第04讲 分子动能和分子势能【帮课堂】2021-2022学年高二物理同步精品讲义（人教版2019选择性必修第三册）

第04讲 分子动能和分子势能 课程标准 课标解读 了解分子动理论的基本观点及相关的实验证据 1.知道温度是分子平均动能的标志. 2.明确分子势能与分子间距离的关系. 3.理解内能的概念及其决定因素． SHAPE \* MERGEFORMAT 知识点01 分子动能与分子势能 （一）分子动能 1．分子动能：由于分子永不停息地做无规则运动而具有的能量． 2．分子的平均动能 所有分子热运动动能的平均值． 3．物体的温度是它的分子热运动的平均动能的标志． （二）分子势能 1．分子势能：由分子间的相对位置决定的能． 2．分子势能Ep随分子间距离r变化的情况如图所示． 当r＝r0时，分子势能最小． 3．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：分子势能的大小与分子之间的距离有关． 【知识拓展】 1．单个分子的动能 (1)定义：组成物体的每个分子都在不停地做无规则运动，因此分子具有动能． (2)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可能是不同的，所以单个分子的动能没有意义． 2．分子的平均动能 (1)定义：物体内所有分子的动能的平均值． (2)决定因素：物体的温度是分子热运动的平均动能的标志．温度升高的物体，分子的平均动能增大，但不是每个分子的动能都增大，个别分子的动能可能减小或不变，但总体上所有分子的动能之和一定是增加的． 3．物体内分子的总动能 物体内分子运动的总动能是指所有分子热运动的动能总和，它等于分子热运动的平均动能与分子数的乘积．物体内分子的总动能与物体的温度和所含分子总数有关． 4．分子力、分子势能与分子间距离的关系： :分子间距离r r＝r0 r>r0 r<r0 分子力F 等于零 表现为引力 表现为斥力 分子力做功W 分子间距增大时，分子力做负功 分子间距减小时，分子力做负功 分子势能Ep 最小 随分子间距的增大而增大 随分子间距的减小而增大 5.分子势能的特点 由分子间的相对位置决定，随分子间距离的变化而变化．分子势能是标量，正、负表示的是大小，具体的值与零势能点的选取有关． 6．分子势能的影响因素 (1)宏观上：分子势能跟物体的体积有关． (2)微观上：分子势能跟分子间距离r有关，分子势能与r的关系不是单调变化的． 【即学即练1】关于分子间相互作用力与分子间势能，下列说法正确的是（　　） A．当分子间作用力表现为引力时，分子间的距离越大，分子势能越小 B．分子间作用力为零时，分子间的势能一定是零 C．当分子间距r>r0时，分子间的引力随着分子间距的增大而增大，分子间的斥力随着分子间距的增大而减小，所以分子力表现为引力 D．两个分子间的距离变大的过程中，分子间引力变化总是比斥力变化慢 【答案】D 【解析】A．当分子间作用力表现为引力时，分子间的距离增大时，分子力做负功，则分子势能增大，选项A错误；B．分子间作用力为零时，分子间的势能最小，但不是零，选项B错误；C．当分子间距r>r0时，分子间的引力随着分子间距的增大而减小，分子间的斥力随着分子间距的增大而减小，但是引力减小的慢，所以分子力表现为引力，选项C错误；D．两个分子间的距离变大的过程中，分子间引力变化总是比斥力变化慢，选项D正确。故选D。 知识点02 物体的内能 1．物体的内能：物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和．任何物体都具有内能． 2．相关因素 (1)物体所含的分子总数由物质的量决定． (2)分子热运动的平均动能与温度有关． (3)分子势能与物体的体积有关． 故物体的内能由物质的量、温度、体积共同决定，同时受物态变化的影响． 【知识拓展】 1．内能的决定因素 (1)宏观因素：物体内能的大小由物质的量、温度和体积三个因素决定，同时也受物态变化的影响． (2)微观因素：物体内能的大小由物体所含的分子总数、分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定． 2．温度、内能和热量的比较 (1)温度宏观上表示物体的冷热程度，是分子平均动能的标志． (2)内能是物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和． (3)热量指在热传递过程中，物体吸收或放出热的多少． 3．内能和机械能的区别与联系 内能 机械能 对应的运动形式 微观分子热运动 宏观物体机械运动 常见的能量形式 分子动能、分子势能 物体动能、重力势能、弹性势能 影响因素 物质的量、物体的温度、体积及物态 物体的质量、机械运动的速度、相对于零势能面的高度、弹性形变量 大小 永远不等于零 一定条件下可以等于零 联系 在一定条件下可以相互转化 4.物态变化对内能的影响 一些物质在物态发生变化时，如冰的熔化、水在沸腾时变为水蒸气，温度不变，此过