湖北省丹江口市高中物理 第七章 分子动理论 第五节 内能课件 新人教版选修33.ppt

第五节内能 分子运动 分子平均动能 分子运动无规则 存在分子动能 一 分子的动能 分子做无规则运动而具有的能量 物体里所有分子动能的平均值 大量分子的运动速率不尽相同 以中等速率者占多数 在研究热现象时 有意义的不是一个分子的动能 而是大量分子动能的平均值 分子总动能从微观上看与分子的个数和平均动能有关 分子总动能从宏观上看与物体的质量 摩尔质量和温度有关 温度 宏观含义 温度是表示物体的冷热程度 微观含义 从分子动理论的观点来看 温度是物体分子热运动的平均动能的标志 温度越高 物体分子热运动平均动能越大 需要注意 1 同一温度下 不同物质分子的平均动能都相同 但由于不同物质的分子质量不一定相同 所以分子热运动的平均速率也不一定相同 2 温度反映的是大量分子平均动能的大小 不能反映个别分子的动能大小 同一温度下 各个分子的动能不尽相同 1 分子势能 分子间存在着相互作用力 因此分子间所具有的由它们的相对位置所决定的能 二 分子的势能 地面上的物体 由于与地球相互作用 重力势能 发生弹性形变的弹簧 相互作用 弹性势能 分子间相互作用 分子势能 2 分子力做功跟分子势能变化的关系分子力做正功时 分子势能减少 分子力做负功时 分子势能增加 如果分子间距离约为10 10m数量级时 分子的作用力的合力为零 此距离为r0 如果分子间距离大于r0时 分子间的相互作用表现为引力 要增大分子间的距离必须克服引力做功 因此 分子势能随分子间的距离增大而增大 当分子距离小于r0时 分子间的作用力表现为斥力 要减小分子间的距离必须克服斥力做功 因此 分子势能随分子间距离的减小而增大 结论 分子间距离以r0为数值基准 r不论减小或增大 分子势能都增大 所以说 分子在平衡位置处是分子势能最低点 分子间距离从无限远逐渐减少至r0以前过程 分子间的作用力表现为引力 而且距离减少 分子引力做正功 分子势能不断减小 其数值将比零还小为负值 分子间距离到达r0以后再减小 分子作用力表现为斥力 在分子间距离减小过程中 克服斥力做功 使分子势能增大 其数值将从负值逐渐变大至零 甚至为正值 取分子间距离是无限远时分子势能为零值 3 决定分子势能的因素 1 从宏观上看 分子势能跟物体的体积有关 2 从微观上看 分子势能跟分子间距离r有关 一般选取两分子间距离很大 r 10r0 时 分子势能为零 在r r0的条件下 分子力为引力 当两分子逐渐靠近至r0过程中 分子力做正功 分子势能减小 在r r0的条件下 分子力为斥力 当两分子间距离增大至r0过程中 分子力也做正功 分子势能也减小 当两分子间距离r r0时 分子势能最小 三 物体的内能 1 物体的内能 物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能 也叫做物体的热力学能 2 任何物体都具有内能 因为一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子所组成 3 决定物体内能的因素 1 从宏观上看 物体内能的大小由物体的摩尔数 温度和体积三个因素决定 2 从微观上看 物体内能的大小由组成物体的分子总数 分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定 e内 ek ep nek ep 决定于t v 分子数n 四 物体的内能跟机械能的区别 1 能量的形式不同 物体的内能和物体的机械能分别跟两种不同的运动形式相对应 内能是由于组成物体的大量分子的热运动及分子间的相对位置而使物体具有的能 而机械能是由于整个物体的机械运动及其与它物体间相对位置而使物体具有的能 2 决定能量的因素不同 内能只与物体的温度和体积有关 而与整个物体的运动速度路物体的相对位置无关 机械能只与物体的运动速度和跟其他物体的相对位置有关 与物体的温度体积无关 3 一个具有机械能的物体 同时也具有内能 一个具有内能的物体不一定具有机械能 它们之间可以转化 例题 1 质量相等的氢气和氧气 温度相同 不考虑分子间的势能 则 a 氧气的内能较大 b 氢气的内能较大 c 两者内能相等 d 氢气分子的平均动能较大 b 2 对于下列物体内能的议论 正确的有 a 0 c的水比 0 c的冰内能大 b 物体运动的速度越大 则内能越大 c 水分子的内能比冰分子的内能大 d 100克 0 c的冰比100克 0 c的水内能小 d 3 有甲 乙两种气体 如果甲气体内分子平均速率比乙气体内平均速率大 则 a 甲气体温度 一定高于乙气体的温度b 甲气体温度 一定低于乙气体的温度c 甲气体的温度可能高于也可能低于乙气体的温度d 甲气体的每个分子运动都比乙气体每个分子运动的快 c a认为气体分子平均速率大 温度就高 这是对气体温度的微观本质的错误认识 气体温度是气体分子平均动能的标志 而分子的平均动能不仅与分子的平均速率有关 还与分子的质量有关 本题涉及两种不同气体 即分子质量不同 它们的分子质量无法比较 因而无法比较两种气体温度的高低 故a b错 c正确 速率的平均值大 并不一定每个分子速率都大 故d错 所以 正确选项是c 4 有两个分子 用r表示它们之间的距离 当r r0时 两分子间的斥力和引力相等 使两分子从相距很远处 r r0 逐渐靠近 直至不能靠近为止 r r0 在整个过程中两分子间相互作用的势能 a 一直增加b 一直减小c 先增加后减小d 先减小后增加 d 5 若已知分子势能增大 则在这个过程中 a 一定克服分子力做功b 分子力一定减小c 分子间距离的变化情况无法确定d 以上说法都不正确 ac 6 下列说法正确的有 a 某气体的温度是 则该气体中每一个分子的温度也是b 运动快的分子温度较高 运动慢的分子温度较低c 如果一摩尔物质的内能为e 则每个分子的内能为e na na为阿伏伽德罗常数 d 以上说法均不对 d 7 一定质量的的冰熔解成的水 其总的分子动能ek 分子势能ep 以及内能e的变化是 a ek ep e均变大b ek ep e均变小c ek不变 ep变大 e变大d ek不变 ep变小 e变小 c 物体的内能 分子因热运动而