【高中物理】物体的内能+课件+高二下学期物理沪科版（2020）选择性必修第三册

第十二章热力学定律第一节物体的内能选修系列蒸汽机将蒸汽内部的能量转化为机械能小电扇为什么能运转呢？使它运转的能量来自哪里？热水冷水小电扇温差发电片温差发电机将水内部的能量转化为电能内能内能宏观上是与状态有关的能量，微观上是分子热运动能量的总和。

任何一个热力学系统都必定存在一个只依赖于系统自身状态的一种能量一、物体的内能内能：状态参量：几何参量：热学参量：化学参量：体积V热力学温度T物质的量n分子动理论：物体是由大量分子组成的分子在做永不停息的无规则运动分子之间同时存在着引力和斥力一、物体的内能物体由于运动而具有的能量

宏观物体的动能

微观的分子动能

像一切运动着的物体一样，做热运动的分子也具有动能，这就是分子动能，表示为式中m

为分子的质量，v

为分子热运动的速率，Ek

为分子的动能宏观的动能和微观的分子动能有何种区别？一、物体的内能单个分子的运动状态是随机的，但可以从统计的角度了解大量分子热运动的宏观表现。f(v)T1麦克斯韦气体分子速率分布曲线T2v分子动能请点击超链接在研究热现象时，关注所有分子动能的平均值

为速率平方的平均值，

为分子平均动能温度越高分子热运动越剧烈，分子平均动能越大。因此，从分子动理论的观点来看，温度是物体分子热运动平均动能的唯一量度。一、物体的内能做热运动的分子间存在相互作用力，这种作用力仅与分子间的距离有关。类比重力势能，当分子间的距离发生变化时，分子间相互作用力会引起由分子间相对位置所决定的某种能量的变化，物理学中把这种能量称为分子势能。分子间作用力请点击超链接mhv上升过程中，重力做负功，重力势能增加下落过程中，重力做正功，重力势能减少分子力做正功时，分子势能减少分子力做负功时，分子势能增加类比宏观的功能关系总结微观的功能关系一、物体的内能当r>r0

时，分子间相互作用力表现为引力，这时增大r

必须克服分子间引力做功，分子势能Ep

随分子间距离r

增大而增大。反之，当r<r0

时，分子间相互作用力表现为斥力，这时减小r

必须克服分子间斥力做功，因此Ep

随r

减小而增大。综上所述，当r=r0

时，分子势能Ep

最小。（取r

为无穷大时Ep

为零）一、物体的内能FOr0F斥F引10r0EPOr010r0物体的体积变化，意味着分子间距离发生变化，分子势能发生变化。因此，物体的分子势能与物体的体积有关。一、物体的内能分子热运动中，分子势能部分会使分子趋于团聚，而分子动能会使分子趋于飞散。固体液体气体一、物体的内能综上所述，物体是由大量分子组成的，物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。内能常用字母U来表示。内能是对大量分子而言的，对单个分子来说无意义内能U所有分子动能所有分子势能分子平均动能分子个数分子间距分子个数微观角度温度物质的量体积（状态）物质的量宏观角度一、物体的内能内能U所有分子动能所有分子势能分子平均动能分子个数分子间距分子个数温度物质的量体积（状态）物质的量特别地：理想气体不考虑分子间的作用力，因此忽略分子势能。结论：一定质量的理想气体的内能仅仅取决于温度（分子平均动能）二、物体内能的变化冰会融化变成水至沸腾，物质形态和体积发生改变，这就涉及到分子势能；随着水温的上升，水分子的热运动将会加剧，导致水的分子动能增加。如何使物体的内能发生改变？热传递可以改变物体的内能热对流热传导热辐射压缩气体做功，气体内能增加外界对系统做正功，系统内能增加摩擦做功二、物体内能的变化改变内能的两种方式做功热传递对内对外吸热放热内能增加内能增加内能减少内能减少（外界对物体做功）（物体对外界做功）（物体从外界吸热）（物体对外界放热）二、物体内能的变化课堂小结内能物体是由大量分子组成的，物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能一定质量的