人教版高中物理选修3-3课件：第七章7．5 内能 （共22张PPT）

(共22张PPT)
第5节 内能　
第七章 分子动理论
内能
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。
特别提醒：分子的平均动能与宏观上物体的运动速度无关.
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。
※特别注意
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。
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.
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
例1　下列关于物体的温度与分子动能的关系，正确的说法是
A.某物体的温度是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，分子平均动能增大
D.物体的运动速度越大，则物体的温度越高
√
二、分子势能
地面附近的物体与地球之间有引力的作用，物体被举高后，地球和这个物体组成的系统就具有了势能。
用弹簧连接的两个物体，把弹簧拉伸或压缩后，两物体之间存在力（引力或斥力）的作用，这个系统也具有了势能。
总之，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。
我们知道分子之间也存在相互作用的引力和斥力，所以分子间有分子势能。
1、分子势能：分子间存在着相互作用引力和斥力，因此分子间具有由它们的相对位置所决定的能。
2、分子力做功与分子势能的关系.

r



F斥
F引
F合

F
r0

一般选取两分子间距离无穷远时，分子势能为零．
① 在r＞r0的条件下，分子力为引力，当两分子逐渐 靠近至r0过程中，分子力做正功，分子势能减小．
在r＜r0的条件下，分子力为斥力，当两分子间距离增大至r0过程中，分子力也做正功，分子势能也减小．
当两分子间距离r＝r0时，分子势能最小．
二、分子势能


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
例2　(多选)两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不能再靠近.在此过程中，下列说法正确的是
A.分子力先增大，后一直减小
B.分子力先做正功，后做负功
C.分子动能先增大，后减小
D.分子势能先增大，后减小
E.分子势能和分子动能之和不变
√
√
√
例3　(多选)两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图2中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0.相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近.若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是
A.在r>r0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小
B.在rC.在r＝r0时，分子势能最小，动能最大
D.在r＝r0时，分子势能为零
√
√
图2
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。
三、内能
(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。
温度内能和热量的区别
项目 分子动理论观点 表达方式 存在形式 关系
温度 物体的冷热程度 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
例4　下列说法正确的是
A.铁块熔化成铁水的过程中，温度不变，内能也不变
B.物体运动的速度增大，则物体中分子热运动的平均动能增大，物体的
内能增大
C.A、B两物体接触时有热量从物体A传到物体B，这说明物体A的内能大
于物体B的内能
D.A、B两物体的温度相同时，A、B两物体的内能可能不同，分子的平均
速率也可能不同
√
达标检测
1
2
3
1.(分子动能)下列有关“温度”的概念的说法中正确的是
A.温度反映了每个分子热运动的剧烈程度
B.温度是分子平均动能的标志
C.一定质量的某种物质，内能增加，温度一定升高
D.温度升高时物体的每个分子的动能都将增大
答案
解析
4
√
解析　温度是分子平均动能的标志，而对某个确定的分子来说，其热运动的情况无法确定，不能由温度反映，故A、D错，B对；
温度不升高而仅使分子的势能增加，也可以使物体内能增加，冰熔化为同温度的水就是一个例证，故C错.
2.(分子势能)下列关于分子力和分子势能的说法正确的是
A.当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大
而增大
B.当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大
而减小
C.当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小
而增大
D.当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小
而减小
1
2
3
4
答案
解析
√
1
2
3
4
解析　当分子力表现为引力时，分子间距离增大，分子力做负功，分子势能增大，所以A、B错误；
当分子力表现为斥力时，分子间距离减小，分子力增大，分子力做负功，分子势能增大，所以C正确，D错误.
3.(分子力和分子势能)下列四幅图中，能正确反映分子间作用力F和分子势能Ep随分子间距离r变化关系的图线是
答案
解析
1
2
3
4
√
解析　当rr0时，分子力表现为引力，随分子间距离r增大，分子势能Ep增大；当r＝r0时，分子力为零，此时分子势能最小，故选项B正确.
解析　机械能是宏观能量，可以为零，而物体内的分子在永不停息地做无规则运动，且存在相互作用力，所以物体的内能永不为零，A项正确；
物体的内能与物质的量、温度和体积及物态有关，B、C、D错误.
4.(内能)关于物体的内能，下列说法中正确的是
A.机械能可以为零，但内能永远不为零
B.温度相同、质量相同的物体具有相同的内能
C.温度越高，物体的内能越大
D.0 ℃的冰的内能与等质量的0 ℃的水的内能相等
1
2
3
4
解析
答案
√
本
课
结束