第1章 第3节 温度与内能-2020-2021学年高中物理选修3-3【导学教程】同步辅导（鲁科版）word

第3节　温度与内能 知识点一　温度与分子的平均动能 [自学教材] 1．分子动能 分子由于做热运动所具有的动能。 2．平均动能 大量分子动能的平均值。 3．温度与平均动能的关系 (1)温度升高，分子的平均动能增大；温度降低，分子的平均动能减小。 (2)分子热运动的平均动能与物体的热力学温度成正比。 (3)温度的微观本质：温度是物体内分子热运动平均动能的标志。 [重点诠释] 1．温度的物理含义 (1)宏观上：温度表示物体的冷热程度。 (2)微观上：标志物体分子热运动的激烈程度，它是物体分子平均动能的标志。 (3)温度是一个“统计”概念，它仅对物体，即大量的分子有意义，对单个分子来说，温度是没有意义的，故“分子的温度”这种说法是不科学的。 (4)温度与物体的宏观运动状态无关。 2．分子平均动能的认识 (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不相同。所以研究单个分子的动能没有意义。 (2)分子的平均动能： 宏观的热现象是大量分子热运动的整体表现，我们研究热现象，关心的不是单个分子的动能，而是大量分子动能的平均值即分子热运动的平均动能。 (3)温度与分子平均动能的关系： ①温度是分子平均动能的标志，温度升高，物体内分子平均动能增加；温度降低，物体内分子平均动能减小。在相同温度下，各种物质分子的平均动能都相同。由于不同物质分子的质量不一定相同，因此相同温度时不同物质分子的平均速率不一定相同。 ②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。 [典题强化] 1．下列说法中正确的是 A．只要温度相同，任何物体分子的平均动能都相同 B．分子动能指的是由于分子定向移动具有的动能 C．物体中10个分子的动能很大，这10个分子的温度很高 D．温度低的物体中的每一个分子的运动速率一定小于温度高的物体中的每一个分子的运动速率 解析　温度相同，物体分子平均动能相同，故A正确；分子动能指的是由于分子做无规则运动而具有的能，B错；物体温度是对大量分子而言，对于10个这样少的分子无意义，故C错；温度低的物体分子的平均速率小(相同物质)，但具体到每一个分子的速率是不确定的，可能大于平均速率，也可能小于平均速率，故D错。 答案　A 知识点二　分子势能 [自学教材] 1．定义 分子具有的由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：与物体的体积有关。 (2)微观上：与分子间的距离有关。 ①若r＞r0，当r增大时，分子势能增加。 ②若r＜r0，当r减小时，分子势能增加。 ③若r＝r0，分子势能最小。 [重点诠释] 分子势能的大小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有关。 (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的关系可用图1－3－1所示的曲线表示。从图线上看出，当r＝r0时，分子势能最小。 图1－3－1 (4)分子势能随分子间距离的变化类似于弹簧，弹簧在原长的基础上无论拉伸还是压缩，势能都会增加。 [典题强化] 2．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，分子势能一定增加 D．物体体积减小时，分子势能一定减小 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。 答案　B 知识点三　物体的内能[来源:学§科§网] [自学教材] 1．定义 物体中所有分子热运动的动能与分子势能的总和。 2．普遍性 物体中的分子永不停息地做无规则运动、分子间有相互作用力，所以任何物体都具有内能。 3．相关因素 (1)物体含有的分子数目与物体的质量有关。 (2)分子热运动的平均动能与温度有关。 (3)分子势能与体积有关。 4．改变内能的方式 改变内能的方式有做功和热传递。 (1)做功改变内能时，可以使其他形式的能与内能发生转化，内能的变化量可用做功的多少来量度。 (2)通过热传递改变物体内能时，内能的变化量由热量来量度，热量和内能变化的过程相联系，热量是过程量。 [重点诠释] 1．对内能的理解 (1)内能是对大量分子而言的，对单