第1章 名师专题讲座2-2020-2021学年高中物理选修3-3【导学教程】同步辅导（鲁科版）课件PPT

第1章　分子动理论 物理·选修3-3（LK） 菜 单 名师专题讲座 对与内能相关概念的理解 1．对分子动能、分子势能和物体内能的理解 (1)分子动能： ①分子动能是指单个分子热运动的动能。物体内各个分子的动能不尽相同，即使是同一个分子不同时刻的动能也可能不相同，因此我们在研究热现象时，通常指的是大量分子动能的平均值，而不关心单个分子的动能。 第1章　分子动理论 物理·选修3-3（LK） 菜 单 ②温度是分子平均动能的标志，这是温度的微观含义。只要温度相同，各种物质的分子平均动能都相同。 ③分子运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的总和，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分子数目有关。 (2)分子势能：分子势能由分子间的相对位置决定。分子势能为零和分子势能最小的含义不同。分子势能为零与选取的零势能点有关，分子势能最小的位置在r＝r0处。 第1章　分子动理论 物理·选修3-3（LK） 菜 单 (3)内能：物体的内能是物体中所有分子的热运动的动能与分子势能的总和。其概念中有三个关键词：所有、分子动能、分子势能。任何物体都有内能，物体的内能跟物体的温度和体积有关。理想气体无分子势能，所以理想气体的内能只与温度有关。 第1章　分子动理论 物理·选修3-3（LK） 菜 单 2．热量与内能的区别 内能是由系统的状态决定的。状态确定，系统的内能也随之确定，要使系统的内能发生变化，可以通过热传递或做功两种方式来完成。而热量是热传递过程中的特征物理量，和功一样，热量只是反映物体在状态变化过程中所迁移的能量，是用来衡量物体内能变化的。有过程，才有变化，离开过程，毫无意义，就某一状态而言，只有“内能”，根本不存在什么“热量”和“功”，因此，不能说一个系统中含有“多少热量”或“多少功”。 第1章　分子动理论 物理·选修3-3（LK） 菜 单 3．热量和温度的关系 热量是热传递过程中的内能变化的量度。而温度是系统内部大量分子做无规则运动的激烈程度的标志。虽然热传递的前提是两个系统之间要有温度差，但是传递的是能量，不是温度。 第1章　分子动理论 物理·选修3-3（LK） 菜 单 热传递不仅可使系统温度发生变化，还可使物质状态发生变化。在物质状态变化中，传递给系统的热量并没有使系统的温度发生变化，因此不能说“系统吸收热量多，温度变化一定大”，也不能认为“系统的温度高，它放出的热量一定多”。因为放出的热量，不但和温度的变化值有关，还和热容量有关。总之，热量和温度之间虽然有一定的联系，但它们是完全不同的两个物理量。 第1章　分子动理论 物理·选修3-3（LK） 菜 单 [例题]　甲、乙两名同学对0 ℃的水和0 ℃的冰进行了如下争论： 甲说：“冰和水的温度相同，所以分子平均动能相等，质量相同时，冰的体积大，因此冰的分子势能大，所以说冰的内能大于水的内能。” 乙说：“0 ℃的水变成0 ℃的冰需要向外界放出热量，在质量相同的情况下，水的内能大于冰的内能。” 请你判断一下甲、乙两名同学谁的说法是正确的？ 第1章　分子动理论 物理·选修3-3（LK） 菜 单 【答案】　乙同学说法正确 【解析】　甲同学认为冰的体积大，分子势能大，这是错误的说法(冰的体积大的重要原因在于形成冰晶后，冰的结构中有较大的空隙)。分子势能的大小与体积有关，但并不一定成正比。0 ℃的冰变为0 ℃的水需吸热，故水的内能大，它们相同的物理量是分子平均动能，不同的物理量是分子势能，显然水的分子势能大。 第1章　分子动理论 物理·选修3-3（LK） 菜 单 1．关于分子势能下列说法中正确的是 A．分子势能只由分子引力决定 B．分子势能跟物体的体积有关 C．物体体积增大时，分子势能一定增大 D．物体体积减小时，分子势能一定减小 第1章　分子动理论 物理·选修3-3（LK） 菜 单 答案　B 解析　物体体积发生变化时，分子势能将发生变化，但没有确定关系。当分子间距离r＜r0时，分子力表现为斥力，分子势能随r的增大而减小；当分子间距离r＞r0时，分子力表现为引力，分子势能随r的增大而增大；r＝r0时，分子势能最小。 第1章　分子动理论 物理·选修3-3（LK） 菜 单 2．下列说法正确的是 A．只要温度相同，任何分子的平均速率都相同 B．不管分子间距离是否大于r0(r0是平衡位置分子间距离)，只要分子力做正功，分子势能就减少，反之分子势能就增加 C．10个分子的动能和分子势能的总和就是这10个分子的内能 D．温度高的物体中的每一个分子的运动速率一定大于温度低的物体中的每一个分子的速率 第1章　分子动理论 物理·选修3-3（LK） 菜 单 答案　B 解析　温度相同，物体分子平均动能相同，而平均速率不一定相同，故A错；