速度无关 温度升高 分子的平均动能一定增大 但对单个分子来讲 其动能可能增大也可能减小 典例精析 答案cd 一 分子动能 典例精析 二 分子势能 例2 如图2所示为物体分子间相互作用力与分子间距离之间的关系图象 下列判断中正确的是 a 当rr0时 r越小 则分子势能ep越大c 当r r0时 分子势能ep最小d 当r 时 分子势能ep最小 图2 典例精析 解析当rr0时 分子力表现为引力 r减小时分子力做正功 分子势能减小 当r r0时 分子力为零 分子势能最小 当r 时 分子势能为零 但不是最小 故正确答案为a c 答案ac 二 分子势能 典例精析 针对训练设r r0时分子间作用力为零 则在一个分子从远处以某一动能向另一个分子靠近的过程中 下列说法中正确的是 a r r0时 分子力做正功 动能增大 势能减小b r r0时 动能最大 势能最小c r r0时 分子力做负功 动能减小 势能增大d 以上均不对 二 分子势能 典例精析 二 分子势能 解析一个分子从远处向另一个分子靠近 它们之间的作用力先为引力后为斥力 故先做正功后做负功 那么分子势能先减小后增大 而动能正好相反 先增大后减小 当r r0时 势能最小 动能最大 答案abc 三 内能 典例精析 例3 下列说法正确的是 a 铁块熔化成铁水的过程中 温度不变 内能也不变b 物体运动的速度增大 则物体中分子热运动的平均动能增大 物体的内能增大c a b两物体接触时有热量从物体a传到物体b 这说明物体a的内能大于物体b的内能d a b两物体的温度相同时 a b两物体的内能可能不同 分子的平均速率也可能不同 典例精析 解析解答本题的关键是对温度和内能这两个概念的理解 温度是分子热运动的平均动能的标志 内能是所有分子动能和分子势能的总和 故温度不变时 内能可能变化 a项错误 两物体温度相同 内能可能不同 分子的平均动能相同 但由知 分子的平均速率可能不同 故d项正确 最易出错的是认为有热量从a传到b a的内能肯定大 其实有热量从a传到b 三 内能 典例精析 只说明a的温度高 内能大小还要看它们的总分子数和分子势能这些因素 故c项错误 机械运动的速度与分子热运动的平均动能无关 故b项错误 故正确答案为d 答案d 三 内能 自我检测区 1 2 3 课堂要点小结 1 分子动能 关于温度的概念 下列说法正确的是 a 某物体的温度为0 则其中每个分子的温度都为0 b 温度是分子热运动平均速率的标志c 温度是分子热运动平均动能的标志d 温度可从高温物体传递到低温物体 达到热平衡时 两物体温度相等 1 2 3 答案c 1 2 3 解析温度是对大量分子而言的 对每个分子没有意义 温度是分子热运动平均动能的标志 不是平均速率的标志 a b错 c对 热传递的是热量不是温度 d错 2 分子势能 两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动 直至不再靠近 在此过程中 下列说法正确的是 a 分子力先增大 后一直减小b 分子力先做正功 后做负功c 分子动能先增大 后减小d 分子势能和分子动能之和不变 1 2 3 解析两分子从相距较远处仅在分子力作用下由静止开始运动 直至不再靠近的过程中 分子力先表现为分子引力后表现为分子斥力 分子间距离r r0时 随着距离r的减小 分子力先增大后减小 分子间距离r r0时 分子力一直增大至最大 故选项a错 在两分子靠近的过程中 分子引力做正功 分子斥力做负功 分子势能先减小后增大 分子动能先增大后减小 所以选项b 正确 选项c错 分子仅在分子力作用下运动 只有分子力做功 分子势能和分子动能之和不变 选项d正确 答案bd 1 2 3 3 内能 关于物体的内能 下列说法中正确的是 a 机械能可以为零 但内能永远不为零b 温度相同 质量相同的物体具