人教版選修3－3 內(nèi)能 第1課時(shí) 學(xué)案.docVIP

5內(nèi)能學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志.2.明確分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系.3.理解內(nèi)能的概念及其決定因素一、分子動(dòng)能1分子動(dòng)能：由于分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)而具有的能量2分子的平均動(dòng)能所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能的平均值3溫度是物體分子平均動(dòng)能大小的唯一標(biāo)志二、分子勢(shì)能1分子勢(shì)能：由分子間的相對(duì)位置決定的能2決定因素(1)宏觀上：分子勢(shì)能的大小與物體的體積有關(guān)(2)微觀上：分子勢(shì)能與分子之間的距離有關(guān)三、內(nèi)能1內(nèi)能：物體中所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和2普遍性：組成任何物體的分子都在做著無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)，所以任何物體都具有內(nèi)能3相關(guān)因素(1)物體所含的分子總數(shù)由物質(zhì)的量決定(2)分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能由溫度決定(3)分子勢(shì)能與物體的體積有關(guān)故物體的內(nèi)能由物質(zhì)的量、溫度、體積共同決定，同時(shí)受物態(tài)變化的影響即學(xué)即用1判斷下列說(shuō)法的正誤(1)溫度反映了每個(gè)分子熱運(yùn)動(dòng)的劇熱程度()(2)溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志()(3)溫度升高時(shí)物體的每個(gè)分子的動(dòng)能都將增大()(4)分子的勢(shì)能是由分子間相對(duì)位置決定的能量，隨分子間距的變化而變化()(5)溫度高的物體內(nèi)能大()2(1)1千克10的水比10千克2的鐵的分子的平均動(dòng)能_(2)質(zhì)量和體積一定的同種氣體，溫度高時(shí)氣體的內(nèi)能_答案(1)大(2)大一、分子動(dòng)能導(dǎo)學(xué)探究(1)為什么研究分子動(dòng)能的時(shí)候主要關(guān)心大量分子的平均動(dòng)能？(2)物體溫度升高時(shí)，物體內(nèi)每個(gè)分子的動(dòng)能都增大嗎？(3)物體運(yùn)動(dòng)的速度越大，其分子的平均動(dòng)能也越大嗎？答案(1)分子動(dòng)能是指單個(gè)分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，但分子是無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的，因此各個(gè)分子的動(dòng)能以及一個(gè)分子在不同時(shí)刻的動(dòng)能都不盡相同，所以研究單個(gè)分子的動(dòng)能沒(méi)有意義，我們主要關(guān)心的是大量分子的平均動(dòng)能(2)溫度是大量分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的集體表現(xiàn)，含有統(tǒng)計(jì)的意義，對(duì)于個(gè)別分子，溫度是沒(méi)有意義的所以物體溫度升高時(shí)，個(gè)別分子的動(dòng)能可能減小，也可能不變(3)不是分子的平均動(dòng)能與宏觀物體運(yùn)動(dòng)的速度無(wú)關(guān)知識(shí)深化1單個(gè)分子的動(dòng)能由于分子運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性，在某時(shí)刻物體內(nèi)部各個(gè)分子的動(dòng)能大小不一，就是同一個(gè)分子，在不同時(shí)刻的動(dòng)能也可能是不同的，所以單個(gè)分子的動(dòng)能沒(méi)有意義2分子的平均動(dòng)能(1)溫度是大量分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的宏觀表現(xiàn)，具有統(tǒng)計(jì)意義溫度升高，分子的平均動(dòng)能增大，但不是每個(gè)分子的動(dòng)能都增大，個(gè)別分子的動(dòng)能可能減小或不變，但總體上所有分子的動(dòng)能之和一定是增加的(2)由于不同物質(zhì)的分子質(zhì)量一般不同，所以同一溫度下，不同物質(zhì)的分