第十一章分子热运动能量守恒ppt课件

1、第十一章第十一章 分子热运动分子热运动 能量守恒能量守恒四、物体的内能四、物体的内能分子运动分子运动分子平均动能分子平均动能分子运动无规那分子运动无规那么么存在分子动能存在分子动能分子的动能分子的动能分子做无规分子做无规那么运动而那么运动而具有的能量具有的能量物体里一切分子动能的平均值物体里一切分子动能的平均值一、分子的动能一、分子的动能 温度温度 1分子动能：组成物体的分子由于热运动而具分子动能：组成物体的分子由于热运动而具有的能叫做分子动能有的能叫做分子动能 大量分子的运动速率不尽一样，以中等大量分子的运动速率不尽一样，以中等速率者占多数在研讨热景象时，有意义的速率者占多数在研讨热景象时，

2、有意义的不是一个分子的动能，而是大量分子动能的不是一个分子的动能，而是大量分子动能的平均值平均值2平均动能：物体里一切分子动能的平均值叫平均动能：物体里一切分子动能的平均值叫做分子热运动的平均动能做分子热运动的平均动能 分子热运动的平均动能分子热运动的平均动能 大小与什么量有关？大小与什么量有关？点击以下图观看动画演示温度与分子动能的关系点击以下图观看动画演示温度与分子动能的关系温度温度 1 1宏观含义：温度是表示物体的冷热程度宏观含义：温度是表示物体的冷热程度2 2微观含义即从分子动实际的观念看：温微观含义即从分子动实际的观念看：温度是物体分子热运动的平均动能的标志，温度度是物体分子热运动的

3、平均动能的标志，温度越高，物体分子热运动的平均动能越大越高，物体分子热运动的平均动能越大温温 度度分子总动能从微观上看与分子的个数和平均动能有关分子总动能从宏观上看与物体的质量，摩尔质量和温度有关。分子平均速率分子平均速率分子的平均动能分子的平均动能 分子总动能分子总动能不同分子、不同质量的物体，只需处于同一不同分子、不同质量的物体，只需处于同一温度，那么它们的分子平均动能就一样；但温度，那么它们的分子平均动能就一样；但分子运动的平均速率不同分子运动的平均速率不同分子间存在相互的作用力分子间存在相互的作用力( (分子力：引力和斥力分子力：引力和斥力) )地面上的物体地面上的物体, ,由于由于与

4、地球相互作用与地球相互作用重力势能重力势能发生弹性形变的弹发生弹性形变的弹簧簧, , 相互作用相互作用弹性势能弹性势能分子间相互作用分子间相互作用分子势能分子势能分子势能分子势能: :分子间存在着相互作用力，因此分分子间存在着相互作用力，因此分子间所具有的由它们的相对位置所决议的能子间所具有的由它们的相对位置所决议的能. .地面上的物体地面上的物体, ,由于由于与地球相互作用与地球相互作用重力势能重力势能发生弹性形变的弹发生弹性形变的弹簧簧, , 相互作用相互作用弹性势能弹性势能分子间相互作用分子间相互作用分子势能分子势能弹性势能的弹性势能的变化与弹力变化与弹力做功有关做功有关重力势能的重力势

5、能的变化与重力变化与重力做功有关做功有关分子势能的分子势能的变化与分子变化与分子力做功有关力做功有关1 1分子势能：由于分子间存在相互作用力，并分子势能：由于分子间存在相互作用力，并由它们的相对位置决议的能叫做分子势能由它们的相对位置决议的能叫做分子势能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 分子力做正功时，分子势能减少，分子力做正功时，分子势能减少， 分子力做负功时，分子势能添加分子力做负功时，分子势能添加假设分子间间隔约为10-10m数量级时，分子的作用力的合力为零，此间隔为r0。 当分子间隔小于r0时，分子间的作用力表现为斥力，要减小分子间的间隔必需抑制斥力做

6、功，因此，分子势能随分子间间隔的减小而增大。 假设分子间间隔大于r0时，分子间的相互作用表现为引力，要增大分子间的间隔必需抑制引力做功，因此，分子势能随分子间的间隔增大而增大 结论：分子间间隔以r0为数值基准，r不论减小或增大，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 rr = r0EpEpEp最小分子力随分子间距的变化图分子力随分子间距的变化图结论：分子间间隔以结论：分子间间隔以r0r0为数值基准，为数值基准，r r不论减不论减小或增大，分子势能都增大。所以说，分子小或增大，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在平衡位置处是分子势能最低点 取分子间间隔是无

