人教物理選修內(nèi)能PPT課件

1、分子運(yùn)動(dòng)分子運(yùn)動(dòng)分子平均動(dòng)能分子平均動(dòng)能分子運(yùn)動(dòng)無(wú)規(guī)則分子運(yùn)動(dòng)無(wú)規(guī)則存在分子動(dòng)能存在分子動(dòng)能一、分子的動(dòng)能一、分子的動(dòng)能分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)而具有的能量動(dòng)而具有的能量物體里所有分子動(dòng)能的平均值物體里所有分子動(dòng)能的平均值 大量分子的運(yùn)動(dòng)速率不盡相同，動(dòng)能也有大有小，而大量分子的運(yùn)動(dòng)速率不盡相同，動(dòng)能也有大有小，而且在不斷改變，在研究熱現(xiàn)象時(shí)，有意義的不是單個(gè)分且在不斷改變，在研究熱現(xiàn)象時(shí)，有意義的不是單個(gè)分子的動(dòng)能，而是大量分子動(dòng)能的平均值。子的動(dòng)能，而是大量分子動(dòng)能的平均值。第1頁(yè)/共22頁(yè)溫度溫度宏觀含義：溫度是表示物體的冷熱程度宏觀含義：溫度是表示物體的冷熱程度微觀含義（從分子動(dòng)

2、理論的觀點(diǎn)來(lái)看）：溫度是物體微觀含義（從分子動(dòng)理論的觀點(diǎn)來(lái)看）：溫度是物體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度越高，物體分子分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度越高，物體分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能越大熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能越大第2頁(yè)/共22頁(yè)需要注意：需要注意：1同一溫度下，不同物質(zhì)分子的平均動(dòng)同一溫度下，不同物質(zhì)分子的平均動(dòng)能都相同但由于不同物質(zhì)的分子質(zhì)量不能都相同但由于不同物質(zhì)的分子質(zhì)量不一定相同所以分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率也一定相同所以分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率也不一定相同不一定相同2溫度反映的是大量分子平均動(dòng)能的大溫度反映的是大量分子平均動(dòng)能的大小，不能反映個(gè)別分子的動(dòng)能大小，同一小，不能反映個(gè)別分子的動(dòng)能大小，同一溫

3、度下，各個(gè)分子的動(dòng)能不盡相同溫度下，各個(gè)分子的動(dòng)能不盡相同第3頁(yè)/共22頁(yè) 1.分子勢(shì)能：分子勢(shì)能：分子間存在著相互作用力，因此分子間分子間存在著相互作用力，因此分子間所具有的由它們的相對(duì)位置所決定的能。所具有的由它們的相對(duì)位置所決定的能。二二. .分子的勢(shì)能分子的勢(shì)能地面上的物體地面上的物體, ,由于與地球相互作用由于與地球相互作用重力勢(shì)能重力勢(shì)能發(fā)生彈性形變的彈簧發(fā)生彈性形變的彈簧, , 相互作用相互作用彈性勢(shì)能彈性勢(shì)能分子間相互作用分子間相互作用分子勢(shì)能分子勢(shì)能2.2.分子力做功跟分子勢(shì)能變化的關(guān)系分子力做功跟分子勢(shì)能變化的關(guān)系 分子力做正功時(shí)，分子勢(shì)能減少，分子力做分子力做正功時(shí)，分子

4、勢(shì)能減少，分子力做負(fù)功時(shí)，分子勢(shì)能增加。負(fù)功時(shí)，分子勢(shì)能增加。第4頁(yè)/共22頁(yè)如果分子間距離約為如果分子間距離約為1010-10-10mm數(shù)量級(jí)時(shí)，數(shù)量級(jí)時(shí)，分子的作用力的合力為零，此距離為分子的作用力的合力為零，此距離為r r0 0。 如果分子間距離大于如果分子間距離大于r r0 0時(shí)，分時(shí)，分子間的相互作用表現(xiàn)為引力，子間的相互作用表現(xiàn)為引力，要增大分子間的距離必須克服要增大分子間的距離必須克服引力做功，因此，引力做功，因此，分子勢(shì)能隨分子勢(shì)能隨分子間的距離增大而增大分子間的距離增大而增大 當(dāng)分子距離小于當(dāng)分子距離小于r r0 0時(shí)，分子間的作用力表時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力，要減小分子

