山东省枣庄市第三中学高中物理 7.5内能课件 新人教选修33.ppt
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1、7.5 内内 能能2021/8/8 星期日1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,以中等速率者占多数在研究热现象时,有意义大量分子的运动速率不尽相同,以中等速率者占多数在研究热现象时,有意义的不是一个分子的动能,而是大量分子动能的平均值的不是一个分子的动能,而是大量分子动能的平均值2021/8/8 星期日2分子总动能从微观上看与分子的个数和平均动能有关分子总动能从微观上看与分子
2、的个数和平均动能有关分子总动能从宏观上看与物体的质量,摩尔质量和分子总动能从宏观上看与物体的质量,摩尔质量和温度有关。温度有关。温度温度宏观含义:温度是表示物体的冷热程度宏观含义: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2021/8/8 星期日3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
3、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2021/8/8 星期日4 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分子间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,由于与地球相由于与地球相互作用互作用重力势能重力势能发生弹性形变的弹簧
4、发生弹性形变的弹簧,相互作相互作用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,分子力分子力做正功时,分子势能减少,分子力做负功时,分子势能增加做负功时,分子势能增加其大小由分子间的距离决定其大小由分子间的距离决定2021/8/8 星期日5结论:分子间距离以结论:分子间距离以r0r0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最小思
5、考与讨论(思考与讨论(P15)2021/8/8 星期日6分子间距离从无限远逐渐减少至分子间距离从无限远逐渐减少至r0r0以前过程,分子以前过程,分子间的作用力表现为引力,而且距离减少,分子引力做间的作用力表现为引力,而且距离减少,分子引力做正功,分子势能不断减小,其数值将比零还小为负值。正功,分子势能不断减小,其数值将比零还小为负值。分子间距离到达分子间距离到达r0r0以后再减小,分子作用力表现为以后再减小,分子作用力表现为斥力,在分子间距离减小过程中,克服斥力做功,使斥力,在分子间距离减小过程中,克服斥力做功,使分子势能增大。其数值将从负值逐渐变大至零,甚至分子势能增大。其数值将从负值逐渐变
6、大至零,甚至为正值。为正值。取分子间距离是无限远时分子势能为零值取分子间距离是无限远时分子势能为零值2021/8/8 星期日73 3决定分子势能的因素决定分子势能的因素 (1 1)从从微微观观上上看看:分分子子势势能能跟跟分分子子间间距距离离r r有有关关 (2 2)从从宏宏观观上上看看:分分子子势势能能跟跟物物体体的的体体积积有有关关 说明:说明:一一般般选选取取两两分分子子间间距距离离很很大大(r r10r0 10r0)时,分子势能为零时,分子势能为零 在在r rr0r0的的条条件件下下,分分子子力力为为引引力力,当当两两分分子子逐逐渐渐靠靠近近至至r0r0过过程程中中,分分子子力力做做正
7、正功功,分子势能减小分子势能减小 在在r rr0r0的的条条件件下下,分分子子力力为为斥斥力力,当当两两分分子子间间距距离离增增大大至至r0r0过过程程中中,分分子子力力也也做做正正功,分子势能也减小功,分子势能也减小 当当两两分分子子间间距距离离r rr0r0时时,分分子子势势能能最最小小2021/8/8 星期日8三、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
8、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2021/8/8 星期日93 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)从宏观上看:物体内能的大小由物体的摩尔数、温度和体积三个因素决定摩尔数、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)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体的分子总数,分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定子间的距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 2021/8/8 星期日10四、物体的内
9、能跟机械能的区别四、物体的内能跟机械能的区别1 1能量的形式不同物体的内能和物体的机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,内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分能是由于组成物体的大量分子的热运动及分子间的相对位置而使物体具有的能而机械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其与它物体能是由于整个物体的机械运动及其与它物体间相对位置而使物体具有的能间相对位置而使物体具有的能2021/8/8 星期日112 2决定能量的因素不同内能只与物体的温决定能量的因素不同内能只与物体的温度和体积有关,而与整个物体的
10、运动速度和度和体积有关,而与整个物体的运动速度和物体的相对位置无关机械能只与物体的运物体的相对位置无关机械能只与物体的运动速度和跟其他物体的相对位置有关,与物动速度和跟其他物体的相对位置有关,与物体的温度体积无关体的温度体积无关3 3一个具有机械能的物体,同时也具有内能;一个具有机械能的物体,同时也具有内能;一个具有内能的物体不一定具有机械能一个具有内能的物体不一定具有机械能 它们之间可以转化它们之间可以转化2021/8/8 星期日12请比较请比较物体由于运动具有动能物体由于运动具有动能物体由于被举高具有重力物体由于被举高具有重力势能势能物体由于发生弹性形变具有物体由于发生弹性形变具有弹性势能
11、弹性势能动能、势能统称为机械能动能、势能统称为机械能分子永不停息地做无规则运动分子永不停息地做无规则运动分子之间既相互吸引又互相排分子之间既相互吸引又互相排斥斥物质是由分子组成的,物质构物质是由分子组成的,物质构成物体成物体机械能机械能着眼于整个物体着眼于整个物体内能内能着眼于物体内部微粒着眼于物体内部微粒(分子具有动能)(分子具有动能)(分子也具有分子势能)(分子也具有分子势能)物体内所有分子的动能与分子势物体内所有分子的动能与分子势能的总和,叫做物体的内能。能的总和,叫做物体的内能。2021/8/8 星期日13思考题思考题1、1kg400C的水和的水和1kg800C的水,哪个内能多?的水,
12、哪个内能多?2、1kg400C的水和的水和2kg400C的水,哪个内能多?的水,哪个内能多?3、1kg 00C的水和的水和1kg 00C的冰,哪个内能多?的冰,哪个内能多?4、自由落体下落过程中,动能增加,内能增多?、自由落体下落过程中,动能增加,内能增多?5、100C的的H2和和O2,平均速率哪个大?,平均速率哪个大?6、体积增大,分子势能一定增大(减小)?、体积增大,分子势能一定增大(减小)?2021/8/8 星期日14例题:1 1、质量相等的氢气和氧气、质量相等的氢气和氧气,温度温度相同相同,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.;
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