1.4 分子動(dòng)能和分子勢(shì)能-1

4分子動(dòng)能和分子勢(shì)能第一章

分子動(dòng)理論目錄CONTENTS分子動(dòng)能01物體的內(nèi)能分子勢(shì)能0302思考與討論：

地面附近的物體所受的重力是G，由于重力做功具有跟路徑無關(guān)的特點(diǎn)，所以存在重力勢(shì)能。重力勢(shì)能由地球和物體的相對(duì)位置決定。分子間的作用力做功是否也具有這一特點(diǎn)呢？分子動(dòng)能01復(fù)習(xí)與思考：(1)擴(kuò)散現(xiàn)象說明了什么？(2)擴(kuò)散現(xiàn)象的快慢與溫度有何關(guān)系？復(fù)習(xí)與思考：(1)布朗運(yùn)動(dòng)說明了什么？(2)布朗運(yùn)動(dòng)的成因是否說明周圍液體分子也具有動(dòng)能？復(fù)習(xí)與思考：(1)不同溫度下分子速率分布圖像說明了什么？(2)同一溫度下的氣體分子的速率分布說明了什么？思考與討論：(1)通過以上三方面的復(fù)習(xí)，溫度對(duì)分子熱運(yùn)動(dòng)有何影響？(2)研究分子熱運(yùn)動(dòng)時(shí)，研究每一個(gè)分子的動(dòng)能是否有意義？(1)溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度的標(biāo)志；(2)每一個(gè)分子都具有動(dòng)能，但都各不相同；結(jié)論：(3)在熱現(xiàn)象的研究中，我們關(guān)心的是組成系統(tǒng)的大量分子整體表現(xiàn)出來的熱學(xué)性質(zhì)，因而，這里重要的不是系統(tǒng)中某個(gè)分子的動(dòng)能大小，而是所有分子的動(dòng)能的平均值。這個(gè)平均值叫作分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能。1.分子動(dòng)能：組成物體的分子由于熱運(yùn)動(dòng)而具有的能叫做分子動(dòng)能。2.分子平均動(dòng)能：物體里所有分子動(dòng)能的平均值叫做分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能。3.溫度的宏觀和微觀意義：（1）宏觀含義：溫度是表示物體的冷熱程度．（2）微觀含義:溫度是物體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度越高，物體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能越大。4.注意：(1)同一溫度下，不同物質(zhì)分子的平均動(dòng)能都相同。但由于不同物質(zhì)的分子質(zhì)量不一定相同。所以分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率也不一定相同。(2)溫度反映的是大量分子平均動(dòng)能的大小，不能反映個(gè)別分子的動(dòng)能大小，同一溫度下，各個(gè)分子的動(dòng)能不盡相同。溫度升高時(shí)，各個(gè)分子的動(dòng)能不一定都增加。(3)溫物體做高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物質(zhì)分子的平均動(dòng)能不一定高，分子的平均動(dòng)能與宏觀物體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能無關(guān)。分子勢(shì)能02地面上的物體,由于與地球相互作用重力勢(shì)能發(fā)生彈性形變的彈簧,相互作用彈性勢(shì)能你是否可以嘗試定義一下什么是分子勢(shì)能？分子間存在著相互作用力，因此分子間所具有的由它們的相對(duì)位置所決定的能.換句話說，功是能量轉(zhuǎn)化的量度分子力做功對(duì)應(yīng)分子勢(shì)能的變化.思考與討論：思考與討論：(1)當(dāng)r>r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為什么力？(2)當(dāng)r<r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為什么力？(3)設(shè)空間存在兩個(gè)不受外界影響的分子，兩個(gè)分子相距無窮遠(yuǎn)，讓一個(gè)分子A不動(dòng)，另一個(gè)分子B從無窮遠(yuǎn)處逐漸靠近A。分子力做什么功？分子勢(shì)能如何變化？（1）r＞r0時(shí)，當(dāng)兩分子間距離逐漸減小到r0過程中，①分子力對(duì)分子做正功還是負(fù)功？②分子勢(shì)能如何變化？

正功分子勢(shì)能減小分子勢(shì)能分析：（2）r＜r0時(shí)，當(dāng)兩分子間距離由r0逐漸減小過程中，①分子力對(duì)分子做正功還是負(fù)功？②分子勢(shì)能如何變化？負(fù)功分子勢(shì)能增加分子勢(shì)能分析：（3）分子勢(shì)能最小的位置①當(dāng)兩分子間距離r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能最小，但不為零②一般選取兩分子間距離很大（r＞10r0

）時(shí)，分子勢(shì)能為零．（4）分子勢(shì)能與兩分子之間的距離關(guān)系圖分子勢(shì)能分析：（5）決定分子勢(shì)能的因素：①從微觀上看：分子勢(shì)能跟分子間距離r有關(guān)．②從宏觀上看：分子勢(shì)能跟物體的體積有關(guān)．分子勢(shì)能分析：內(nèi)能031.內(nèi)能：物體中所有分子做熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和叫做物體的內(nèi)能。2.注意：

組成任何物體的分子都在做著無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，所以內(nèi)能不可能為零，并且任何物體都有內(nèi)能3.決定內(nèi)能的因素：（1）從宏觀上看：物體內(nèi)能的大小由物體的摩爾數(shù)、溫度和體積三個(gè)因素決定．（2）從微觀上看：物體內(nèi)能的大小由組成物體的分子總數(shù)，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能和分子間的距離三個(gè)因素決定．