5、間的距離必須克服現(xiàn)為斥力，要減小分子間的距離必須克服斥力做功，因此，斥力做功，因此，分子勢(shì)能隨分子間距離分子勢(shì)能隨分子間距離的減小而增大。的減小而增大。 第5頁(yè)/共22頁(yè)結(jié)論結(jié)論：分子間距離以：分子間距離以r r0 0為數(shù)值基準(zhǔn)，為數(shù)值基準(zhǔn)，r r不論減小或不論減小或增大，分子勢(shì)能都增大。所以說(shuō)，分子在平衡位增大，分子勢(shì)能都增大。所以說(shuō)，分子在平衡位置處是分子勢(shì)能最低點(diǎn)置處是分子勢(shì)能最低點(diǎn) rr=r0EpEpEp最小第6頁(yè)/共22頁(yè)在在r rr r0 0的條件下，分子力為引力，當(dāng)分子逐漸靠近的條件下，分子力為引力，當(dāng)分子逐漸靠近至至r r0 0過(guò)程中，分子力做正功，分子勢(shì)能減小，其數(shù)值過(guò)程中，

6、分子力做正功，分子勢(shì)能減小，其數(shù)值將比零還小為負(fù)值。將比零還小為負(fù)值。在在r rr r0 0的條件下，分子力為斥力，分子間距離從的條件下，分子力為斥力，分子間距離從r r0 0再減小，分子力做負(fù)功，使分子勢(shì)能增大。其數(shù)值將再減小，分子力做負(fù)功，使分子勢(shì)能增大。其數(shù)值將從負(fù)值逐漸變大至零，甚至為正值。從負(fù)值逐漸變大至零，甚至為正值。 當(dāng)兩分子間距離當(dāng)兩分子間距離r rr r0 0時(shí)，分子勢(shì)能最小。時(shí)，分子勢(shì)能最小。第7頁(yè)/共22頁(yè)第8頁(yè)/共22頁(yè)3 3決定分子勢(shì)能的因素決定分子勢(shì)能的因素（1 1）從宏觀上看：分子勢(shì)能跟物體的體積有關(guān)）從宏觀上看：分子勢(shì)能跟物體的體積有關(guān)（2 2）從微觀上看：分子

7、勢(shì)能跟分子間距離）從微觀上看：分子勢(shì)能跟分子間距離r r有關(guān)有關(guān) 注：一般選取兩分子間距離很大（注：一般選取兩分子間距離很大（ r r1010r r0 0 ）時(shí)，分）時(shí)，分子勢(shì)能為零子勢(shì)能為零第9頁(yè)/共22頁(yè)三、物體的內(nèi)能三、物體的內(nèi)能1 1物體的內(nèi)能：物體中所有分子做熱運(yùn)動(dòng)的物體的內(nèi)能：物體中所有分子做熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和叫做物體的內(nèi)能也動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和叫做物體的內(nèi)能也叫做物體的熱力學(xué)能叫做物體的熱力學(xué)能2 2任何物體都具有內(nèi)能因?yàn)橐磺形矬w都是任何物體都具有內(nèi)能因?yàn)橐磺形矬w都是由不停地做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)并且相互作用著的由不停地做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)并且相互作用著的分子所組成分子所組成第10頁(yè)

8、/共22頁(yè)3 3決定物體內(nèi)能的因素決定物體內(nèi)能的因素（1 1）從宏觀上看：物體內(nèi)能的大小由物體的摩爾）從宏觀上看：物體內(nèi)能的大小由物體的摩爾數(shù)、溫度和體積三個(gè)因素決定數(shù)、溫度和體積三個(gè)因素決定（2 2）從微觀上看：物體內(nèi)能的大小由組成物體的）從微觀上看：物體內(nèi)能的大小由組成物體的分子總數(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。離三個(gè)因素決定。pkpkEENEEE內(nèi)（決定于（決定于T T、V V、分子數(shù)、分子數(shù)N N）第11頁(yè)/共22頁(yè)四、物體的內(nèi)能跟機(jī)械能的區(qū)別四、物體的內(nèi)能跟機(jī)械能的區(qū)別 能量的形式不同，物體的內(nèi)能和物體的能量的形式不同，物

