内容正文:
第一章 分子动理论
第4节 分子动能和分子势能
一、分子动能
1.定义:由于分子永不停息地做无规则运动而具有的能.
2.分子的平均动能:所有分子的热运动动能的平均值.
3.温度的意义
(1)宏观:描述物体的冷热程度.
(2)微观:分子平均动能的标志.
4、对分子动能的理解
(1).单个分子的动能
由于分子运动的无规则性,在某时刻物体内部各个分子的动能大小不一,就是同一个分子,在不同时刻的动能也是不同的,所以单个分子的动能没有意义.
(2).分子的平均动能
①温度是大量分子无规则热运动的客观表现,具有统计意义,温度升高,分子平均动能增大,但不是每个分子的动能都增大,有的分子动能甚至还减小,个别分子的动能大小与温度没有关系,但总体上所有分子动能的总和随温度的升高而增加.
②分子的平均动能只由温度决定,与物质种类、质量、压强、体积无关,只要温度相同,分子的平均动能就相等,由于不同物质的分子质量不同,所以同一温度下,不同物质的分子运动的平均速率一般不同.
二、分子势能
1.定义:分子间由分子力和分子间的相对位置决定的势能.
2.分子势能的决定因素
(1)宏观上:分子势能的大小与物体的体积有关.
(2)微观上:分子势能与分子之间的距离有关.
3、对分子势能的深化理解
1.分子势能的变化与分子间距离的关系
分子势能是由分子间的相对位置决定的.当分子间的距离发生变化时,分子力要做功.当分子力做正功时,分子势能减小;当分子力做负功时,分子势能增大.由分子间的作用力F与分子间的距离r之间的关系(如图1所示)可知(取r→∞时分子势能为零):
(1)当r≫r0(r0表示两分子间的平衡距离,下同)时,分子间的作用力小到可忽略不计,可以认为分子间没有相互作用力,这时的分子势能为零(没有分子势能).
(2)当r>r0时,分子力表现为引力.当r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.
(3)当r<r0时,分子力表现为斥力.当r减小时,分子力做负功,分子势能增大,因此分子势能随分子间距离的减小而增大.
(4)当r=r0时,分子力表现为零.当r增大时,分子力做负功,分子势能增大;当r减小时,分子力做负功,分子势能增大,因此r=r0时分子势能最小.
分子势能与分子间的距离的关系如图2所示.
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.
2.决定因素:物体所含