高中物理选修3-3.第5节.内能ppt

1、回顾复习回顾复习1.分子动理论的内容分子动理论的内容物体有大量分子组成物体有大量分子组成分子在做永不停息的无规则热运动分子在做永不停息的无规则热运动分子间同时存在着引力和斥力分子间同时存在着引力和斥力F斥力区斥力区引力区引力区无力区无力区rr0r0r10r0区域图区域图2.分子间作用力与分子间距离的变化规律分子间作用力与分子间距离的变化规律一、分子动能一、分子动能1定义：定义：分子由于永不停息地做分子由于永不停息地做而而具有的能具有的能EK=-2分子平均动能：分子平均动能：所有分子运动动能的所有分子运动动能的EK= 3温度的微观意义：温度的微观意义：温度是分子热运动的温度是分子热运动的 的标志

2、的标志无规则热运动无规则热运动1/2mv2平均值平均值1/2mv12+1/2mv22+1/2mv32+.n平均动能平均动能注意：注意：1.1.同一温度下，不同物质分子的平均动能都相同一温度下，不同物质分子的平均动能都相同但由于不同物质的分子质量不一定相同同但由于不同物质的分子质量不一定相同 ，所以分子热运动的平均速率也不一定相同所以分子热运动的平均速率也不一定相同2.2.温度反映的是大量分子平均动能的大小，不温度反映的是大量分子平均动能的大小，不能反映个别分子的动能大小，同一温度下，能反映个别分子的动能大小，同一温度下，各个分子的动能不尽相同各个分子的动能不尽相同3.3.在同一个温度下，物体分

3、子的速度绝大部分在同一个温度下，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大的和速度很小的二、分子势能二、分子势能1定义：定义：由分子间的分子力和分子间的由分子间的分子力和分子间的 _决定的势能决定的势能类比重力势能，弹性势能的产生类比重力势能，弹性势能的产生相对位置相对位置2.2.分子力做功跟分子势能变化的关系分子力做功跟分子势能变化的关系: : 类比重力做功重力势能，弹力做功弹性势能的变化关系类比重力做功重力势能，弹力做功弹性势能的变化关系分子力做正功时，分子势能减少，分子力做分子力做正功时，分子势能减少，分子力做负功

4、时，分子势能增加负功时，分子势能增加3.分子势能与分子间距离的关系分子势能与分子间距离的关系当当rr0时，分子力表现为时，分子力表现为，若，若r增大，增大，需需做功，分子势能做功，分子势能-引力引力克服引力克服引力增大增大FF当当rr0时，分子力表现为时，分子力表现为，若，若r减小需减小需_做功，分子势能做功，分子势能_斥力斥力克服斥力克服斥力增大增大FF当当rr0时，分子势能时，分子势能最小最小无限远时无限远时分子势能分子势能E EP P=0=0分子势能分子势能EP与分子间距离与分子间距离r关系曲线关系曲线特别提醒特别提醒：当当r=rr=r0 0时时, ,分子势能最分子势能最小且小于零小且小

5、于零. .E EP P的正负表示大小的正负表示大小甲甲乙乙10r0F-r与与EP-r图线联系与区别图线联系与区别拐点：拐点：（图象的最低（图象的最低点引力最大值）对应点引力最大值）对应的距离大于的距离大于r r0 0拐点：拐点：图象的最低点图象的最低点（E EP P最小值）对应的距最小值）对应的距离是分子平衡距离离是分子平衡距离r r0 0图象与图象与r r轴交点轴交点表示平衡距离表示平衡距离r r0 0. .图象与图象与r r轴交点轴交点表示的距离小于表示的距离小于r r0 0结论结论1 1：分子间距离以分子间距离以r r0 0为数值基准，为数值基准，r r不论减小或增不论减小或增大，分子势

