高中物理 1.5 物体的内能同步备课课件 粤教版选修33.ppt

第一章分子动理论第五节物体的内能 1 知道做热运动的分子具有动能 知道温度是分子热运动平均动能的标志 2 知道分子间因为存在相互作用力而具有分子势能 当分子间的距离改变时分子势能也随着改变 知道分子势能跟物体体积有关 3 知道什么是内能 知道物体的内能跟温度和体积有关 4 知道理想气体微观模型 知道理想气体的内能只跟温度有关 跟体积无关 做机械运动的物体具有机械能 热现象发生过程中也有相应的能量变化 热现象是大量分子做无规则热运动产生的 那么热运动的能量与大量的无规则运动有什么关系呢 1 分子由于 而具有动能 因分子热运动的无规则性 研究热现象时 我们研究的是物体内所有分子动能的 这个动能叫做分子的 它的标志是 2 分子势能和重力势能类似 它是由 和分子间的 所决定的势能 它与分子间距离的变化规律可用 做功来衡量 做正功 分子势能 做负功 分子势能 且 做功的数值 分子势能的变化量 热运动 平均值 平均动能 温度 分子力 相对位置 分子力 分子力 减少 分子力 增加 分子力 等于 3 物体的内能包括物体中所有分子的 和 它从宏观上决定于 同时受 的影响 4 气体分子间距离大约为分子直径的 倍 分子间的作用力十分微弱 当气体分子间距离变化时 所做的功非常小 因此 的变化可以忽略 5 一般情况下 人们把气体分子看作 相互作用的质点 这种气体的简化模型称为 因此 它的内能只取决于 和 这两个宏观量 动能 势能 物质的量 温度 体积 物态变化 10 分子力 分子势能 没有 理想气体微观模型 物质的量 温度 考点1分子动能 1 分子的动能 1 定义 分子由于热运动而具有的动能 2 分子的动能与温度的关系 单个分子的动能 由于分子运动的无规则性 在某时刻物体内部各个分子的动能大小不一 就是同一个分子 在不同时刻的动能也是不同的 所以单个分子的动能没有意义 分子的平均动能 温度是分子平均动能的标志 这是温度的微观意义 在相同温度下 各种物质分子的平均动能都相同 由于不同物质分子的质量不一定相同 因此相同温度时不同物质分子的平均速率不一定相同 注意 1 热现象研究的是大量分子运动的宏观表现 有意义的是物体内所有分子热运动的平均动能 2 物体的温度升高 分子的热运动加剧 分子的平均动能增大 并不是每个分子的动能都增大 温度只与物体内大量分子热运动的统计意义上的平均动能相对应 例1 双选 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 解析 分子的动能与物体的机械能的速度无关 a错 温度升高 分子的平均动能一定增加 但对单个分子来讲 其动能可能增加也可能减小 b错 只有c d正确 答案 cd 课堂训练 1 双选 有关分子动能的说法 正确的是 a 温度变化时 物体内某分子的动能一定变化b 分子的平均动能永不为零c 在0 时的水和0 时的冰的分子平均动能相等d 物体动能为零 分子的动能也为零 解析 由于分子运动的无规则性 同一分子在不同的温度的动能也可能相同 选项a错误 物体内大量分子永不停息地做无规则热运动 选项b正确 选项d错误 温度是物体分子热运动的平均动能的标志 选项c正确 答案 bc 课堂训练 考点2分子势能 1 分子势能 1 定义 分子间由分子力和分子间的相对位置决定的势能 2 分子势能与分子间距离的关系 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 分子势能的变化与分子间的距离发生变化时分子力做正功还是负功有关 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 分子力做负功 因此分子势能随分子间的距离增大而增大 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 分子力做负功 因此分子势能随分子间的距离减小而增大 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的关系可用如图所示的曲线表示 从图线上看出 当r r0时 分子势能最小 注意 分子势能同重力势能 弹性势能 电势能一样 都是与某种力对应又由相对应位置决定的能量 且该种力做功等于对应势能的变化 例2 双选 如图为两分子系统的势能ep与两分子间距离r的关系曲线 下列说法正确的是 a 当r大于r1时 分子间的作用力表现为引力b 当r小于r1时 分子间的作用力表现为斥力c 当r等于r2时 分子间的作用力为零d 在r由r1变到r2的过程中 分子间的作用力做负功 解析 本题考查分子力做功与分子势能的关系 功的正负的判断 意在考查考生对基本概念和基本规律的理解能力 对两分子组成的系统 分子力做正功 分子势能减小 分子力做负功 分子势能增加 结合图象可知 分子距离由非常近到r1时 ep减小 分子力做正功 当分子由r1到r2时 ep减少 分子力做正功 故分子力为斥力 a错 b对 d错 分子间距离由r2继续增大时 分子势能增加 说明分子力做负功 即分子间表现为引力 故分子间距离为r2时 分子间作用力为零 c项正确 答案 bc 课堂训练 2 有甲 乙两个分子相距较远 此时它们间的分子力可以忽略不计 设甲分子固定不动 乙分子由无穷远处逐渐向甲靠近 直到不能再靠近为止 在整个过程中 关于分子势能变化情况的说法中正确的是 a 分子势能不断增大b 分子势能不断减小c 分子势能先增大后减小d 分子势能先减小后增大 解析 从分子间的作用力与分子间的距离关系可以知道 当分子间距离大于r0时 分子间表现为引力 当分子之间距离小于r0时 分子间表现为斥力 当分子间距离大于10r0时 分子间的作用力可以忽略 所以 当乙分子从较远处向甲分子尽量靠近的过程中 分子力先对乙做正功再做负功 即分子势能先减小后增大 答案 d 课堂训练 考点2物体的内能 1 定义物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和 2 内能的决定因素 1 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且相互作用着的分子所组成的 2 决定物体内能的因素 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 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 3 理想气体及其内能 1 理想气体微观模型 把一般情况下的气体分子看作是没有相互作用的质点 2 理想气体的内能 忽略气体分子的相互作用力和分子势能 从宏观上看 理想气体的内能由气体的摩尔数 温度二个因素决定 从微观上看 由组成气体的分子总数和分子热运动的平均动能决定 4 内能与机械能的区别和联系 注意 1 研究物体的内能变化时 要从分子动能和分子势能两个方面全面考虑 理想气体除外 物体温度升高时 内能不一定增加 温度不变 内能可能改变 温度降低 内能可能增加 2 研究热现象时 一般不考虑机械能 在机械运动中有摩擦时 有可能发生机械能转化为内能 例3 双选 1g 100 的水与1g 100 的水蒸气相比 下列说法正确的是 a 分子的平均动能与分子的总动能都相同b 分子的平均动能相同 分子的总动能不同c 内能相同d 1g 100 的水的内能小于1g 100 的水蒸气的内能 解析 温度是分子平均动能的标志 因而在相同的温度下 分子的平均动能相同 又1g水与1g水蒸气的分子数相同 因而分子总动能相同 a正确 当从100 的水变成100 的水蒸气的过程中 分子距离变大 要克服