物理人教版（2019）选择性必修第三册1.4分子动能和分子势能（共32张ppt）

(共32张PPT)
§4 分子动能和分子势能
第一章 分子动理论
目录
CONTENTS
分子动能
01
物体的内能
分子势能
03
02
思考与讨论：
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？
分子动能
01
复习与思考：
(1)扩散现象说明了什么？
(2)扩散现象的快慢与温度有何关系？
复习与思考：
(1)布朗运动说明了什么？
(2)布朗运动的成因是否说明周围液体分子也具有动能？
复习与思考：
(1)不同温度下分子速率分布图像说明了什么？
(2)同一温度下的气体分子的速率分布说明了什么？
思考与讨论：
(1)通过以上三方面的复习，温度对分子热运动有何影响？
(2)研究分子热运动时，研究每一个分子的动能是否有意义？
(1)温度是分子热运动剧烈程度的标志；
(2)每一个分子都具有动能，但都各不相同；
结论：
(3)在热现象的研究中，我们关心的是组成系统的大量分子整体表现出来的热学性质，因而，这里重要的不是系统中某个分子的动能大小，而是所有分子的动能的平均值。这个平均值叫作分子热运动的平均动能。
1.分子动能：组成物体的分子由于热运动而具有的能叫做分子动能。
2.分子平均动能：物体里所有分子动能的平均值叫做分子热运动的平均动能。
3.温度的宏观和微观意义：
（1）宏观含义：温度是表示物体的冷热程度．
（2）微观含义:温度是物体分子热运动的平均动能的标志，温度越高，物体分子热运动的平均动能越大。
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)温物体做高速运动时，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。
分子势能
02
地面上的物体,由于与地球相互作用
重力势能
发生弹性形变的弹簧, 相互作用
弹性势能
你是否可以尝试定义一下什么是分子势能？
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.
换句话说，功是能量转化的量度分子力做功对应分子势能的变化.
思考与讨论：
思考与讨论：
(1)当r>r0时，分子力表现为什么力？
(2)当r(3)设空间存在两个不受外界影响的分子，两个分子相距无穷远，让一个分子A不动，另一个分子B从无穷远处逐渐靠近A。分子力做什么功？分子势能如何变化？
（1）r＞r0时，当两分子间距离逐渐减小到r0过程中，
①分子力对分子做正功还是负功？
②分子势能如何变化？
正功
分子势能减小
分子势能分析：
（2）r＜r0时，当两分子间距离由r0逐渐减小过程中，
①分子力对分子做正功还是负功？
②分子势能如何变化？
负功
分子势能增加
分子势能分析：
（3）分子势能最小的位置
①当两分子间距离r＝r0时，分子势能最小，但不为零
②一般选取两分子间距离很大（ r＞10r0 ）时，分子势能为零．
（4）分子势能与两分子之间的距离关系图
分子势能分析：
（5）决定分子势能的因素：
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．
分子势能分析：
内能
03
1.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。
2.注意：
组成任何物体的分子都在做着无规则热运动，所以内能不可能为零，并且任何物体都有内能
3.决定内能的因素：
（1）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．
（2）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离三个因素决定．
物体下落的时候，物体中的分子在做无规则热运动的同时还共同参与竖直向下的落体运动。再如，地面上滚动的足球，球内的气体分子在做无规则热运动的同时，还共同参与水平地面上的运动。当足球静止在地面上时，其中的气体分子是否还具有能量呢
思考与讨论：
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：
课堂练习
05
1．下列关于热运动的说法，正确的是（　　）
A．温度越高，悬浮在液体中的固体小颗粒运动越剧烈
B．温度越高，液体分子的运动速率都会增大
C．一定质量的0 ℃的水变成0 ℃的冰，内能不变
D．100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，水分子的平均动能增大
A
【答案】A
【详解】A．布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的运动，温度越高，运动越剧烈，故A正确；
B．液体的温度升高，分子的平均动能增大，但是并不是每个分子的运动速率都增大，可能有些分子运动速率减小，故B错误；
C．一定质量的0 ℃的水结成0 ℃的冰，放出热量，则内能一定减少，故C错误；
D．一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气时由于温度不变，分子平均动能不变，故D错误。
故选A。
2．关于温度和分子动能，下列说法正确的是（　　）
A．物体的温度升高，物体内每个分子热运动的速率都增大
B．物体的温度越高，其内部分子的平均动能就一定越大
C．15℃的水蒸发成15℃的水蒸气后，内能不变，分子的平均动能也不变
D．达到热平衡的两个系统，其内部分子的平均动能可以不同
B
【答案】B
【详解】A．分子热运动的速率规律是一个统计规律，物体的温度升高，物体内分子热运动的平均速率增大，而不是物体内每个分子热运动的速率都增大，A错误；
B．温度是物体内部分子平均动能大小的标志，物体的温度越高，其内部分子的平均动能就一定越大，B正确；
C．15℃的水蒸发成15℃的水蒸气后，温度不变，分子的平均动能不变，该物态变化是吸热过程，分子势能增大，即内能增大，C错误；
D．温度是系统达到热平衡的标志，达到热平衡的两个系统温度一定相等，则其内部分子的平均动能一定相同，D错误。
故选B。
3．关于物体的内能，下列说法正确的是（　　）
A．水的内能比冰的内能大
B．物体所处的位置越高，分子势能越大
C．一定质量的0 ℃的水结成0 ℃冰，内能一定减少
D．相同质量的两个同种物体，运动物体的内能一定大于静止物体的内能
C
【答案】C
【详解】A．物体的内能由温度、体积和分子数目共同决定，由于水与冰的分子数目关系不确定，可知水与冰的内能大小关系也不能够确定，故A错误；
B．物体所处的位置越高，重力势能越大，分子势能是物体内能的一部分，与物体的高度大小无关，故B错误；
C．一定质量的0 ℃的水结成0 ℃冰，必需向外释放能量，可知内能一定减少，故C正确；
D．物体的内能由温度、体积和分子数目共同决定，与物体的运动状态无关，可知相同质量的两个同种物体，运动物体的内能与静止物体的内能大小关系不确定，故D错误。
故选C。
4．如图所示，有关分子力和分子势能曲线的说法中，正确的是（ ）
A．当r = r0时，分子为零，分子势能最小也为零
B．当r > r0时，分子力和分子势能都随距离的增大而增大
C．在两分子由无穷远逐渐靠近直至距离最小的过程中分子力先做正功后做负功
D．在两分子由无穷远逐渐靠近直至距离最小的过程中分子势能先增大，后减小，最后又增大
C
【答案】C【详解】A．当r = r0时，分子间的引力和斥力大小相等，方向相反，故分子间作用力为零，分子势能是否为0与零势能点的选取有关，则此时分子势能不一定为0，A错误；B．由图可知，当分子间距离r > r0时，分子力表现为引力，随分子间距离的增大先增大后减小，B错误；CD．当r > r0时，分子力表现为引力；当r < r0时，分子力表现为斥力；当r从无穷大开始减小，分子力做正功，分子势能减小；当r减小到r0继续减小，分子力做负功，分子势能增大，C正确，D错误。故选C。
感谢观看！