7、限远时分子势能为零值分子间间隔从无限远逐渐减少至分子间间隔从无限远逐渐减少至r0r0以前过程，分子间的以前过程，分子间的作用力表现为引力，而且间隔减少，分子引力做正功，分作用力表现为引力，而且间隔减少，分子引力做正功，分子势能不断减小，其数值将比零还小为负值。子势能不断减小，其数值将比零还小为负值。分子间间隔到达分子间间隔到达r0r0以后再减小，分子作用力表现为斥力，以后再减小，分子作用力表现为斥力，在分子间间隔减小过程中，抑制斥力做功，使分子势能增在分子间间隔减小过程中，抑制斥力做功，使分子势能增大。其数值将从负值逐渐变大至零，甚至为正值。大。其数值将从负值逐渐变大至零，甚至为正值。 取分子

8、间间隔是无限远时分子势能为零值取分子间间隔是无限远时分子势能为零值r3决议分子势能的要素决议分子势能的要素 1从宏观上看：分子势能跟物体的体积有关从宏观上看：分子势能跟物体的体积有关 2从微观上看：分子势能跟分子间间隔从微观上看：分子势能跟分子间间隔 r 有关有关 1、普通选取两分子间间隔很大、普通选取两分子间间隔很大 r10r0 时，分时，分子势能为零子势能为零 2、在、在rr0的条件下，分子力为引力，当两分子逐渐的条件下，分子力为引力，当两分子逐渐接近至接近至r0过程中，分子力做正功，分子势能减小过程中，分子力做正功，分子势能减小 3、在、在rr0的条件下，分子力为斥力，当两分子间间的条件

9、下，分子力为斥力，当两分子间间隔增大至隔增大至r0过程中，分子力也做正功，分子势能也减过程中，分子力也做正功，分子势能也减小小 当两分子间间隔当两分子间间隔rr0时，分子势能最小时，分子势能最小例题：例题：有甲、乙两种气体，假设甲气体内分子平有甲、乙两种气体，假设甲气体内分子平均速率比乙气体内平均速率大，那么均速率比乙气体内平均速率大，那么 A甲气体温度一定高于乙气体的温度甲气体温度一定高于乙气体的温度B甲气体温度一定低于乙气体的温度甲气体温度一定低于乙气体的温度C甲气体的温度能够高于也能够低于乙甲气体的温度能够高于也能够低于乙气体的温度气体的温度D甲气体的每个分子运动都比乙气体每甲气体的每个

10、分子运动都比乙气体每个分子运动的快个分子运动的快C例例2：质量一样的氢气和氧气，温度一样，以下：质量一样的氢气和氧气，温度一样，以下说法正确的选项是说法正确的选项是 A每个氧分子的动能都比每个氢分子的每个氧分子的动能都比每个氢分子的动能大动能大B每个氢分子的速率都比每个氧分子的速每个氢分子的速率都比每个氧分子的速率大率大C两种气体分子平均动能一定相等两种气体分子平均动能一定相等D两种气体分子的平均速率一定相等两种气体分子的平均速率一定相等C例例3：假设知分子势能增大，那么在这个过：假设知分子势能增大，那么在这个过程中程中 A一定抑制分子力做功一定抑制分子力做功 B分子力一定减小分子力一定减小

11、C分子间间隔的变化情况无法确定分子间间隔的变化情况无法确定 D以上说法都不正确以上说法都不正确A C三、物体的内能三、物体的内能1 1物体的内能：物体中一切分子做热运动的物体的内能：物体中一切分子做热运动的动 能 和 分 子 势 能 的 总 和 叫 做 物 体 的 内动 能 和 分 子 势 能 的 总 和 叫 做 物 体 的 内能也叫做物体的热力学能能也叫做物体的热力学能2 2任何物体都具有内能由于一切物体都是任何物体都具有内能由于一切物体都是由不停地做无规那么热运动并且相互作用由不停地做无规那么热运动并且相互作用着的分子所组成着的分子所组成3 3决议物体内能的要素决议物体内能的要素1 1从宏

12、观上看：物体内能的大小由物体从宏观上看：物体内能的大小由物体的摩尔数、温度和体积三个要素决议的摩尔数、温度和体积三个要素决议2 2从微观上看：物体内能的大小由组成从微观上看：物体内能的大小由组成物体的分子总数，分子热运动的平均动能物体的分子总数，分子热运动的平均动能和分子间的间隔三个要素决议和分子间的间隔三个要素决议1.决议能量的要素不同内能只与物体的决议能量的要素不同内能只与物体的温度和体积有关，而与整个物体的运动速温度和体积有关，而与整个物体的运动速度和物体的相对位置无关机械能只与物度和物体的相对位置无关机械能只与物体的运动速度和跟其他物体的相对位置有体的运动速度和跟其他物体的相对位置有关