6、能都增大。所以说，分子在平衡位置处大，分子势能都增大。所以说，分子在平衡位置处是分子势能最低点是分子势能最低点 rr=r0EpEpEp最小结论结论2：从微观的角度分子势能与分子间距离有关，从微观的角度分子势能与分子间距离有关，从宏观的角度分子势能与物体的体积有关从宏观的角度分子势能与物体的体积有关类比法类比法类似弹簧的弹性势能与弹簧长度的变化规律：弹类似弹簧的弹性势能与弹簧长度的变化规律：弹簧在原长的基础上无论拉伸还是压缩，弹性势能簧在原长的基础上无论拉伸还是压缩，弹性势能都会增加都会增加分子势能与分子间距离（或物体的体积）有关，分子势能与分子间距离（或物体的体积）有关，但不能简单的理解为距离

7、越大（体积越大）分子但不能简单的理解为距离越大（体积越大）分子势能就越大势能就越大;分子间距离越小（体积越小）分子势分子间距离越小（体积越小）分子势能就越小能就越小口诀：看区间，判做功，求势能口诀：看区间，判做功，求势能注意：注意：导学三：导学三：阅读内能阅读内能,回答以下问题回答以下问题:1内能内能定义：定义：物体中物体中 与与 的的 总和叫物体的内能总和叫物体的内能2普遍性：普遍性：物体中的分子永不停息地做物体中的分子永不停息地做 、分子间存、分子间存在在 ，所以，所以任何物体任何物体都具有都具有 3决定因素决定因素：物体所含的分子总数：物体所含的分子总数 决定分子的热决定分子的热运动平均

8、动能由运动平均动能由 决定，分子势能与物体的决定，分子势能与物体的 有关，故从有关，故从宏观角度物体的内能由宏观角度物体的内能由 、 、 共共同决定，同时受物态变化的影响同决定，同时受物态变化的影响所有分子所有分子热运动的动能热运动的动能分子势能分子势能无规则热运动无规则热运动相互作用的引力斥力相互作用的引力斥力内能内能温度温度体积体积温度温度体积体积由物质的量由物质的量由物质的量由物质的量对物体内能的理解对物体内能的理解:1内能是对内能是对大量分子大量分子而言的，对而言的，对单个分子单个分子来说无来说无意义意义2.决定因素决定因素(1)在在微观微观上，物体的内能取决于物体所含上，物体的内能取

9、决于物体所含分子的分子的总数总数、分子的平均动能分子的平均动能和和分子间分子间的距离；的距离；(2)在在宏观宏观上，物体的内能取决于物体上，物体的内能取决于物体摩尔数摩尔数、温温度和体积度和体积 E E内内=E=Ek k+E+Ep p （决定于（决定于T T、V V、分子数、分子数N N）3.物体的内能跟物体的机械运动状态无关任何物物体的内能跟物体的机械运动状态无关任何物体都具有内能体都具有内能 4内能与机械能的区别和联系项目项目内能内能机械能机械能对应的运对应的运动形式动形式微观分子热运动微观分子热运动宏观物体机械运动宏观物体机械运动能量常见能量常见形式形式分子动能、分子势能分子动能、分子势

10、能物体动能、重力或弹性势物体动能、重力或弹性势能能能量存在能量存在原因原因由物体内大量分子的无由物体内大量分子的无规则热运动和分子间相规则热运动和分子间相对位置决定对位置决定由物体做机械运动和物体由物体做机械运动和物体形变或与地球的相对位置形变或与地球的相对位置决定决定影响因素影响因素物质的量、物体的温度物质的量、物体的温度和体积及物态和体积及物态物体的机械运动的速度、物体的机械运动的速度、离地高度离地高度(或相对于零势能或相对于零势能面的高度或弹性形变面的高度或弹性形变)是否为零是否为零 永远不能等于零永远不能等于零一定条件下可以等于零一定条件下可以等于零联系联系在一定条件下可以相互转化在一

11、定条件下可以相互转化【典例典例1 1】关于分子动能关于分子动能, ,正确的说法是正确的说法是( )( )A.A.某种物体的温度是某种物体的温度是00说明物体中分子的平均动能为零说明物体中分子的平均动能为零B.B.物体温度升高时物体温度升高时, ,所有分子的动能都增大所有分子的动能都增大C.C.同种物体，温度高时分子的平均动能一定比温度低时同种物体，温度高时分子的平均动能一定比温度低时的大的大D.D.物体的运动速度越大物体的运动速度越大, ,则物体的分子动能也越大则物体的分子动能也越大C【典例【典例2 2】：设：设rr0时分子间的作用力为零，时分子间的作用力为零，则一个分子在从远处以某一动能向另

