物理人教版（2019）选择性必修第三册1.4分子动能与分子势能（共18张ppt）

(共18张PPT)
第一章 分子动理论
第4节 分子动能与分子势能
知识回顾
1、分子动理论的基本内容？
2、分子间作用力与分子间距离的变化规律？
⑴ 物体是由大量分子组成的；
⑵ 分子在做永不停息的无规则运动；
⑶ 分子之间存在着相互作用力。
一、分子动能
分子动能是指单个分子热运动的动能，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。我们关心的是大量分子的平均动能。
1. 分子动能：由于分子永不停息地做无规则运动而具有的能量。
2. 分子的平均动能：物体内所有分子的动能的平均值．
【决定因素 】温度 —— 物体的温度是分子热运动的平均动能的标志．
【说明】物体温度升高时，分子平均动能增大，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。
4. 注意：
(1)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一定相同。所以分子热运动的平均速率也不一定相同。
(2)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，同一温度下, 各个分子的动能不尽相同。温度升高时, 各个分子的动能不一定都增加。
(3)物体做高速运动时，物质分子的平均动能不一定高，分子的平均动能与宏观物体运动的动能无关。
【思考】物体的温度是00C时，该物体的分子平均动能为零吗？
分子做永不停息的运动，不管温度多低，分子动能永远不可能为零。
二、分子势能
例如：地面上的物体，由于与地球相互作用 重力势能
如果宏观物体之间存在引力或斥力，它们组成的系统就具有势能，势能是由物体间的相互位置决定的。
1. 分子势能：分子之间存在着相互作用的引力和斥力，所以分子间具有由它们相对位置所决定的能即分子势能。
【探究】假设两个分子相距无穷远，规定此时分子势能为0，若分子A不动，分子B从无穷远处逐渐靠近A。请类比重力做功与重力势能变化的关系分析分子势能的变化。
① 当 r > r0 时，分子力表现为引力，若r增大，需克服引力做功，分子势能增加。
② 当 r < r0 时，分子力表现为斥力，若r减小，需克服斥力做功，分子势能增加。
③ 当 r = r0 时，分子力为零，分子势能最小。
2. 分子力、分子势能与分子间距离的关系：
不为零，一般选取两分子间距离很大(r＞10r0 )时分子势能为零
当 r＝r0 时，分子力为零，
分子势能最小且小于零。
3. 分子势能的特点：
①分子势能由分子间的相对位置决定，随分子间距离的变化而变化。
②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。
4. 分子势能的影响因素：
①从微观上看：分子势能跟分子间距离r有关．
②从宏观上看：分子势能跟物体的体积有关．
【特别提醒】物体的体积越大，分子势能不一定越大。
例如：相同质量0℃的水和0℃的冰，冰的体积大，但水分子的势能大于冰分子的势能。
三、内能
1. 定义：物体中所有分子热运动动能与分子势能的总和。
2. 特点：内能具有普遍性。组成任何物体的分子都在做无规则的热运动，所以任何物体都具有内能。
3. 内能的决定因素：
(1)从宏观上看：物体内能的大小由物体的物质的量、温度和体积三个因素决定。
(2)从微观上看：物体的内能由组成物体的分子总数、分子平均动能和分子势能（分子间的距离）三个因素决定。
另外，物态变化对内能也会有影响：一些物质在物态发生变化时，如冰的熔化、水沸腾变为水蒸气时温度不变。但此过程中分子的平均动能不变，但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。
内能和温度的关系
温度越高
分子的无规则运动越激烈
分子的动能越大
组成物体的所有分子的动能总和增加
物体的内能也就增加
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
分子动能、势能及内能的比较
内能 机械能
物质的量、物体的温度和体积及物态
永远不等于零
常见的能量形式
影响因素
大小
对应的运动形式
联系
微观分子热运动
分子动能、分子势能
在一定条件下可以相互转化
一定条件下可以等于零
物体的机械运动的速度、相对于零势能面的高度或弹性形变量
物体动能、重力势能或弹性势能
宏观物体机械运动
内能与机械能的联系与区别：
项目 分子动理论观点 表达方式 存在形式 关系
温度 物体分子热运动平均动能的标志 只能说升高、降低、是多少；不能说传递转移 状态量 ①温度不变，内能不一定不変
②内能增加，不一定升温
③内能减小，不一定降温。
④内能增加，不一定吸热
内能 所有分子，其分子动能和分子势能的和 具有；含有 状态量 热量 在热传递过程中能量转移的数量 不能说具有，含有、所含多少能量。要说吸收，放出多少能量 过程量 温度、内能和热量的区别
【典例1】关于分子动能,正确的说法是( C )
A.某种物体的温度是0℃说明物体中分子的平均动能为零
B.物体温度升高时,所有分子的动能都增大
C.同种物体，温度高时分子的平均动能一定比温度低时的大
D.物体的运动速度越大,则物体的分子动能也越大
典例2：(多选)下列关于分子动能的说法正确的是（　 BD 　）
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
【典例3】：设r＝r0时分子间的作用力为零，则一个分子在从远处以某一动能向另一个固定的分子靠近的过程中，下列说法正确的是(不考虑其他分子的影响)(　 ABC 　)
A．r＞r0时，分子力做正功，动能不断增大，势能减小
B．r＝r0时，动能最大，势能最小
C．r＜r0时，分子力做负功，动能减小，势能增大
D．以上说法都不对
典例4：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（　 D 　）
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
【典例5】关于内能下列说法正确的是 (　 AE 　)
A．任何状态下处于任何位置的物体都具有内能
B．机械能大的物体内能一定大
C．静止在地面上的物体无内能
D．空中飞行的子弹比地面上静止的子弹内能多
E.机械能为零，内能不为零是可能的
课堂小结