1.4分子动能和分子势能 课件-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

新人教版 选择性必修三 第一章 分子动理论 第4节 分子动能和分子势能 地面附近的物体所受的重力是G，由于重力做功具有跟路径无关的特点，所以存在重力势能。重力势能由地球和物体的相对位置决定。分子间的作用力做功是否也具有这一特点呢? G 一、分子动能 1. 分子动能：分子由于热运动而具有的能量 2. 分子热运动的平均动能：所有分子的动能的平均值 (大量分子) ①宏观含义：温度是描述物体冷热程度的物理量 3. 温度 ②微观含义： 温度是分子热运动的平均动能的标志 （热力学温度） 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 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 G 重力势能 弹性势能 分子势能 相对位置决定 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。 二、分子势能 1定义：分子间存在着相互作用力，由它们的相对位置所决定的势能。 2.影响因素 微观上：分子之间的距离 宏观上：物体的体积 3. (1) ∆ (2).无限远处，Ep=0 A B r0 r=无穷远 Ep=0 引力 方向相同 ①当r>r0时，分子力做正功，分子势能减小 斥力 方向相反 ②当r<r0时，分子力做负功，分子势能增大 ③当r＝r0时，分子势能最小 F=0 Ep最小 总结：由分子间的相对位置决定 （体积） 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 三、物体的内能 1.定义：物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和。 2.任何物体都具有内能，且不为零 3.内能的影响因素： 微观： 分子总数 分子平均动能 分子势能（分子间距） 宏观： 物体的摩尔数 温度 体积 4. 判断内能的变化 同一个物体温度升高时内能增大，温度降低时内能减小。 ①内能增大时温度升高 ②内能减小时温度降低 内能↑ 温度不变 内能↓ 温度 内能 ＋ ③温度高的物体内能大 （同一物体） 5. 判断气体的内能 气体内能=分子动能 分子间作用力可以忽略不计，分子势能为零 （只与分子数、温度有关） 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（ ） A.它们的分子数目相同，分子的平均动能不相同，氧气的分子平均动能大 B.它们的分子数目相同，分子的平均动能相同 C.它们的分子数目相同，它们的内能不相同，水蒸气的内能比水大 D.它们的分子数目不相同，分子的平均动能相同 BC 在一个密闭容器内有一滴15 ℃的水，过一段时间后，水滴蒸发变成了水蒸气，温度还是15℃。它的内能是否发生了变化?为什么? 答：内能变化了，因为分子总数（质量）不变，温度不变，但是体积变化了。 课堂练习 分子动能 分子势能 内能 定义 分子无规则运动的动能 分子间有作用力，由分子间相对位置决定的势能 物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和 影响因素 微观 分子热运动的剧烈程度 分子距离 分子热运动剧烈程度 分子距离 分子个数 宏观 温度 体积 温度 体积 质量 课堂小结 $$