2016_2017学年高中物理第七章分子动理论5内能课件.ppt

* 5　内能 1.知道分子热运动的动能跟温度有关,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,知道改变分子间的距离分子力要做功,因而分子势能发生变化;知道分子势能跟物体的体积有关。 3.知道什么是内能,知道物体的内能跟温度和体积有关,能够区别内能与机械能。 一 二 一、分子动能 1.定义:做热运动的分子所具有的动能叫分子动能。 2.分子的平均动能: (1)定义:物体内所有分子动能的平均值叫作分子的平均动能。 (2)决定因素:温度是物体分子热运动平均动能的标志。温度越高,分子热运动的平均动能就越大。 同一温度下,不同物质(如:空气、水、铁块、木头等)的分子平均动能都相同吗?平均速率呢? 提示:平均动能相同,平均速率不一定相同。 三 一 二 二、分子势能 1.定义:由于分子间存在着分子力,因此分子组成的系统也存在着由分子间的相互位置决定的势能,这种势能叫作分子势能。 2.决定因素: (1)微观上:分子势能的大小由分子间相互位置决定。 (2)宏观上:分子势能的大小与物体的体积有关。 3.变化规律: (1)当分子间距离rr0时,分子间的作用力表现为引力,分子间距离增大时,分子力做负功,因此分子势能随分子间距离的增大而增大。 (2)当分子间距离rr0时,分子间的作用力表现为斥力,分子间距离减小时,分子力做负功,因此分子势能随分子间距离的减小而增大。 三 一 二 (3)分子势能“弹簧—小球”模型 分子势能随分子间距离的变化类似于弹簧,弹簧为原长相当于分子间的距离为r0。弹簧在原长的基础上无论拉伸还是压缩,势能都会增加。 提示:不一定。例如相同质量的0 ℃的水与0 ℃的冰,冰的体积大,但水的分子势能大于冰的分子势能。 三 一 三 二 三、内能 1.定义:物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和,叫作物体的内能。 2.特点:组成任何物体的分子都在做着无规则的热运动,所以任何物体都具有内能。 3.决定因素: (1)微观因素:物体内能的大小由组成物体的分子个数、分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定。 (2)宏观因素:物体内能的大小由物体所含物质的多少(即物质的量)、温度和体积三个因素决定。 一 三 二 物体运动越来越快,其内能是否发生变化? 提示:物体的内能指的是物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和,物体运动越来越快对应的是机械能,两者本质不同,可在一定条件下相互转化,故物体运动越来越快,其内能有可能变化,也有可能不变。 一、对分子动能的理解 1.单个分子的动能 (1)物体由大量分子组成,每个分子都有分子动能且不为零。 (2)分子在永不停息地做无规则热运动,每个分子动能大小不一定相同并且时刻在变化。 (3)热现象是大量分子无规则运动的统计结果,研究个别分子的动能没有实际意义。 2.分子的平均动能 分子的平均动能是物体内所有分子动能的平均值。温度是分子平均动能的标志,这是温度的微观含义。宏观上物体的冷热程度是微观上大量分子热运动的集体表现。温度越高,分子热运动的平均动能就越大。温度不反映单个分子的特性,两个物体只要温度相同,它们的分子平均动能就相同,但是它们单个分子动能不一定相同,温度高的物体内部也存在着动能很小的分子;物质种类不同的物体,如果温度相同,它们分子的平均动能就相同,但它们的平均速率不一定相同,因为分子质量一般不同。 3.分子的总动能 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,即它与物体的温度和所含的分子数目有关。 温馨提示(1)温度是分子平均动能的“标志”或者“量度”,温度只与物体内大量分子热运动的统计意义上的平均动能相对应,与单个分子的动能没有关系。 (2)温度高的物体,分子的平均速率不一定大,还与分子质量有关。 二、对分子势能的理解 分子势能的大小微观上与分子间的距离有关,宏观上与物体的体积有关。分子势能的变化与分子间的距离发生变化时分子力做功情况有关。 (1)当分子间的距离rr0时(此时类似于被拉伸的弹簧),分子间的作用力表现为引力,分子间的距离增大时,克服分子力做功,因此分子势能随分子间距离的增大而增大。 (2)当分子间的距离rr0时(此时类似于被压缩的弹簧),分子间的作用力表现为斥力,分子间的距离减小时,克服分子力做功,因此分子势能随分子间距离的减小而增大。 (3)当r=r0时(此时相当于弹簧处于自由伸长状态),分子势能最小。分子势能变化曲线如图所示(规定无限远处分子势能为0)。 温馨提示(1)当r=r0时,分子势能最小,但分子势能最小与分子势能为零不是一回事。分子势能的正负代表大于或小于零势能点分子势能,如Ep=-10 J,Ep=0,EpEp。 (2)分子势能的变化只与分子力做功有关。分子力做正功,分子势能减小;分子力做负功,分子势能增大。分