1.4 分子动能和分子势能-【赢在微点】轻松课堂2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册（人教版）

4.分子动能和分子势能 ( 1 . 知道分子平均动能的含义及与温度的关系 , 知道温度是分子热运动平均动能的标志。 2 . 知道什么是分子势能 , 知道分子势能与分子距离、分子力做功的关系 , 知道分子势能跟物体的体积有关。 3 . 知道什么是内能 , 知道物体的内能跟温度和体积有关。 4 . 能够区别内能和机械能。 　　 有一只氢气球脱手后升空 , 小明和小华对氢气球的内能变化有不同的观点。小明认为 : 氢气球上升过程中高度越来越高 , 重力势能越来越大 ; 速度增大 , 动能增大 , 所以氢气球里面的氢气所有分子的动能和势能都增大了 , 因此氢气的内能增大。小华则认为 : 高空的温度比地面的温度要低 , 氢气的温度降低 , 分子平均动能减小 , 分子的总动能减小了。氢气分子之间作用力几乎为零 , 虽然氢气球的体积膨胀 , 但分子势能几乎不变 , 所以氢气的内能减小了。 　　 你认为小明和小华谁的观点正确呢 ? 物体的机械能与物体的内能是一回事吗 ? ) 稳健启程·新知初步构建 学生用书P015 知|识|梳|理 一、分子动能 1.分子动能：分子由于热运动而具有的能量叫作分子动能。 2.分子平均动能：所有分子热运动具有的动能的平均值叫作分子热运动的平均动能。 3.平均动能与温度的关系：温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能就越大。 二、分子势能 1.分子势能：分子间由分子力和分子间的相对位置决定的势能，叫作分子势能。 2.分子势能与分子力做功的关系：分子间的作用力做正功，分子势能减小；分子间的作用力做负功，分子势能增大。 3.分子势能与分子距离的关系。 (1)当r>r0时，分子间的作用力表现为引力，分子势能随分子间距离的增大而增大，随分子间距离的减小而减小。 (2)当r<r0时，分子间的作用力表现为斥力，分子势能随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大。 4.分子势能跟物体体积的关系：物体的体积变化时，分子间的距离将发生变化，因而分子势能随之改变。可见，分子势能与物体的体积有关。 分子势能具有相对性，一般取分子距离无限远时的分子势能为零。 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，叫作物体的内能。 2.决定内能大小的因素。 (1)从微观上来看，物体的内能与分子平均动能、分子间的距离有关，还与分子数多少有关。 (2)从宏观上而言，物体的内能与温度、体积有关，还与物质的量有关。 预|习|自|检 1.判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”) (1)温度升高时，物体内每个分子的动能都增大。 (×) (2)两分子间距为r0时分子势能最小。 (√) (3)分子势能随着分子间距的增大而增大。 (×) (4)机械能越大的物体内能越大。 (×) (5)物体的内能永远不等于零。 (√) 2.当物体的温度升高时，下列说法中正确的是 (　　) A.每个分子的温度都升高 B.每个分子的热运动都加剧 C.每个分子的动能都增大 D.物体分子的平均动能增大 解析　温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能增大。温度对单个分子无意义。物体的温度升高，分子运动加剧，分子的平均动能增大，但不否认某些分子动能减小，故D项正确。 答案　D 细研深究·萃取知识精华 学生用书P016 探究一 对分子动能的理解 1.单个分子的动能。 (1)物体由大量分子组成，每个分子都有分子动能且不为零。 (2)分子在永不停息地做无规则热运动，每个分子的动能大小不同，并且时刻在变化。 (3)热现象是大量分子无规则运动的统计结果，个别分子的动能没有实际意义。 2.分子的平均动能。 (1)温度是大量分子无规则热运动的宏观表现，具有统计意义。温度升高，分子的平均动能增大，但不是每一个分子的动能都增大，个别分子的动能也可能减小，但总体上所有分子的动能之和一定是增加的。 (2)虽然同一温度下，不同物质的分子热运动的平均动能相同，但由于不同物质的分子质量不尽相同，平均速率大小一般不相同。 3.物体内分子的总动能：分子的总动能是物体内所有分子热运动动能的总和，它等于分子的平均动能与分子数的乘积，即它与物体的温度和所含的分子数目有关。 【例1】　(多选)质量相等的氢气和氧气在温度相同时，下列说法中正确的是 (　　) A.两种气体的分子平均动能相等 B.氢气分子的平均速率大于氧气分子的平均速率 C.两种气体分子热运动的总动能相等 D.氢气分子热运动的总动能大 解析　温度是分子平均动能的标志，A项正确；氢气和氧气的分子质量不同，平均动能相等，所以两种气体分子的平均速率不同，由Ek=mv2可得，分子质量大的平均速率小，B项正确；虽然两种气体分子平均动能相等，两种气体质量