高中物理 1.2 物体的内能课件 新人教版选修12

1、二、物体的内能,1.知道分子的动能,知道温度是物体分子热运动平均动能的标志。 2.知道分子间同时存在着相互作用的引力和斥力,能看懂分子力曲线。 3.理解平衡位置的含义,知道rr0时,若分子间的距离增加,分子间的斥力和引力都减小,斥力比引力减小得快。 4.知道分子的势能,分子的势能跟物体的体积有关。 5.知道内能是分子热运动的动能和分子势能的和。 6.能够区分内能和机械能。,一,二,三,四,一、分子的动能温度 1.分子动能 组成物体的分子由于热运动而具有的能叫作分子动能。 2.平均动能 物体里所有分子的动能的平均值叫作分子热运动的平均动能。 3.温度 (1)宏观含义:温度是表示物体的冷热程度。

2、(2)微观含义:温度是物体分子热运动平均动能的标志。温度越高,分子热运动的平均动能越大;温度越低,分子热运动的平均动能越小。,一,二,三,四,温度可以反映个别分子动能的大小吗? 提示:不可以。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。,一,二,三,四,二、分子间的相互作用 1.分子间虽然有空隙,大量分子却能聚集在一起形成固体或液体,说明分子之间存在引力。 2.分子间有空隙,这说明分子间还存在斥力。 研究表明,分子间同时存在着引力和斥力,分子间的引力和斥力都随着分子间距离的增大而减小(如图所示)。,一,二,三,四,三、分子势能 1.地面上

3、的物体,由于与地球相互作用而具有重力势能。 2.发生弹性形变的弹簧,具有弹性势能。 3.分子之间存在相互作用力,它们之间也有势能,这就是分子势能。 4.分子势能与分子间的距离有关系。,一,二,四,三,四、内能 1.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作物体的内能。 2.分子动理论 物体是由大量分子组成的,分子永不停息地做无规则热运动,分子之间存在相互作用力。这就是分子动理论的基本内容。,一,二,三,四,一、正确理解温度的微观含义 组成物体的分子在不停地运动着,因此,分子具有动能。物体内部各个分子的运动速率是不相同的,所以分子的动能也不相同。在研究热现象时,有意义的不是一个分子的

4、动能,而是物体内所有分子的动能的平均值分子平均动能。 分子的平均动能与温度有关,物体的温度越高,物体中分子热运动越剧烈,分子热运动的平均动能就越大,所以说温度是分子热运动的平均动能的标志,这是温度这一概念的微观的、本质的含义。温度是分子平均动能的标志,是对大量分子热运动的平均效果的反映,具有统计意义,对个别分子来说,温度没有意义。 当两个物体的温度相同时,物体内分子的平均动能相同。但由于不同物体的分子质量不同,所以,温度相同时不同物体分子的平均速率并不一定相同。,一,二,三,四,二、正确理解分子间的作用力 分子之间的作用力变化情况比较复杂,其作用力随分子之间距离的变化而变化,可用类比法处理,用

5、弹簧振子所受弹力来理解分子之间的作用力。,一,二,三,四,三、正确认识分子势能 1.分子势能 分子间存在相互作用力,分子间具有由它们的相对位置决定的势能,我们称之为分子势能。 2.影响分子势能大小的因素 分子势能的大小与分子间的距离有关,即与物体的体积有关。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做负功有关。 (1)当分子间的距离rr0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距离的增大而增大; (2)当分子间的距离rr0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距离的减小而增大;,一,二,三,四

6、,(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的关系可用如图所示的曲线表示。从图线上看出,当r=r0时,分子势能最小。 (4)如果取平衡位置为分子势能零参考点,ep与分子间距r的关系如图所示,当r=r0时,分子势能最小。,一,二,三,四,四、正确认识内能 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,叫作物体的内能。 2.影响因素 (1)宏观因素:物体内能大小由物体的物质的量、温度和体积三个因素决定。 (2)微观因素: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。,一,二,三,四,3.

7、内能跟机械能的区别与联系,一,二,三,四,特别提醒(1)内能是对一个宏观物体而言的,不存在某个分子内能的说法。 (2)物体的内能跟物体的机械运动状态无关。 (3)组成任何物体的分子都在做无规则的热运动,分子间都有相互作用,所以任何物体都有内能。,类型一,类型二,类型三,类型四,【例题1】 有两瓶质量和温度都相同的氢气和氧气,则 () a.两瓶中每个分子运动的动能都相等 b.两瓶中分子运动的总动能相等 c.氢气内部分子的总动能大于氧气内部分子的总动能 d.氢气内部分子的总动能小于氧气内部分子的总动能 点拨:明确温度是分子平均动能的标志,即可解决此类问题。 解析:由于两瓶内氢气和氧气的温度相同,因

8、此它们的分子运动的平均动能相同,但并不是每个分子的动能都相等,a错误;又由于氧气的相对分子质量大于氢气的相对分子质量,因此质量相等的氧气和氢气分子数目不相等,氢气的分子个数较多,氢气的内能较大,b、d错误,c正确。 答案:c,类型一,类型二,类型三,类型四,题后反思温度是分子平均动能的标志,在相同温度下,各种物质分子的平均动能都相同,但并不是每个分子的动能都相等。对于同种物质,温度较低时某些分子的动能也可能大于温度较高时某些分子的动能。物体内所有分子热运动的总动能还与分子数目有关。,类型一,类型二,类型三,类型四,【例题2】 下列有关分子间作用力的说法,正确的是() a.当r=r0时,分子间没

