2024-2025学年人教版高中物理教案 选修第三册 内能.pdfVIP

内能

一内能

1.分子动能

像一切运动着的物体一样，做热运动的分子也具有动能，这就是分子动能。

物体中分子热运动的速率大小不一，所以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，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。这个平均值叫做分子热运

动的平均动能。

从扩散现象和布朗运动中可以看到，温度升高时分子的热运动加剧。因此可以说：物质的温

度是它的分子热运动的平均动能的标志。

2.分子势能

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，例如重力势能、弹性势能。

现在我们知道，分子间存在着分子力，因此分子组成的系统也具有分子势能，分子势能的大

小由分子间的相互位置决定，即与物体的体积有关。

分子势能与分子间距离的关系比较复杂。由分子间作用力与分子间距离的关系可知，分子间

距离为“时分子间合力为零；为时表现为引力，这时增大分子间距离必须克服引力做功，

因此分子势能随分子间距离的增大而增大；为时表现为斥力，这时要减小分子间的距离，

必须克服斥力做功，因此随着分子间距离的减小分子势能也要增大。分子势能与分子间距离

的关系如图所示。

典例精讲

【例2.1】2（019春•银川校级期末）关于分子势能下列说法正确的是（）

A.分子间表现为引力时，距离越大，分子势能越小

B.分子间表现为斥力时，距离越大，分子势能越大

C.分子的势能随物体的体积变化而变化

D.物体在热能胀冷缩时，分子的平均动能改变，分子的势能不变

【分析】当分子力做正功时，分子势能减小；当分子力做负功时，分子势能增大；分子势能

与物体的体积有关。

【解答】解：A、分子间表现为引力时，距离减小时，分子间做正功，分子势能减小，故A

错误；

B、分子间表现斥力时，距离减小时，分子力做负功，分子势能增大；故B错误；

C、由以上可知，分子的势能随物体的体积变化而变化；故C正确；

D、物体在热能胀冷缩时，分子的平均动能改变，分子的势能也改变；故D错误；

故选：Co

【例2.2]2（019春•杭锦后旗校级月考）下列关于分子间的相互作用力的说法中正确的是

（）

A.当分子间的距离=「门时，分子力为零，说明此时分子间不存在作用力

B.当rro时，随着分子间距离的增大分子间引力和斥力都增大，但引力比斥力增大得快，

故分子力表现为引力

C.当rro时，随着分子间距离的增大分子间引力和斥力都增大，但斥力比引力增大得快，

故分子力表现为斥力

D.当分子间的距离-时，分子间的作用力可以忽略不计

【分析】分子间的相互作用是由于原子内的带电粒子的相互作用而引起的，分子间同时存在

引力和斥力，当分子间的引力大于斥力时，表现为引力，当分子间的斥力大于引力时，表现

为斥力，只与分子间的距离有关。

【解答】解：A、分子间的引力和斥力同时存在，当分子间的距离r=ro时，引力等于斥力，

分子力为零，故A错误；

BC、分子力随分子间的距离的变化而变化，当rro时，分子间的作用力随分子间距离的增

大而减小，斥力减小的更快，故分子力表现为引力；当分子间的距离rro时，随着距离的

减小，分子间的引力和斥力都增大，但斥力比引力增大的快，故分子力表现为斥力；如果分

子间距离增大，分子间的引力和斥力也是减小的；故BC错误；

D、分子间距离大于分子直径10倍的时候，分子间作用力非常微弱，故当分子间的距离r

=10-9m时，分子间的作用力可以忽略不计，故D正确。

故选：D。

【例2.3］2（019春•海陵区校级月考）两个分子从靠得不能再靠近的位置开始，使二者之间

的距离逐渐增大，直到大于分子直径的10倍以上。