12、一个固定则一个分子在从远处以某一动能向另一个固定的分子的分子靠近靠近的过程中，下列说法正确的是的过程中，下列说法正确的是(不不考虑其他分子的影响考虑其他分子的影响)()Arr0时，分子力做正功，动能不断增大，时，分子力做正功，动能不断增大，势能减小势能减小Brr0时，动能最大，势能最小时，动能最大，势能最小Crr0时，分子力做负功，动能减小，势能时，分子力做负功，动能减小，势能增大增大D以上说法都不对以上说法都不对ABC关于内能下列说法正确的是关于内能下列说法正确的是 ( () )A A任何状态下处于任何位置的物体都具有内能任何状态下处于任何位置的物体都具有内能B B机械能大的物体内能一定大机

13、械能大的物体内能一定大C C静止在地面上的物体无内能静止在地面上的物体无内能D D空中飞行的子弹比地面上静止的子弹内能多空中飞行的子弹比地面上静止的子弹内能多E.机械能为零，内能不为零是可能的机械能为零，内能不为零是可能的【典例【典例3 3】. AE高考真题再现高考真题再现(2010(2010全国高考全国高考)如图为两分子系统的势能如图为两分子系统的势能E Ep p与与两分子间距离两分子间距离r r的关系曲线的关系曲线. .下列说法正确的是下列说法正确的是( )( )A.A.当当r r大于大于r r1 1时，分子间的作用力表现为引力时，分子间的作用力表现为引力B.B.当当r r小于小于r r1

14、 1时，分子间的作用力表现为斥力时，分子间的作用力表现为斥力C.C.当当r r等于等于r r2 2时，分子间的作用力为零时，分子间的作用力为零D.D.在在r r由由r r1 1变到变到r r2 2的过程中，分子间的作用力做负功的过程中，分子间的作用力做负功BCr01(20111(2011枣庄高二检测枣庄高二检测) )关于物体的内能，下列叙述关于物体的内能，下列叙述中正确的是中正确的是( )( )A.A.温度高的物体比温度低的物体内能大温度高的物体比温度低的物体内能大B.B.物体体积增大时，内能也增大物体体积增大时，内能也增大C.C.内能相同的物体，它们的分子平均动能一定相同内能相同的物体，它们

15、的分子平均动能一定相同D.D.内能不相同的物体，它们的分子平均动能可能相同内能不相同的物体，它们的分子平均动能可能相同当堂达标当堂达标D2 22 2、质量相等的氢气和氧气质量相等的氢气和氧气, ,温度相同温度相同, ,不考虑分子不考虑分子间的势能间的势能, ,则则:( ):( )A.A.氧气的内能较大氧气的内能较大; ; B.B.氢气的内能较大氢气的内能较大; ; C.C.两者内能相等两者内能相等; ;D.D.氢气分子的平均动能较大氢气分子的平均动能较大. .B 物 体 的 内 能物 体 的 内 能分子因热运动而具有的能量分子因热运动而具有的能量同温度下各分子的分子动能同温度下各分子的分子动能

16、K K 不同不同分子动能的平均值仅和温度有关分子动能的平均值仅和温度有关分 子分 子动 能动 能分子间因有相互作用力而具有的、由它分子间因有相互作用力而具有的、由它们相对位置决定的能量们相对位置决定的能量 r rr r0 0时时, ,r rP P;0 0时时, ,r rP P。0 0时，时，P P最低最低分 子分 子势 能势 能物体内所有分子的物体内所有分子的K K 和和P P 总和总和物体的内能与物质的量，温度和体积有关物体的内能与物质的量，温度和体积有关物体物体内能内能课堂小结课堂小结注意四个误区注意四个误区误区一：误认为分子间距离（体积）越大，分子误区一：误认为分子间距离（体积）越大，分子势能越大势能越大误