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能相同，但平均速率一般不同特別提醒分子的平均動(dòng)能與宏觀上物體的運(yùn)動(dòng)速度無(wú)關(guān)例1下列關(guān)于物體的溫度與分子動(dòng)能的關(guān)系，正確的說(shuō)法是()a某物體的溫度是0，說(shuō)明物體中分子的平均動(dòng)能為零b物體溫度升高時(shí)，每個(gè)分子的動(dòng)能都增大c物體溫度升高時(shí)，分子平均動(dòng)能增大d物體的運(yùn)動(dòng)速度越大，則物體的溫度越高答案c解析某種氣體溫度是0，物體中分子的平均動(dòng)能并不為零，因?yàn)榉肿釉谟啦煌Ｏ⒌剡\(yùn)動(dòng)，a錯(cuò)；當(dāng)溫度升高時(shí)，分子運(yùn)動(dòng)加劇，平均動(dòng)能增大，但并不是所有分子的動(dòng)能都增大，b錯(cuò)，c對(duì)；物體的運(yùn)動(dòng)速度越大，物體的動(dòng)能越大，這并不能代表物體內(nèi)部分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，所以物體的溫度不一定高，d錯(cuò)1雖然溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，但是零度(0)時(shí)物體中分子的平均動(dòng)能卻不為零2物體內(nèi)分子做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的速度和物體做機(jī)械運(yùn)動(dòng)的速度是完全不同的兩個(gè)概念二、分子勢(shì)能導(dǎo)學(xué)探究(1)功是能量轉(zhuǎn)化的量度，分子力做功對(duì)應(yīng)什么形式的能量變化呢？(2)若分子力表現(xiàn)為引力，分子間距離增大時(shí)，分子力做什么功？分子勢(shì)能如何變化？分子間距離減小時(shí)，分子力做什么功？分子勢(shì)能如何變化？(3)若分子力表現(xiàn)為斥力，分子力做功情況以及分子勢(shì)能的變化情況又如何呢？答案(1)分子力做功對(duì)應(yīng)分子勢(shì)能的變化(2)負(fù)功分子勢(shì)能增加正功分子勢(shì)能減小(3)分子間距離增大時(shí)，分子力做正功，分子勢(shì)能減小；分子間距離減小時(shí)，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增大知識(shí)深化1分子力、分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系分子間距離rr0rr0，r增大rr0，r減小分子力等于零表現(xiàn)為引力表現(xiàn)為斥力分子力做功分子力做負(fù)功分子力做負(fù)功分子勢(shì)能最小隨分子間距離的增大而增大隨分子間距離的減小而增大分子勢(shì)能與分子間的距離的關(guān)系圖象如圖1所示圖12分子勢(shì)能的特點(diǎn)由分子間的相對(duì)位置決定，隨分子間距離的變化而變化分子勢(shì)能是標(biāo)量，正、負(fù)表示的是大小，具體的值與零勢(shì)能點(diǎn)的選取有關(guān)3分子勢(shì)能的影響因素(1)宏觀上：分子勢(shì)能跟物體的體積有關(guān)(2)微觀上：分子勢(shì)能跟分子間距離r有關(guān)，分子勢(shì)能與r的關(guān)系不是單調(diào)變化的例2(多選)兩個(gè)相距較遠(yuǎn)的分子僅在分子力作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，直至不能再靠近在此過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()a分子力先增大，后一直減小b分子力先做正功，后做負(fù)功c分子動(dòng)能先增大，后減小d分子勢(shì)能先增大，后減小e分子勢(shì)能和分子動(dòng)能之和不變答案bce解析由分子動(dòng)理論的知識(shí)，當(dāng)兩個(gè)分子從相距較遠(yuǎn)的位置相互靠近，直至不能再靠近的過(guò)程中，分子力先是表現(xiàn)為引力且先增大后減小，之后表現(xiàn)為分子斥力，一直增大，所以a錯(cuò)誤；分子引力先做正功，然后分子斥力做負(fù)功，分子勢(shì)能先減小再增大，分子動(dòng)能先增大后減小，所以b、c正確，d錯(cuò)誤；因?yàn)橹挥蟹肿恿ψ龉?，所以分子?shì)能和分子動(dòng)能的總和保持不變，所以e正確1分子勢(shì)能的變化情況只與分子力做功相聯(lián)系分子力做正功，分子勢(shì)能減??