人教版高中物理选修3-3 5　内能“黄冈赛”一等奖

5内能一、分子的动能温度1．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．2．平均动能：物体里所有分子动能的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我们看到，温度升高时分子的运动加剧，因此得出结论：一种物质温度升高时分子热运动的平均动能增加。注意：1．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．所以分子热运动的平均速率也不一定相同．2．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，各个分子的动能不尽相同．温度升高，某一个分子的动能可能会减小，但大量分子平均动能一定会增加。３．温度的微观意义（即从分子动理论的观点来看）：温度是物体分子热运动的平均动能的标志，温度越高，物体分子热运动的平均动能越大．例题1：有甲、乙两种气体，如果甲气体内分子平均速率比乙气体内平均速率大，则（）

A．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

C．甲气体的温度可能高于也可能低于乙气体的温度

D．甲气体的每个分子运动都比乙气体每个分子运动的快解析：A认为气体分子平均速率大，温度就高，这是对气体温度的微观本质的错误认识，气体温度是气体分子平均动能的标志，而分子的平均动能不仅与分子的平均速率有关，还与分子的质量有关．本题涉及两种不同气体（即分子质量不同），它们的分子质量无法比较．因而无法比较两种气体温度的高低．故A、B错，C正确，速率的平均值大，并不一定每个分子速率都大，故D错．所以，正确选项是C．二、分子势能1．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定的能叫做分子势能．2．分子力做功跟分子势能变化的关系（类同于重力做功与重力势能变化的关系）分子力做正功时，分子势能减少，分子力做负功时，分子势能增加．3．决定分子势能的因素（1）从宏观上看：分子势能跟物体的体积有关．（2）从微观上看：分子势能跟分子间距离r有关．a：一般选取两分子间距离很大（r＞10r0

）时，分子势能为零．b：在r＞r0时，分子力表现为引力，当两分子逐渐靠近至r0过程中，分子力做正功，分子势能减小．

c：在r＜r0时，分子力表现为斥力，当两分子间距离增大至r0过程中，分子力也做正功，分子势能也减小．

d：当两分子间距离r＝r0时，分子势能最小．

如图所示：例题2：两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近．在此过程中，下列说法正确的是(

)A．分子力先增大，后一直减小B．分子力先做正功，后做负功C．分子动能先增大，后减小D．分子势能和分子动能之和不变解析两分子从相距较远处仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近的过程中，分子力先表现为分子引力后表现为分子斥力，分子间距离r>r0时，随着距离r的减小，分子力先增大后减小，分子间距离r<r0时，分子力一直增大至最大，故选项A错；在两分子靠近的过程中，分子引力做正功、分子斥力做负功，分子势能先减小后增大，分子动能先增大后减小，所以选项BC正确；分子仅在分子力作用下运动，只有分子力做功，分子势能和分子动能之和不变，选项D正确．答案BCD三、物体的内能1．定义：物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和。2．普遍性：组成任何物体的分子都在做无规则运动，所以任何物体都具有内能。3．相关因素：（1）物体所含的分子总数由物质的量决定。（2）分子热运动的平均动能由温度决定。（3）分子势能与物体的体积有关，故物体的内能由物质的量、温度、体积共同决定，同时受物态变化的影响。例题3．关于物体的内能，下列说法中正确的是(

)A．机械能可以为零，但内能永远不为零B．温度相同、质量相同的物体具有相同的内能C．温度越高，物体的内能越大D．0℃的冰的内能与等质量的0℃的水的内能相等解析机械能是宏观能量，当物体的动能和势能均为零时，机械能就为零；而物体内的分子在永不停息地做无规则运动，且存在相互作用力，所以物体的内能永不为零，A项对；物体的内能与物质的量、温度和体积有关，B、C、D三项错误，故选A.答案A四.内能与机械能的比较能量名称比较项目内能机械能对应的运动形式微观分子热运动宏观物体机械运动能量常见的形式分子动能、分子势能物体的动能、重力势能或弹性势能能量存在的原因由物体内大量分子的无规则热运动和分子间相对位置决定由物体做机械运动、与地球相对位置或物体形变决定影响因素物质的量、物体的温度和体积