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第1讲-分子动理论、内能与比热容

模块1分子动理论

一、分子动理论

分子动理论的基本内容：

(一)常见的物质是由大量分子、原子构成的

分子的体积极小，直径只有10−10m左右，一滴水内含有约1.6×1021个水分子。

分子之间有间隙：气体分子间隙最大，液体次之，固体分子间隙最小。

(二)分子在永不停息地做无规则运动

（1）在装满水的水杯中滴一滴黑墨水，过一会儿整杯水都被染黑了。物理学中将这种现象称为扩散现象。

生活中的扩散现象是很普遍的，例如：我们靠近花园便可以闻到花香，放入水中的糖会溶化，等等。扩散现象

的速度与温度有关，在热水中的糖比在凉水中的糖溶化得快。

（2）扩散现象等大量事实表明，一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。人们常把这种无规则运动称为分

子热运动。温度越高的物体，其内部分子的无规则运动越剧烈。

(三)分子之间同时存在引力和斥力

（1）实例：

分子间存在斥力的现象：对气体加压可以变为液体；液体、固体很难被压缩。

分子间存在引力的现象：两滴水银球靠近会自动融为一体；水杯中的水泼出，总会有残余液体吸附在杯壁上。

（2）说明：

①分子间的引力和斥力是同时存在的；

②当分子距离变小时，作用力表现为斥力；当分子间距离变大时，作用力表现为引力。

③如果分子间的距离过大，那么分子间的作用力可以忽略不计。气体分子之间的距离就很远，彼此之间几乎没

有作用力。

模块2内能

一、内能

内能：

1.分子因热运动而具有的动能叫做分子动能。

由于分子之间的相互作用而具有的势能叫做分子势能。

物体内所有分子动能和分子势能的总和称作物体的内能。

2.单位：焦（J）。

【注意:内能是指物体的内能，不是分子的内能，更不能说是个别分子和少数分子所具有的，而是物体内部所有

分子共同具有的动能和势能的总和。所以，单纯考虑一个分子的动能和势能是没有现实意义的。】

3.特点：一切物体，不论温度高低，也不论运动还是静止，在任何情况下都具有内能。

根据分子动理论可知，一切物体中的分子都在做永不停息的无规则运动，分子间都有分子力的作用，无论物体

处于何种状态，是何形状与体积、温度是高是低都是如此。例如:50℃的水具有内能，当温度降到0℃时，仍

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然具有内能，即使温度降到−100℃，结成了冰，它仍然具有内能。

4.内能的影响因素：质量、温度、状态。

①质量：质量是物体所含的物质的多少。物体所含物质越多，意味着组成物体的分子数就越多，分子具有的动

能和势能就越大，所以物体的内能也就越大。

②温度：同一物体温度越高，分子热运动越剧烈，内能越大。

③状态：质量相同的100{}^\circ\text{C}100∘C水蒸气的内能大于100℃水的内能，因为100℃水通过加热

的方式变成质量相同的100℃水蒸气时，水要从外界吸收热量，所以内能增加。

二、改变内能的方式

（1）热传递

两个温度不同的物体相接触，能量从高温物体向低温物体转移，这种现象就叫做热传递，而发生转移的那部分

能量，我们叫做热量。在热传递过程中，高温物体放出热量，内能减小；低温物体吸收热量，内能增加。

注意:

①发生热传递的唯一条件是两个物体存在温度差。

②热传递的实质是能量的转移。所以热传递的是能量而不是温度。

（2）做功

外界对物体做功，物体的内能可以增加。如压缩气体做功，使气体的内能增加，温度升高。

物体对外做功，内能可以减小。如封闭的啤酒瓶内的二氧化碳气体冲开瓶盖时，对外做功，内能减小，温度降

低。

注意：

①外界对物体做功，其内能不一定增加。这要看做功消耗的能量是否转化为物体的内能。如：人向上提物体

时，对物体做功，转化为物体的机械能，而不是转化为物体的内能，这时物体的内能是不变的。

②做功的实质是能量之间的转化。

热量（Q）

1.定义：热量表示在热传递过程中物体吸收或放出能量的多少。

2.单位：焦（J）

3.注意：

（1）做功转化的能量，不能称作热量；热量只是发生热传递时，转移的能量。

（2）热量是个过程量，只有在物体间发生热传递时才有意义。一般表达为“吸收/放出多少热量”，不可表达

成“某物体含有多少热量”或“某物体热量很多”等等。

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三、内能、热量、温度的关系