7.5内能-【点石成金系列】2021-2022学年高中物理课件（人教版选修3-3）

§7.5 内 能 “锡慧在线”开学第二周 2020 Ek=mv2/2（机械能的一种） 运动着的篮球 组成物质的分子永不停息的做无规则热运动 ——动能 一、分子动能 1、分子动能：物体内大量分子做无规则热运动所具有的能量。 物体内大量分子永不停息地做无规则热运动，对于每个分子来说都有无规则运动的动能。由于物体内各个分子的速率大小不同，因此，各个分子的动能大小也不同。又因为热现象是大量分子无规则运动的结果，所以研究个别分子运动的动能是非常困难、也是没有必要的。于是要研究大量分子热运动的动能，只有将所有分子热运动动能的平均值求出来才有意义，这个平均值就叫做分子热运动的平均动能。 如图，分别向10 ℃和50 ℃的水中滴入一滴红墨水， 问: (1)哪杯水中红墨水扩散得快? (2)哪杯水中分子的平均动能大? (3)影响分子平均动能的因素是什么? 2、分子平均动能：物体里所有分子热运动具有动能的平均值叫做平均动能。 3、分子的平均动能由温度决定： ①从宏观角度看：温度是描述物体冷热程度的物理量。 ②从微观方面看：温度是描述物体大量分子无规则运动剧烈程度的物理量。 温度越高，分子热运动越剧烈，则平均动能越大。 温度是分子热运动平均动能的唯一标志。 表达式： 4 4、注意： ①温度升高，分子的平均动能一定增大，但并不代表所有分子的动能都增大。 ②分子的平均动能只与温度有关，与物体的种类及所处的状态无关 由于不同物质的分子质量一般不同，所以同一温度下，不同物质的分子热运动的平均动能相同，但平均速率一般不同。 5、分子的总动能： 所有分子热运动的动能总和 等于分子的平均动能与分子数的乘积。 与分子的 总个数 和 平均动能 有关 与 物质的量 和 温度 有关 微观上看： 宏观上看： 【判断题】 1）某物体的温度是00C，说明物体中分子的平均动能为零。 错。分子永不停息的运动，不管温度多低，分子动能永远不可能为零。 2）物体的动能越大，物体内分子的平均动能越大。 错。物体的动能是宏观的机械运动的一种能量,Ek=mv2/2，即由物体的速度与质量决定。分子的平均动能是微观的，仅由物体的温度决定。 3）温度越高的物体，物体内每个分子的动能都大。 错。温度高的物体内部也存在着动能很小的分子。只能说温度越高，分子平均动能越大。 4）物质种类不同的物体，如果温度相同，它们的平均动能相同，因而它们分子的平均速率也相同。 错。它们的平均动能相同，但由于它们的分子质量不同，所以分子的平均速率不同。 地面附近的物体与地球之间有引力的作用，物体被举高后，地球和这个物体组成的系统就具有了势能。 用弹簧连接的两个物体，把弹簧拉伸或压缩后，两物体之间存在力（引力或斥力）的作用，这个系统也具有了势能。 总之，如果宏观物体之间存在引力或斥力，它们组成的系统就具有势能，势能是由物体间的相互位置决定的。 我们知道分子之间也存在相互作用的引力和斥力，所以分子间有势能？ 二、分子势能 1、分子势能：分子间存在着相互作用引力和斥力，因此分子间具有由它们的相对位置所决定的能。 2、分子力做功与分子势能的关系. r F斥 F引 F合 F r0 一般选取两分子间距离无穷远时，分子势能为零。 当两分子间距离r＝r0时，分子势能最小且小于零。 ① 在r＞r0的条件下，分子力为引力，当两分子逐渐靠近至r0过程中（r↓），分子力做正功，分子势能减小。 在r＜r0的条件下，分子力为斥力，当两分子间距离增大至r0过程中（r↑），分子力也做正功，分子势能也减小。 ③在r≥10r0时，分子力可以忽略，若取此时的分子势能为0。则分子势能与分子间距离的关系： 10r0 无限远时分子势能EP=0 r r0 F 10r0 v r增大，Ep增大 F引 F斥 v r减小，Ep增大 无限远时分子势能EP=0 EP 当r=r0时,分子势能最小且小于零. 问：若取10r0处势能为零，该图如何画? 向上平移即可，势能改变是绝对的。 1、若取 r0处为零势能点，则分子势能都大于0. 2、分子势能为0和分子势能最小的含义不同。 如前者与选择的零势能点有关，后者的位置确定在r=r0处 r r0 F 10r0 当r=r0时 当r>r0时 v r增大，Ep增大 F引 F斥 v r减小，Ep增大 原长的弹簧 v v 伸长的弹簧 拉伸弹簧弹力做负功 弹性势能反而增大。 当r<r0时 压缩的弹簧 v v 压缩弹簧时弹力做负功 弹性势能反而增大。 排斥 吸引 功 能 关 系（类比：弹簧） F引 F引 F斥 F斥 W分 = - DEp = Ep0 - Ept 分子力做正功，分子势能反而减少；分子力做负功，分子势能反而增加。 3、决定分