高中物理第七章分子动理论5内能学案新人教版选修3_3

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1、5　内能1．分子动能(1)分子动能：做热运动的分子，都具有动能，这就是分子动能。①分子动能是指单个分子热运动的动能，但是物体内各个分子的动能不尽相同，在研究热现象时，我们研究的是大量分子的行为，所以对单个分子的动能的研究没有意义，我们关心的是大量分子的平均动能。②分子热运动的平均动能是所有分子动能的平均值，温度是分子平均动能的标志，这就是温度的微观含义。在相同温度下，各种物质分子的平均动能都相同，温度升高，分子平均动能增加，温度降低，分子平均动能减少。③分子运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的

2、总和，它等于分子的平均动能与分子数的乘积，即它与物体的温度和所含的分子数目有关。(2)分子平均动能：所有分子的动能的平均值，即分子的平均动能。设质量为m的n个分子，其速度大小分别为v1、v2、v3、…、vn，则其动能的平均值为k＝。(3)温度的意义：温度在宏观上的意义是表示物体的冷热程度。而它又是大量分子热运动平均动能大小的标志，这是温度的微观含义。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

3、大小，不是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。③温度的本质：温度是分子热运动的平均动能的标志。④温度是大量分子热运动的集体表现：平均动能大，在宏观上表现为物体的温度高，温度是大量分子热运动的集体表现，是含有统计意义的，对于个别分子来说，温度是没有意义的。　温度与平均动能　温度升高，分子的平均动能增大，但不是每一个分子的动能都增大。【例1】一块100℃的铁与一块100℃的铝相比，以下说法中正确的是(　　)A．铁的分子动能之和与铝的分子动能之和相等B．铁的每个分子动能与铝的每个

4、分子动能相等C．铁分子的平均速率与铝分子的平均速率相等D．以上说法均不正确解析：两物体温度相等，说明它们分子的平均动能相等，因为温度是分子运动平均动能的标志；由于没有说明铁与铝的质量，只有当它们所含分子数目一样时，分子总动能才相等，故A错；分子平均动能相等，但对每个分子而言，它运动的速率是变化的，且每个分子的速率都是不同的，有的快也有的慢，所以每个分子的动能相等的说法不正确，故B错；虽然分子的平均动能相等，但铁分子、铝分子质量不同，因此分子平均速率不等，所以C错。故只有D正确。答案：D　平均速率与

5、平均动能　平均速率与分子种类有关，平均动能只与温度有关。1．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，对于个别分子或几十个、几百个分子热运动的动能大小与温度是没有确定关系的。2．分子的平均动能大小只由温度决定，与物质的种类无关。也就是说，只要处于同一温度下，任何物质分子做热运动的平均动能都相同。由于不同物质分子的质量不尽相同，因此，在同一温度下，不同物质分子运动的平均速率大小也不相同。2.分子势能(1)分子势能：组成物质的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，

6、这种势能叫做分子势能。(2)分子势能的特点：由分子间相对位置决定的能量，随分子间距的变化而变化。分子势能是标量。(3)变化分析依据：由于分子间既存在引力，又存在斥力，分子间距离变化时，既要考虑引力做功，又要考虑斥力做功，为简化起见，用分子间的合力做功分析势能变化，W＞0，势能减少，W＜0，势能增加。(4)分子势能的大小和分子间距离的关系①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距离的增大而增大。②当分子间的距离r＜r0时，分子间的作

7、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。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。说明：(1)势能的大小与物体间距离的关系有一个共同的规律：不论是重力势能、弹性势能、分子势能，还是电势能，当它们之间的距离发生变化时，它们之间的相互作用力如果是做正功，势能都要减小；如果是做负功，势能都要增大。(2)由于物体分子距离变化的宏

8、观表现为物体的体积变化，所以微观的分子势能变化对应于宏观的物体体积变化。但是，同样是物体体积增大，有时体现为分子势能增大(在r＞r0范围内)；有时体现为分子势能减小(在r＜r0范围内)。一般来说，物体体积变化了，其对应的分子势能也变化了。(3)分子势能最小与分子势能为零绝不是一回事。　分子势能　1.分子势能的变化规律：分子力做正功，分子势能减少；分子力做了多少正功，分子势能就减少多少。分子力做负功，分子势能增加；克服分子力做了多少功，分子势能就增加多少。2．分子势能与物体体积的关系