1.4 分子动能和分子势能 教学课件-2022-2023学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

分子动能和分子势能 知识点: 1、分子动能 2、分子势能 3、物体的内能 分子动能和分子势能 分子不停地做无规则运动，那么，像一切运动着的物体一样，做热运动的分子也具有动能，这就是分子动能。 分子动能 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。 分子动能 温度升高时，分子的热运动加剧，温度越高，分子热运动的平均动能越大。温度越低，分子热运动的平均动能越小。 温度 ： ①宏观含义：温度是描述物体冷热程度的物理量 ②微观含义：温度是分子热运动的平均动能的标志 分子动能 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。 分子动能 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。 微观上看：与分子的 总个数 和 平均动能 有关 宏观上看：与 物质的量 和 温度 有关 分子的总动能 分子动能 典例：一块10 ℃的铁与一块10 ℃的铝相比，以下说法中正确的是（　　） A．铁的分子动能之和与铝的分子动能之和相等 B．铁的每个分子动能与铝的每个分子的动能相等 C．铁的分子平均速率与铝的分子平均速率相等 D．以上说法均不正确 D 典例：(多选)下列关于分子动能的说法正确的是（　　） A．物体的温度升高，每个分子的动能都增加 B．物体的温度升高，分子的总动能增加 C．如果分子的质量为m，平均速率为v，则平均动能为 D．分子的平均动能等于物体内所有分子的动能之和与所有分子的总数之比 BD 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。 分子势能 分子之间存在着相互作用的引力和斥力，所以分子组成的系统具有势能，即分子势能。 分子势能 设空间存在两个不受外界影响的分子，两个分子相距无穷远，让一个分子A不动，另一个分子B从无穷远处逐渐靠近A。 分子作用力曲线与r轴之间所围面积等于分子力所做的功 ①当r>r0时，分子力为引力，力的方向与分子的位移方向相同，分子力做正功 ②当r<r0时，分子力为斥力，力的方向与分子的位移方向相反，分子力做负功 取无穷远处分子势能为0 分子力所做的功等于分子势能的减少 ①当r>r0时，r不断减小，分子力做正功越来 越多，分子势能越来越小 ③当r<r0时，r不断减小，分子力做负功越 来越多，分子势能越来越大 ②当r=r0时，分子势能最小且小于0 可见，分子势能的大小是由分子间的相对位置决定的 【决定分子势能的因素】： 从宏观上看：分子势能跟物体的体积有关。 从微观上看：分子势能跟分子间距离r有关。 分子势能 典例：分子力F随分子间距离r的变化如图所示。将两分子从相距r=r2处释放，仅考虑这两个分子间的作用，则从r2→r1，下列说法正确的是（　　） A．分子间引力、斥力都在减小 B．分子力的大小一直增大 C．分子势能一直在增大 D．分子动能先增大后减小 D 物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和。 物体的内能（internal energy）： ⑴任何物体都具有内能： 一切物体都是由分子组成 所有分子都在永不停息地做无规则热运动 分子存在相互作用力 ⑵决定物体内能的因素： 物体的内能 宏观： 物体的摩尔数 温度 体积 微观： 分子总数 分子平均动能 分子势能（分子间距） 课 堂 小 结 物体的内能 分子动能 平均动能 平均速率 温度 分子势能 正功 负功 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 机械能与内能的区别与联系 典例：(多选)18 g的水，18 g的水蒸气，在它们的温度都是100 ℃时