人教版物理选修3-3：75《内能》.ppt

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1、第七章第七章 分子动理论分子动理论第第5 5节节 内能内能分子运动分子运动分子平均动能分子平均动能分子运动无规则分子运动无规则存在分子动能存在分子动能一、分子的动能一、分子的动能分子做无规则运分子做无规则运动而具有的能量动而具有的能量物体里所有分子动能的平均值物体里所有分子动能的平均值 大量分子的运动速率不尽相同，动能也有大有小，而大量分子的运动速率不尽相同，动能也有大有小，而且在不断改变，在研究热现象时，有意义的不是单个分且在不断改变，在研究热现象时，有意义的不是单个分子的动能，而是大量分子动能的平均值。子的动能，而是大量分子动能的平均值。温度温度宏观含义：温度是表示物体的冷热程度宏观含义：

2、温度是表示物体的冷热程度微观含义（从分子动理论的观点来看）：温度是物体微观含义（从分子动理论的观点来看）：温度是物体分子热运动的平均动能的标志，温度越高，物体分子分子热运动的平均动能的标志，温度越高，物体分子热运动平均动能越大热运动平均动能越大需要注意：需要注意：1同一温度下，不同物质分子的平均动同一温度下，不同物质分子的平均动能都相同但由于不同物质的分子质量不能都相同但由于不同物质的分子质量不一定相同所以分子热运动的平均速率也一定相同所以分子热运动的平均速率也不一定相同不一定相同2温度反映的是大量分子平均动能的大温度反映的是大量分子平均动能的大小，不能反映个别分子的动能大小，同一小，不能反映

3、个别分子的动能大小，同一温度下，各个分子的动能不尽相同温度下，各个分子的动能不尽相同 1.分子势能：分子势能：分子间存在着相互作用力，因此分子间分子间存在着相互作用力，因此分子间所具有的由它们的相对位置所决定的能。所具有的由它们的相对位置所决定的能。二二.分子的势能分子的势能地面上的物体地面上的物体,由于与地球相互作用由于与地球相互作用重力势能重力势能发生弹性形变的弹簧发生弹性形变的弹簧,相互作用相互作用弹性势能弹性势能分子间相互作用分子间相互作用分子势能分子势能2.2.分子力做功跟分子势能变化的关系分子力做功跟分子势能变化的关系 分子力做正功时，分子势能减少，分子力做分子力做正功时，分子势能

4、减少，分子力做负功时，分子势能增加。负功时，分子势能增加。如果分子间距离约为如果分子间距离约为1010-10-10mm数量级时，数量级时，分子的作用力的合力为零，此距离为分子的作用力的合力为零，此距离为r r0 0。如果分子间距离大于如果分子间距离大于r r0 0时，分时，分子间的相互作用表现为引力，子间的相互作用表现为引力，要增大分子间的距离必须克服要增大分子间的距离必须克服引力做功，因此，引力做功，因此，分子势能随分子势能随分子间的距离增大而增大分子间的距离增大而增大 当分子距离小于当分子距离小于r r0 0时，分子间的作用力表时，分子间的作用力表现为斥力，要减小分子间的距离必须克服现为斥

5、力，要减小分子间的距离必须克服斥力做功，因此，斥力做功，因此，分子势能随分子间距离分子势能随分子间距离的减小而增大。的减小而增大。结论结论：分子间距离以：分子间距离以r r0 0为数值基准，为数值基准，r r不论减小或不论减小或增大，分子势能都增大。所以说，分子在平衡位增大，分子势能都增大。所以说，分子在平衡位置处是分子势能最低点置处是分子势能最低点 rr=r0EpEpEp最小在在r rr r0 0的条件下，分子力为引力，当分子逐渐靠近的条件下，分子力为引力，当分子逐渐靠近至至r r0 0过程中，分子力做正功，分子势能减小，其数值过程中，分子力做正功，分子势能减小，其数值将比零还小为负值。将比

6、零还小为负值。在在r rr r0 0的条件下，分子力为斥力，分子间距离从的条件下，分子力为斥力，分子间距离从r r0 0再再减小，分子力做负功，使分子势能增大。其数值将从减小，分子力做负功，使分子势能增大。其数值将从负值逐渐变大至零，甚至为正值。负值逐渐变大至零，甚至为正值。当两分子间距离当两分子间距离r rr r0 0时，分子势能最小。时，分子势能最小。3 3决定分子势能的因素决定分子势能的因素（1 1）从宏观上看：分子势能跟物体的体积有关）从宏观上看：分子势能跟物体的体积有关（2 2）从微观上看：分子势能跟分子间距离）从微观上看：分子势能跟分子间距离r r有关有关 注注：一一般般选选取取两

7、两分分子子间间距距离离很很大大（r r1010r r0 0 ）时时，分分子势能为零子势能为零三、物体的内能三、物体的内能1 1物体的内能：物体中所有分子做热运动的物体的内能：物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能也动能和分子势能的总和叫做物体的内能也叫做物体的热力学能叫做物体的热力学能2 2任何物体都具有内能因为一切物体都是任何物体都具有内能因为一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子所组成分子所组成3 3决定物体内能的因素决定物体内能的因素（1 1）从宏观上看：物体内能的大小由物体的摩尔）从宏观上看：物体内能的大小由物体

