高中物理 第七章 分子动理论 5 内能课件 新人教版选修

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1、5内能1.知道分子热运动的动能跟温度有关,知道温度是分子热运动平均动能的标志。2.知道什么是分子势能,知道改变分子间的距离分子力要做功,因而分子势能发生变化;知道分子势能跟物体的体积有关。3.知道什么是内能,知道物体的内能跟温度和体积有关,能够区别内能与机械能。一二一、分子动能1.定义:做热运动的分子所具有的动能叫分子动能。2.分子的平均动能:(1)定义:物体内所有分子动能的平均值叫作分子的平均动能。(2)决定因素: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就越大。同一温度下,不同物质(如:空气、水、铁块、木头等)的分子平均动能都相同

2、吗?平均速率呢?提示:平均动能相同,平均速率不一定相同。三一二二、分子势能1.定义:由于分子间存在着分子力,因此分子组成的系统也存在着由分子间的相互位置决定的势能,这种势能叫作分子势能。2.决定因素:(1)微观上:分子势能的大小由分子间相互位置决定。(2)宏观上:分子势能的大小与物体的体积有关。3.变化规律:(1)当分子间距离r>r0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,因此分子势能随分子间距离的增大而增大。(2)当分子间距离r

3、一二(3)分子势能“弹簧—小球”模型分子势能随分子间距离的变化类似于弹簧,弹簧为原长相当于分子间的距离为r0。弹簧在原长的基础上无论拉伸还是压缩,势能都会增加。提示:不一定。例如相同质量的0℃的水与0℃的冰,冰的体积大,但水的分子势能大于冰的分子势能。三一三二三、内能1.定义:物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和,叫作物体的内能。2.特点:组成任何物体的分子都在做着无规则的热运动,所以任何物体都具有内能。3.决定因素:(1)微观因素:物体内能的大小由组成物体的分子个数、分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定。(2)宏观因素:物体内能的大小由物体

4、所含物质的多少(即物质的量)、温度和体积三个因素决定。一三二物体运动越来越快,其内能是否发生变化?提示:物体的内能指的是物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和,物体运动越来越快对应的是机械能,两者本质不同,可在一定条件下相互转化,故物体运动越来越快,其内能有可能变化,也有可能不变。一、对分子动能的理解1.单个分子的动能(1)物体由大量分子组成,每个分子都有分子动能且不为零。(2)分子在永不停息地做无规则热运动,每个分子动能大小不一定相同并且时刻在变化。(3)热现象是大量分子无规则运动的统计结果,研究个别分子的动能没有实际意义。2.分子的平均动能分子的平均

5、动能是物体内所有分子动能的平均值。温度是分子平均动能的标志,这是温度的微观含义。宏观上物体的冷热程度是微观上大量分子热运动的集体表现。温度越高,分子热运动的平均动能就越大。温度不反映单个分子的特性,两个物体只要温度相同,它们的分子平均动能就相同,但是它们单个分子动能不一定相同,温度高的物体内部也存在着动能很小的分子;物质种类不同的物体,如果温度相同,它们分子的平均动能就相同,但它们的平均速率不一定相同,因为分子质量一般不同。3.分子的总动能物体内分子运动的总动能是所有分子热运动的动能总和。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

6、关。温馨提示(1)温度是分子平均动能的“标志”或者“量度”,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,与单个分子的动能没有关系。(2)温度高的物体,分子的平均速率不一定大,还与分子质量有关。二、对分子势能的理解分子势能的大小微观上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功情况有关。(1)当分子间的距离r>r0时(此时类似于被拉伸的弹簧),分子间的作用力表现为引力,分子间的距离增大时,克服分子力做功,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

7、分子间的作用力表现为斥力,分子间的距离减小时,克服分子力做功,因此分子势能随分子间距离的减小而增大。(3)当r=r0时(此时相当于弹簧处于自由伸长状态),分子势能最小。分子势能变化曲线如图所示(规定无限远处分子势能为0)。温馨提示(1)当r=r0时,分子势能最小,但分子势能最小与分子势能为零不是一回事。分子势能的正负代表大于或小于零势能点分子势能,如Ep=-10J,Ep'=0,Ep

8、力(弹性或电)势能变化量的负值”是一样的。三、对内能