；分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增大分子力做功的大小等于分子勢(shì)能變化量的大小2討論分子勢(shì)能變化時(shí)，絕不能簡(jiǎn)單地由物體體積的增大、減小得出結(jié)論導(dǎo)致分子勢(shì)能變化的原因是分子力做功例3(多選)兩分子間的斥力和引力的合力f與分子間距離r的關(guān)系如圖2中曲線所示，曲線與r軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為r0.相距很遠(yuǎn)的兩分子在分子力作用下，由靜止開(kāi)始相互接近若兩分子相距無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)分子勢(shì)能為零，下列說(shuō)法正確的是()圖2a在rr0階段，f做正功，分子動(dòng)能增加，勢(shì)能減小b在rr0階段，當(dāng)r減小時(shí)f做正功，分子勢(shì)能減小，分子動(dòng)能增加，故選項(xiàng)a正確；在rr0階段，當(dāng)r減小時(shí)f做負(fù)功，分子勢(shì)能增加，分子動(dòng)能減小，故選項(xiàng)b錯(cuò)誤；在rr0時(shí)，分子勢(shì)能最小，動(dòng)能最大，故選項(xiàng)c正確；在rr0時(shí)，分子勢(shì)能最小，但不為零，故選項(xiàng)d錯(cuò)誤分子勢(shì)能圖象問(wèn)題的解題技巧1要明確分子勢(shì)能、分子力與分子間的距離關(guān)系圖象中拐點(diǎn)的不同意義分子勢(shì)能圖象的最低點(diǎn)(最小值)對(duì)應(yīng)的距離是分子平衡距離r0，分子力圖象與r軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)表示平衡距離r0.2要把圖象上的信息轉(zhuǎn)化為分子間的距離，再求解其他問(wèn)題三、內(nèi)能導(dǎo)學(xué)探究(1)結(jié)合影響分子動(dòng)能和分子勢(shì)能的因素，從微觀和宏觀角度討論影響內(nèi)能的因素有哪些？(2)物體的內(nèi)能隨機(jī)械能的變化而變化嗎？?jī)?nèi)能可以為零嗎？答案(1)微觀上：物體的內(nèi)能取決于物體所含分子的總數(shù)、分子的平均動(dòng)能和分子間的距離宏觀上：物體的內(nèi)能取決于物體所含物質(zhì)的量、溫度和體積及物態(tài)(2)物體的機(jī)械能變化時(shí)其溫度和體積不一定變化，因此其內(nèi)能不一定變化，兩者之間沒(méi)有必然聯(lián)系組成物體的分子在做永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，因此物體的內(nèi)能不可能為零知識(shí)深化1內(nèi)能的決定因素(1)宏觀因素：物體內(nèi)能的大小由物質(zhì)的量、溫度和體積三個(gè)因素決定，同時(shí)也受物態(tài)變化的影響(2)微觀因素：物體內(nèi)能的大小由物體所含的分子總數(shù)、分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能和分子間的距離三個(gè)因素決定2溫度、內(nèi)能和熱量的比較(1)溫度宏觀上表示物體的冷熱程度，是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志(2)內(nèi)能是物體中所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和(3)熱量指在熱傳遞過(guò)程中，物體吸收或放出熱的多少，等于物體內(nèi)能的變化量3內(nèi)能和機(jī)械能的區(qū)別與聯(lián)系內(nèi)能機(jī)械能對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)形式微觀分子熱運(yùn)動(dòng)宏觀物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)常見(jiàn)的能量形式分子動(dòng)能、分子勢(shì)能物體動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能影響因素物質(zhì)的量、物體的溫度、體積及物態(tài)物體的質(zhì)量、機(jī)械運(yùn)動(dòng)的速度、相對(duì)于零勢(shì)能面的高度、彈性形變量大小永遠(yuǎn)不等于零一定條件下可以等于零聯(lián)系在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化4.物態(tài)變化對(duì)內(nèi)能的影響一些物質(zhì)在物態(tài)發(fā)生變化時(shí)，如冰的熔化、水在沸騰時(shí)變?yōu)樗魵?