1.4分子动能和分子势能-【帮课堂】2023-2024学年高二物理同步学与练（人教版2019选择性必修第三册）

1.4 分子动能和分子势能 知识点一、分子动能 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． 知识点二、分子势能 1．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 2.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． 3．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． 知识点三、物体的内能 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，此过程中分子的平均动能不变，由于分子间的距离变化，分子势能变化，所以物体的内能变化． [例题1] （2023•海南）下列关于分子力和分子势能的说法正确的是（　　） A．分子间距离大于r0时，分子间表现为斥力 B．分子从无限远靠近到距离r0处过程中分子势能变大 C．分子势能在r0处最小 D．分子间距离在小于r0且减小时，分子势能在减小 [例题2] （2020•北京）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，下列说法正确的是（　　） A．从r＝r2到r＝r0分子间引力、斥力都在减小 B．从r＝r2到r＝r1分子力的大小先减小后增大 C．从r＝r2到r＝r0分子势能先减小后增大 D．从r＝r2到r＝r1分子动能先增大后减小 [例题3] 关于物体的热胀冷缩现象，下列说法正确的是（　　） A．物体受热后，温度升高，分子的平均动能增大；降低温度后，分子的平均动能减小，分子势能没有变化 B．物体受热膨胀，体积增大，分子势能增大；物体收缩，体积减小，分子势能减小，分子的平均动能不变 C．物体受热膨胀，温度升高，分子平均动能增大，体积增大，分子势能也增大；物体遇冷收缩，温度降低，分子平均动能减小，体积减小，分子势能也减小 D．物体受热膨胀，分子平均动能增大，分子势能也增大；物体遇冷收缩，分子平均动能减小，但分子势能增大 [例题4] （2023•成都开学）关于内能，下列说法中正确的是（　　） A．温度为0℃的物体没有内能 B．一个物体的机械能增加，其内能也一定增加 C．内能可以自发地从低温物体转移到高温物体 D．双手摩擦生热，属于做功的方式改变物体内能 [例题5] （2023秋•天津期中）关于下面热学中的几张图片所涉及的相关知识，描述正确的是（　　） A．图甲中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显 B．图乙为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线T2对应的分子平均动能较大 C．由图丙可知，在r由r1变到r2的过程中分子力做负功 D．图丙中分子间距为r1时