1.4 分子动能和分子势能 课件 2023-2024学年高二物理人教版（2019）选择性必修3(共17张PPT)

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第4节 分子动能和分子势能
第一章 分子动理论
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
1.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间距离有关。
3.知道什么是内能，知道物体的内能与温度和体积有关。
4.能够区别内能和机械能。
知识点一：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。
1.(单个)分子动能：组成物体的分子由于热运动而具有的能。
物体中分子热运动的速率大小不一，所以各个分子的动能也有大有小，而且在不断改变。在热现象的研究中，研究单个分子意义不大，因为其毫无规则可言，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。
3.分子的平均动能由温度决定：
①从宏观角度看:温度是描述物体冷热程度的物理量。
②从微观方面看:温度是描述物体大量分子无规则运动剧烈程度的物理量。 温度越高，分子热运动越剧烈，则平均动能越大。
温度是分子热运动平均动能的唯一标志。
在同一个温度下，物体分子的速度绝大部分分布在某个值附近，但总是有小部分速度很大的和速度很小的。
特别提醒：分子的平均动能与宏观上物体的运动速度无关。
特别注意
①温度是大量分子热运动的宏观表现，对于单个分子来说温度是没有意义的，因此不能说温度升高，某个分子动能增大。
②温度升高，分子的平均动能增大，但并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不论物质是否相同，只要温度相同，分子的平均动能都相同。
由于不同物质的分子质量一般不同，所以同一温度下，不同物质的分子热运动的平均动能相同，但平均速率一般不同。
④物体内分子运动的总动能是所有分子热运动的动能总和，它等于分子的平均动能与分子数的乘积，即它与温度和所含分子数有关
练一练
1.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（ ）
A．甲气体温度一定高于乙气体的温度
B．甲气体温度一定低于乙气体的温度
C．甲气体的温度可能高于也可能低于乙气体的温度
D．甲气体的每个分子运动都比乙气体每个分子运动的快
C
知识点二：分子势能
1.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.
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
分子间相互作用
分子势能
2.分子势能与分子间距离的关系
当r≈10-10m数量级时，分子的作用力的合力为零，此距离为r0。
当r＜r0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斥力做功，因此，分子势能随分子间距离的减小而增大。
当r＞r0时，分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引力做功，因此，分子势能随分子间的距离增大而增大。
r
F斥
F引
F合
F
r0
分子力的图像与分子势能图像的联系与区别
从图中我们也能看出，r由无穷远开始减小的过程中，分子势能是先减小后增大的，且在r=r0的时候分子势能最小。注意并不为零，而是负值
3.决定分子势能的因素：
从宏观上看：分子势能跟物体的体积有关。
从微观上看：分子势能跟分子间距离r有关。
物体的体积越大，分子势能不一定越大。
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
分子势能为0和分子势能最小的含义不同。
如前者与选择的零势能点有关，后者的位置确定在r=r0处
练一练
1.如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分的作用力与两分子间的距离的关系如图中曲线所示．F>0为斥力，F<0为力。a、b、c、d为x轴上四个特定的位置．现把乙分子从a处由静止释放，则(　　)
A．乙分子由a到b做加速运动，由b到c做减速运动
B．乙分子由a到c做加速运动，到达c时速度最大
C．乙分子由a到b的过程中，两分子间的分子势能一直减小
D．乙分子由b到d的过程中，两分子间的分子势能一直增大
BC
知识点三：物体的内能
1.内能=分子动能+分子势能 任何物体都具有内能，不为零
2.内能的决定因素
3.改变内能的两种方式：改变温度和体积。
(1)宏观因素：物体内能的大小由物质的量、温度和体积决定。
(2)微观因素：物体内能的大小由物体所含的分子总数、分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定.
4.一般的物体具有内能还会具有机械能，两者没有内在的而必然联系。但一定条件下可以相互转换，例如摩擦生热。
物体的内能跟机械能的区别
内能 机械能
对应的运动形式
常见的能量形式
影响因素
大小
联系
物质的量、物体的
温度和体积及物态
永远不等于零
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
1.关于分子动能，正确的说法是(　　)
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，每个分子的动能都增大
C．物体温度升高时分子的平均动能增大
D．物体的运动速度越大，则物体的温度越高
练一练
C
分子动能和分子势能
分子动能
分子势能
物体的内能 决定因素
温度是分子平均动能的标志。
分子势能与分子间距离的关系
决定分子势能的因素
分子动能
分子势能
体积
分子总数
温度
物质的量