分子动能和分子势能+课件高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

问题

地面附近的物体所受的重力是G,由于重力做功具有跟路径无关的特点，所以存在重力势能。重力势能由地球和物体的相对位置决定。分子间的作用力做功是否也具有这一特点呢?

分子动能和分子势能分子动能

分子不停地做无规则运动，那么,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，所以各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，这里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。这个平均值叫作分子热运动的平均动能。分子动能

温度升高时，分子的热运动加剧，温度越高，分子热运动的平均动能越大。

温度越低，分子热运动的平均动能越小。因此可以得出结论：物体温度升高时，分子热运动的平均动能增加。

这样，分子动理论使我们懂得了温度的微观含义。分子动能1.分子平均动能：分子动能的平均值

决定因素：温度是分子平均动能的唯一标志2.分子总动能：平均动能×分子数决定因素：温度和物质的量

两个物体只要温度相同，它们分子的平均动能就相同。但其单个分子的动能不一定相同。

物质种类不同的物体，如果温度相同，它们分子的平均速率不同，因为分子质量不同分子势能

思考与讨论

分子势能的大小由分子间的相对位置决定，这说明分子势能Ep与分子间距离r是有关系的。那么,它们之间存在怎样的一种关系呢?分子势能

分子间存在着相互作用力，可以证明分子间的作用力所做的功与路径无关，分子组成的系统具有分子势能。

如图1.4-1,设两个分子相距无穷远,我们可以规定它们的分子势能为0。让一个分子A不动，另一个分子B从无穷远处逐渐靠近A。在这个过程中，分子间的作用力(图1.4-2甲)做功，分子势能的大小发生改变。分子势能

当分子B向分子A靠近，分子间距离r大于r₀时，分子间的作用力表现为引力，力的方向与分子的位移方向相同，分子间的作用力做正功，分子势能减小。

当分子间距离r减小到r₀时，分子间的作用力为0,分子势能减到最小。越过平衡位置r₀后，分子B继续向分子A靠近，分子间的作用力表现为斥力，力的方向与分子的位移方向相反，分子间的作用力做负功，分子势能增大。分子势能分子势能

可见，分子势能的大小是由分子间的相对位置决定的。由以上分析可知，如果选定分子间距离r为无穷远时的分子势能Ep为0,则分子势能Ep随分子间距离r变化的情况如图1.4-2乙所示。分子势能E,随分子间距离r的变化有最小值，即当r=r₀时，分子势能最小。物体的体积变化时，分子间距离将发生变化，因而分子势能随之改变。可见，分子势能与物体的体积有关。分子势能

分子势能大小由分子间的相对位置决定

宏观上与物体的体积有关。

注：分子势能为零和分子势能最小含义不同，前者与选择零势能点有关，而后者位置确定在当r=r₀处。

物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和，叫作物体的内能(internalenergy)。任何

物体都具有内能。分子热运动的平均动能与温度有关，分子势能与物体的体积有关。一般说来，物体的温度和体积变化时它的内能都会随之改变。物体的内能

决定物体内能的因素宏观：

物体物质的量、温度、体积微观：分子总数，分子平均速率、分子间距物体的内能

思考与讨论物体下落的时候，物体中的分子在做无规则热运动的同时还共同参与竖直向下的落体运动。再如，地面上滚动的足球，球内的气体分子在做无规则热运动的同时，还共同参与水平地面上的运动。当足球静止在地面上时(图1.4-3),其中的气体分子是否还具有能量呢?图1.4-3物体的内能应当指出，组成物体的分子在做无规则的热运动，具有热运动的动能，它是内能的一部分；同时物体还可能做整体的运动，因此，还会具有动能，这是机械能的一部分。后者是由物体的机械运动决定的，它对物体的内能没有贡献。物体一定具有内能，不一定具有机械能练习与应用1.在一个密闭容器内有一滴15℃的水，过一段时间后，水滴蒸发变成了水蒸气，