8、的摩尔数、温度和体积三个因素决定数、温度和体积三个因素决定（2 2）从微观上看：物体内能的大小由组成物体的）从微观上看：物体内能的大小由组成物体的分子总数，分子热运动的平均动能和分子间的距分子总数，分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定。离三个因素决定。（决定于（决定于T T、V V、分子数、分子数N N）四、物体的内能跟机械能的区别四、物体的内能跟机械能的区别 能量的形式不同，物体的内能和物体的能量的形式不同，物体的内能和物体的机械能分别跟两种不同的运动形式相对应，机械能分别跟两种不同的运动形式相对应，内能是由于组成物体的大量分子的热运动及内能是由于组成物体的大量分子的热运动及分子间

9、的相对位置而使物体具有的能；而机分子间的相对位置而使物体具有的能；而机械能是由于整个物体的机械运动及与其它物械能是由于整个物体的机械运动及与其它物体间相对位置而使物体具有的能。体间相对位置而使物体具有的能。在热现象研究中，一般不考虑物体的机在热现象研究中，一般不考虑物体的机械能。械能。例题:1 1、质量相等的氢气和氧气、质量相等的氢气和氧气,温度相温度相同同,不考虑分子间的势能不考虑分子间的势能,则则:():()A.A.氧气的内能较大氧气的内能较大;B.B.氢气的内能较大氢气的内能较大;C.C.两者内能相等两者内能相等;D.D.氢气分子的平均动能较大氢气分子的平均动能较大.B2 2、对于下列物

10、体内能的议论，正确的有、对于下列物体内能的议论，正确的有 ()()A.0CA.0C的水比的水比.0 C.0 C的冰内能大。的冰内能大。B.B.物体运动的速度越大，则内能越大。物体运动的速度越大，则内能越大。C.C.水分子的内能比冰分子的内能大。水分子的内能比冰分子的内能大。D.100D.100克克.0 C.0 C的冰比的冰比100100克克.0 C.0 C的水内的水内能小。能小。D 3.3.有甲、乙两种气体，如果甲气体内分子有甲、乙两种气体，如果甲气体内分子平均速率比乙气体内平均速率大，则（平均速率比乙气体内平均速率大，则（）A A甲气体温度，一定高于乙气体的温度甲气体温度，一定高于乙气体的温

11、度B B甲气体温度，一定低于乙气体的温度甲气体温度，一定低于乙气体的温度C C甲气体的温度可能高于也可能低于乙甲气体的温度可能高于也可能低于乙气体的温度气体的温度D D甲气体的每个分子运动都比乙气体每甲气体的每个分子运动都比乙气体每个分子运动的快个分子运动的快C A A认认为为气气体体分分子子平平均均速速率率大大，温温度度就就高高，这这是是对对气气体体温温度度的的微微观观本本质质的的错错误误认认识识，气气体体温温度度是是气气体体分分子子平平均均动动能能的的标标志志，而而分分子子的的平平均均动动能能不不仅仅与与分分子子的的平平均均速速率率有有关关，还还与与分分子子的的质质量有关量有关本本题题涉涉

12、及及两两种种不不同同气气体体（即即分分子子质质量量不不同同），它它们们的的分分子子质质量量无无法法比比较较因因而而无无法法比比较较两两种种气气体体温温度度的的高高低低故故A A、B B错错，CC正正确确，速速率率的的平平均均值值大大，并并不不一一定定每每个个分分子子速速率率都都大大，故故D D错错所以，正确选项是所以，正确选项是C C 4.4.有两个分子，用有两个分子，用r r表示它们之间的距离，当表示它们之间的距离，当r r =r=r0 0时，两分子间的斥力和引力相等，使两时，两分子间的斥力和引力相等，使两分子从相距很远处（分子从相距很远处（r rr r0 0 ）逐渐靠近，直）逐渐靠近，直至

13、不能靠近为止（至不能靠近为止（r rr r0 0 ）在整个过程中）在整个过程中两分子间相互作用的势能（两分子间相互作用的势能（）A A一直增加一直增加 B B一直减小一直减小 C C先增加后减小先增加后减小 D D先减小后增加先减小后增加D5.5.若已知分子势能增大，则在这个若已知分子势能增大，则在这个过程中（过程中（）A A一定克服分子力做功一定克服分子力做功B B分子力一定减小分子力一定减小C C分子间距离的变化情况无法确分子间距离的变化情况无法确定定D D以上说法都不正确以上说法都不正确A C6.6.下列说法正确的有（下列说法正确的有（）A A某气体的温度是某气体的温度是 ，则该气体中每

14、一个，则该气体中每一个分子的温度也是分子的温度也是 B B运动快的分子温度较高，运动慢的分子温运动快的分子温度较高，运动慢的分子温度较低度较低CC如果一摩尔物质的内能为如果一摩尔物质的内能为E E，则每个分子，则每个分子的内能为的内能为 E/NAE/NA（NANA为阿伏伽德罗常数）为阿伏伽德罗常数）D D以上说法均不对以上说法均不对D7.7.一定质量的一定质量的 的冰熔解成的冰熔解成 的水，其的水，其总的分子动能总的分子动能E EK K ，分子势能，分子势能E EP P ，以及内能，以及内能E E的变化是（的变化是（）A A E EK K 、E EP P 、E E均变大均变大B B E EK K 、E EP P 、E E均变小均变小C C E EK K不变、不变、E EP P 变大、变大、E E变大变大D D E EK K不变、不变、E EP P 变小、变小、E E变小变小C 物 体 的 内 能分子因热运动而具有的能量同温度下各分子的分子动能K 不同分子动能的平均值仅和温度有关分分 子子动动 能能分子间因有相互作用力而具有的、由它们相对位置决定的能量 rr0时,rP;0时,rP。0时，P最低P随物态的变化而变化分分 子子势势 能能物体内所有分子的K 和P 总和物体的内能与温度和体积有关物物体体内内能能