13、，与物体的温度体积无关关，与物体的温度体积无关 2一个具有机械能的物体，同时也具有一个具有机械能的物体，同时也具有内能；一个具有内能的物体不一定具有机内能；一个具有内能的物体不一定具有机械能械能 四、物体的内能跟机械能的区别四、物体的内能跟机械能的区别 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、由分子间因有相互作用力而具有的、由它们相对位置决议的能量它们相对位置决议的能量 rr0时时,rP;0时时,rP

14、。0时，时，P最低最低P随物态的变化而变化随物态的变化而变化分 子分 子势 能势 能物体内一切分子的物体内一切分子的K 和和P 总和总和物体的内能与温度和体积有关物体的内能与温度和体积有关物体物体内能内能10Kg 500C 水分子的平均动能水分子的平均动能_1Kg 500C 水分子平均动能水分子平均动能10Kg 500C 水的内能水的内能_ 1Kg 500C 的水的内能的水的内能例例4：有两个分子，用：有两个分子，用r表示它们之间的间隔，表示它们之间的间隔，当当 r =r0时，两分子间的斥力和引力相等，使时，两分子间的斥力和引力相等，使两分子从相距很远处两分子从相距很远处r r0 逐渐接近，逐

15、渐接近，直至不能接近为止直至不能接近为止r r0 在整个过程中在整个过程中两分子间相互作用的势能两分子间相互作用的势能 A不断添加不断添加 B不断减小不断减小 C先添加后减小先添加后减小 D先减小后添加先减小后添加D小结：小结：1、物体的内能是组成物体的一切分子做热运、物体的内能是组成物体的一切分子做热运动的动能和分子势能的总和动的动能和分子势能的总和2、温度是物体分子热运动平均动能的标志、温度是物体分子热运动平均动能的标志3、决议物体内能的要素、决议物体内能的要素1从宏观上看：物体内能的大小由物体从宏观上看：物体内能的大小由物体的摩尔数、温度和体积的摩尔数、温度和体积 三个要素决议三个要素决

16、议 2从微观上看：物体内能的大小由组成从微观上看：物体内能的大小由组成物体的分子总数，分子热运动的平均动能和物体的分子总数，分子热运动的平均动能和分子间的间隔三个要素决议分子间的间隔三个要素决议 决议物体内能的要素决议物体内能的要素1从宏观上看：物体内能的大小由物体的从宏观上看：物体内能的大小由物体的摩尔数、温度和体积摩尔数、温度和体积 三个要素决议三个要素决议 2从微观上看：物体内能的大小由组成物从微观上看：物体内能的大小由组成物体的分子总数，分子热运动的平均动能和分子体的分子总数，分子热运动的平均动能和分子间的间隔三个要素决议间的间隔三个要素决议物体内能是可以被改动的！物体内能是可以被改动

17、的！经过什么途径可以改动物体内能？经过什么途径可以改动物体内能？一、做功一、做功外界对物体做功外界对物体做功外界耗费机械能外界耗费机械能内能转化为机械能内能转化为机械能物体对外做功物体对外做功外界获得机械能外界获得机械能机械能转化为内能机械能转化为内能本质本质: : 其它方式的能其它方式的能 内能内能转化转化二、热传送也可以改动物体的内能二、热传送也可以改动物体的内能外界传送给物体热量外界传送给物体热量物体的内能就添加物体的内能就添加 物体传送给外界热量物体传送给外界热量物体的内能就减少物体的内能就减少 本质本质: : 高温内能高温内能 ( (低温内能低温内能转移转移 内能是一个形状量，一个物

18、体在不同的形状内能是一个形状量，一个物体在不同的形状下有不同的内能下有不同的内能内能与热量的区别内能与热量的区别 热量是一个过程量，它表示由于热传送而引热量是一个过程量，它表示由于热传送而引起的变化过程中转移的能量，即内能的改动量。起的变化过程中转移的能量，即内能的改动量。 假设没有热传送，就没有热量可言，但此时假设没有热传送，就没有热量可言，但此时仍有内能！仍有内能！热传送时，内能的改动是用热量来量度的热传送时，内能的改动是用热量来量度的1 1、以下说法中正确的选项是、以下说法中正确的选项是: :A A、做功和热传送是改动物体内能的两种不同的物、做功和热传送是改动物体内能的两种不同的物理过程理过程B B、做功和热传送在改动物体内能上是等效的，因、做功和热传送在改动