9、有力的作用 b.当rr0时,分子间的作用只有引力 d.当r达到10r0时,分子间的作用力可以忽略 点拨:分子间同时存在引力和斥力,且引力和斥力都随分子间距离的增大而减小,当r=r0时分子引力和斥力相等。,类型一,类型二,类型三,类型四,解析:分子间的引力和斥力同时存在,当r=r0时,分子间的引力和斥力大小相等,合力为零,合力为零不是没有力的作用,故a错误;当rr0时,合力表现为引力,也不是分子间只有引力,故b、c错误;当r达到10r0时,分子间的作用已减小到可以忽略,故d正确。 答案:d 题后反思掌握分子间的作用力随分子间距离的变化规律,是解决此类问题的关键。,类型一,类型二,类型三,类型四,

10、【例题3】 下列有关分子势能的说法正确的是() a.分子间距离增大,分子势能增大 b.分子间距离减小,分子势能增大 c.当分子间距离r=r0时,分子势能为零 d.当分子间距离r=r0时,分子势能最小 点拨:只要明确分子势能与分子间距离的关系,即可解决此题。,类型一,类型二,类型三,类型四,解析:由图可以看出,若以无穷远处为分子势能零点,在分子间的距离为r0时,分子势能最小且不为零,因此不能说分子间距离增大或减小,分子势能就增大或减小,a、b、c错误,d正确。 答案:d 题后反思分子势能并不随分子间距离的增大(或减小)而单纯增大(或减小)。在宏观上,分子势能并不随物体体积的增大(或减小)而单纯增

11、大(或减小)。记住分子势能与分子间距离关系的图象是掌握这一知识点的关键。,类型一,类型二,类型三,类型四,【例题4】 1 g 100 的水与1 g 100 的水蒸气相比较,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.1 g 100 的水的内能小于1 g 100 的水蒸气的内能 点拨:分子平均动能与温度有关,分子势能与分子间距离有关,而物体的内能取决于所有分子的动能和势能。,类型一,类型二,类型三,类型四,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1 g水与1 g水蒸气的分子数相同,因而

12、分子总动能相同,a正确;100 的水变成100 的水蒸气的过程中,分子间距离变大,要克服分子引力做功,因而分子势能增加,所以1 g 100 的水的内能小于1 g 100 水蒸气的内能,d正确。 答案:ad 题后反思物体的内能由分子动能和分子势能组成,其中分子的动能由分子的平均动能和分子数决定,而分子的平均动能由温度决定,分子势能则由物体的体积(微观上由分子之间的距离)决定。温度相同,则任何物体的分子的平均动能都相等。而分子势能与体积(分子之间的距离)的关系比较复杂。,1 2 3 4 5,1分子间的相互作用力由引力f引和斥力f斥两部分组成,则() a.f引和f斥是同时存在的 b.f引总是大于f斥

13、,其合力总表现为引力 c.分子之间的距离越小,f引越小,f斥越大 d.分子之间的距离越小,f引越大,f斥越小 解析:分子间的引力和斥力同时存在,a正确;分子间的引力和斥力均随分子间距离的增大而减小,c、d错误;当rf引,rr0时,f斥f引,b错误。 答案:a,1 2 3 4 5,2在温度相同的条件下,下列有关氧气分子、氢气分子说法正确的是() a.每个氧气分子和每个氢气分子的动能相同 b.1 g氧气分子动能总和与1 g氢气分子动能总和相等 c.1 mol氧气分子动能总和与1 mol氢气分子动能总和相等 d.1 cm3氧气分子动能总和与1 cm3氢气分子动能总和相等 解析:温度相同,表明氧气和氢

14、气分子平均动能相等,若质量相同,则氢气分子数多,氢气分子总动能大,故b错误;每个氧分子和每个氢分子动能无法比较,分子平均动能是对系统而言的,对单个分子无意义,故a错误;在相同温度、压强条件下,体积相等的气体物质的量相同,故c正确、d错误,应选c。 答案:c,1 2 3 4 5,3当物体的温度升高时,下列说法正确的是() a.每个分子的温度都升高 b.每个分子的热运动都加剧 c.每个分子的动能都增大 d.物体分子的平均动能增大 解析:温度是分子平均动能的标志,对单个分子无意义。物体温度升高,分子运动剧烈,分子平均动能增大,但不否认某些分子动能减小,故答案选d。 答案:d,1 2 3 4 5,4分子间距离增大时,分子势能将() a.增加b.减小 c.不变 d.不能确定 解析:分子势能的变化与分子力做功紧密联系。当分子力做正功时,分子势能减小;当分子力做负功时,分子势能增加。 (1)当rr0时,分子间的作用力表现为引力,分子间距离增大时,分子力做负功,分子势能增大。 (2)当rr0时,分子间的作用力表现为斥力,分子间距离增大时,分子力做正功,分子势能减少。 经以上分析可知本题选项d正确。 答案:d,1 2 3 4 5,5下列说法