，溫度不變，此過(guò)程中分子的平均動(dòng)能不變，由于分子間的距離變化，分子勢(shì)能變化，所以物體的內(nèi)能變化例4下列說(shuō)法正確的是()a鐵塊熔化成鐵水的過(guò)程中，溫度不變，內(nèi)能也不變b物體運(yùn)動(dòng)的速度增大，則物體中分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大，物體的內(nèi)能增大ca、b兩物體接觸時(shí)有熱量從物體a傳到物體b，這說(shuō)明物體a的內(nèi)能大于物體b的內(nèi)能da、b兩物體的溫度相同時(shí)，a、b兩物體的內(nèi)能可能不同，分子的平均速率也可能不同答案d解析溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，內(nèi)能是所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和，故溫度不變時(shí)，內(nèi)能可能變化，a項(xiàng)錯(cuò)誤；兩物體溫度相同，內(nèi)能可能不同，分子的平均動(dòng)能相同，但分子的平均速率可能不同，故d項(xiàng)正確；最易出錯(cuò)的是認(rèn)為有熱量從a傳到b，a的內(nèi)能肯定大，其實(shí)有熱量從a傳到b，只說(shuō)明a的溫度高，內(nèi)能大小還要看它們的總分子數(shù)和分子勢(shì)能這些因素，故c項(xiàng)錯(cuò)誤；機(jī)械運(yùn)動(dòng)的速度與分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能無(wú)關(guān)，故b項(xiàng)錯(cuò)誤比較物體內(nèi)能的大小和判斷內(nèi)能改變的方法具體比較和判斷時(shí)，必須抓住物體內(nèi)能的大小與分子總數(shù)、溫度、物體的體積及物態(tài)等因素有關(guān)，結(jié)合能量守恒定律，綜合進(jìn)行分析(1)當(dāng)物體質(zhì)量m一定時(shí)(相同物質(zhì)的摩爾質(zhì)量m相等)，物體所含分子數(shù)n就一定(2)當(dāng)物體溫度一定時(shí)，物體內(nèi)部分子的平均動(dòng)能就一定(3)當(dāng)物體的體積不變時(shí)，物體內(nèi)部分子間的相對(duì)位置就不變，分子勢(shì)能也不變(4)當(dāng)物體發(fā)生物態(tài)變化時(shí)，要吸收或放出熱量，使物體的溫度或體積發(fā)生改變，物體的內(nèi)能也隨之變化.1.(分子動(dòng)能)下列有關(guān)“溫度”的概念的說(shuō)法中正確的是()a溫度反映了每個(gè)分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度b溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志c一定質(zhì)量的某種物質(zhì)，內(nèi)能增加，溫度一定升高d溫度升高時(shí)物體的每個(gè)分子的動(dòng)能都將增大答案b解析溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，而對(duì)某個(gè)確定的分子來(lái)說(shuō)，其熱運(yùn)動(dòng)的情況無(wú)法確定，不能由溫度反映，故a、d錯(cuò)，b對(duì)；溫度不升高而僅使分子的勢(shì)能增加，也可以使物體內(nèi)能增加，冰熔化為同溫度的水就是一個(gè)例證，故c錯(cuò)2(分子勢(shì)能)下列關(guān)于分子力和分子勢(shì)能的說(shuō)法正確的是()a當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子力和分子勢(shì)能總是隨分子間距離的增大而增大b當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子力和分子勢(shì)能總是隨分子間距離的增大而減小c當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子力和分子勢(shì)能總是隨分子間距離的減小而增大d當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子力和分子勢(shì)能總是隨分子間距離的減小而減小答案c解析當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子間距離增大，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增大，所以a、b錯(cuò)誤；當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子間距離減小，分子力增大，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增大，所以c正確，d錯(cuò)誤3(分子力和分子勢(shì)能)下列四幅圖中，能正確反映分子間作用力f和分子勢(shì)能ep隨分子間距離r變化關(guān)系的圖線是()答案b解析當(dāng)rr0時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力