物體下落的時(shí)候，物體中的分子在做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的同時(shí)還共同參與豎直向下的落體運(yùn)動(dòng)。再如，地面上滾動(dòng)的足球，球內(nèi)的氣體分子在做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，還共同參與水平地面上的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)足球靜止在地面上時(shí)，其中的氣體分子是否還具有能量呢?思考與討論：內(nèi)能機(jī)械能物質(zhì)的量、物體的溫度和體積及物態(tài)永遠(yuǎn)不等于零常見的能量形式影響因素大小對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)形式聯(lián)系微觀分子熱運(yùn)動(dòng)分子動(dòng)能、分子勢(shì)能在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化一定條件下可以等于零物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)的速度、相對(duì)于零勢(shì)能面的高度或彈性形變量物體動(dòng)能、重力勢(shì)能或彈性勢(shì)能宏觀物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)內(nèi)能與機(jī)械能的聯(lián)系與區(qū)別：課堂練習(xí)051．下列關(guān)于熱運(yùn)動(dòng)的說法，正確的是（）A．溫度越高，懸浮在液體中的固體小顆粒運(yùn)動(dòng)越劇烈B．溫度越高，液體分子的運(yùn)動(dòng)速率都會(huì)增大C．一定質(zhì)量的0℃的水變成0℃的冰，內(nèi)能不變D．100℃的水變成100℃的水蒸氣，水分子的平均動(dòng)能增大A【答案】A【詳解】A．布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的固體顆粒的運(yùn)動(dòng)，溫度越高，運(yùn)動(dòng)越劇烈，故A正確；B．液體的溫度升高，分子的平均動(dòng)能增大，但是并不是每個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)速率都增大，可能有些分子運(yùn)動(dòng)速率減小，故B錯(cuò)誤；C．一定質(zhì)量的0℃的水結(jié)成0℃的冰，放出熱量，則內(nèi)能一定減少，故C錯(cuò)誤；D．一定量100℃的水變成100℃的水蒸氣時(shí)由于溫度不變，分子平均動(dòng)能不變，故D錯(cuò)誤。故選A。2．關(guān)于溫度和分子動(dòng)能，下列說法正確的是（）A．物體的溫度升高，物體內(nèi)每個(gè)分子熱運(yùn)動(dòng)的速率都增大B．物體的溫度越高，其內(nèi)部分子的平均動(dòng)能就一定越大C．15℃的水蒸發(fā)成15℃的水蒸氣后，內(nèi)能不變，分子的平均動(dòng)能也不變D．達(dá)到熱平衡的兩個(gè)系統(tǒng)，其內(nèi)部分子的平均動(dòng)能可以不同B【答案】B【詳解】A．分子熱運(yùn)動(dòng)的速率規(guī)律是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，物體的溫度升高，物體內(nèi)分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率增大，而不是物體內(nèi)每個(gè)分子熱運(yùn)動(dòng)的速率都增大，A錯(cuò)誤；B．溫度是物體內(nèi)部分子平均動(dòng)能大小的標(biāo)志，物體的溫度越高，其內(nèi)部分子的平均動(dòng)能就一定越大，B正確；C．15℃的水蒸發(fā)成15℃的水蒸氣后，溫度不變，分子的平均動(dòng)能不變，該物態(tài)變化是吸熱過程，分子勢(shì)能增大，即內(nèi)能增大，C錯(cuò)誤；D．溫度是系統(tǒng)達(dá)到熱平衡的標(biāo)志，達(dá)到熱平衡的兩個(gè)系統(tǒng)溫度一定相等，則其內(nèi)部分子的平均動(dòng)能一定相同，D錯(cuò)誤。故選B。3．關(guān)于物體的內(nèi)能，下列說法正確的是（）A．水的內(nèi)能比冰的內(nèi)能大B．物體所處的位置越高，分子勢(shì)能越大C．一定質(zhì)量的0℃的水結(jié)成0℃冰，內(nèi)能一定減少D．相同質(zhì)量的兩個(gè)同種物體，運(yùn)動(dòng)物體的內(nèi)能一定大于靜止物體的內(nèi)能C【答案】C【詳解】A．物體的內(nèi)能由溫度、體積和分子數(shù)目共同決定，由于水與冰的分子數(shù)目關(guān)系不確定，可知水與冰的內(nèi)能大小關(guān)系也不能夠確定，故A錯(cuò)誤；B．物體所處的位置越高，重力勢(shì)能越大，分子勢(shì)能是物體內(nèi)能的一部分，與物體的高度大小無關(guān)，故B錯(cuò)誤；C．一定質(zhì)量的0℃的水結(jié)成0℃冰，必需向外釋放能量，可知內(nèi)能一定減少，故C正確；D．物體的內(nèi)能由溫度、體積和分子數(shù)目共同決定，與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，可知相同質(zhì)量的兩個(gè)同種物體，運(yùn)動(dòng)物體的內(nèi)能與靜止物體的內(nèi)能大小關(guān)系不確定，故D錯(cuò)誤。故選C。4．如圖所示，有關(guān)分子力和分子勢(shì)能曲線的說法中，正確的是（

）A．當(dāng)r=r0時(shí)，分子為零，分子勢(shì)能最小也為零B．當(dāng)r>r0時(shí)，分子力和分子勢(shì)能都隨距離的增大而增大C．在兩分子由無窮遠(yuǎn)逐漸靠近直至距離最小的過程中分子力先做正功后做負(fù)功D．在兩分子由無窮遠(yuǎn)逐漸靠近直至距離最小的過程中分子勢(shì)能先增大，后減小，最后又增大C【答案】C【詳解】A．當(dāng)r

=

r0時(shí)，分子間的引力和斥力大小相等，方向相反，故分子間作用力為零，分子勢(shì)能是否為0與零勢(shì)能點(diǎn)的選取有關(guān)，則此時(shí)分子勢(shì)能不一定為0，A錯(cuò)誤；B．由圖