9、體的內(nèi)能和物體的機(jī)械能分別跟兩種不同的運(yùn)動(dòng)形式相對(duì)應(yīng)，機(jī)械能分別跟兩種不同的運(yùn)動(dòng)形式相對(duì)應(yīng)，內(nèi)能是由于組成物體的大量分子的熱運(yùn)動(dòng)及內(nèi)能是由于組成物體的大量分子的熱運(yùn)動(dòng)及分子間的相對(duì)位置而使物體具有的能；而機(jī)分子間的相對(duì)位置而使物體具有的能；而機(jī)械能是由于整個(gè)物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)及與其它物械能是由于整個(gè)物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)及與其它物體間相對(duì)位置而使物體具有的能。體間相對(duì)位置而使物體具有的能。 在熱現(xiàn)象研究中，一般不考慮物體的機(jī)在熱現(xiàn)象研究中，一般不考慮物體的機(jī)械能。械能。第12頁(yè)/共22頁(yè)例題:1 1、質(zhì)量相等的氫氣和氧氣、質(zhì)量相等的氫氣和氧氣, ,溫度相溫度相同同, ,不考慮分子間的勢(shì)能不考慮分子間的勢(shì)能

10、, ,則則:( ):( )A.A.氧氣的內(nèi)能較大氧氣的內(nèi)能較大; ; B.B.氫氣的內(nèi)能較大氫氣的內(nèi)能較大; ; C.C.兩者內(nèi)能相等兩者內(nèi)能相等; ;D.D.氫氣分子的平均動(dòng)能較大氫氣分子的平均動(dòng)能較大. .B第13頁(yè)/共22頁(yè)2 2、對(duì)于下列物體內(nèi)能的議論，正確的有、對(duì)于下列物體內(nèi)能的議論，正確的有 ( )( )A.0A.0C C的水比的水比.0 .0 C C的冰內(nèi)能大。的冰內(nèi)能大。B.B.物體運(yùn)動(dòng)的速度越大，則內(nèi)能越大。物體運(yùn)動(dòng)的速度越大，則內(nèi)能越大。C.C.水分子的內(nèi)能比冰分子的內(nèi)能大。水分子的內(nèi)能比冰分子的內(nèi)能大。D.100D.100克克.0 .0 C C的冰比的冰比100100克克

11、.0 .0 C C的水內(nèi)的水內(nèi)能小。能小。D 第14頁(yè)/共22頁(yè)3. 3.有甲、乙兩種氣體，如果甲氣體內(nèi)分子有甲、乙兩種氣體，如果甲氣體內(nèi)分子平均速率比乙氣體內(nèi)平均速率大，則平均速率比乙氣體內(nèi)平均速率大，則（ ）A A甲氣體溫度，一定高于乙氣體的溫度甲氣體溫度，一定高于乙氣體的溫度B B甲氣體溫度，一定低于乙氣體的溫度甲氣體溫度，一定低于乙氣體的溫度C C甲氣體的溫度可能高于也可能低于乙甲氣體的溫度可能高于也可能低于乙氣體的溫度氣體的溫度D D甲氣體的每個(gè)分子運(yùn)動(dòng)都比乙氣體每甲氣體的每個(gè)分子運(yùn)動(dòng)都比乙氣體每個(gè)分子運(yùn)動(dòng)的快個(gè)分子運(yùn)動(dòng)的快C 第15頁(yè)/共22頁(yè) A A認(rèn)為氣體分子平均速率大，溫度就

12、高，這是認(rèn)為氣體分子平均速率大，溫度就高，這是對(duì)氣體溫度的微觀本質(zhì)的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，氣體溫度對(duì)氣體溫度的微觀本質(zhì)的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，氣體溫度是氣體分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，而分子的平均動(dòng)是氣體分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，而分子的平均動(dòng)能不僅與分子的平均速率有關(guān)，還與分子的質(zhì)能不僅與分子的平均速率有關(guān)，還與分子的質(zhì)量有關(guān)量有關(guān) 本題涉及兩種不同氣體（即分子質(zhì)量不同），本題涉及兩種不同氣體（即分子質(zhì)量不同），它們的分子質(zhì)量無(wú)法比較因而無(wú)法比較兩種它們的分子質(zhì)量無(wú)法比較因而無(wú)法比較兩種氣體溫度的高低故氣體溫度的高低故A A、B B錯(cuò)，錯(cuò)，CC正確，速率的正確，速率的平均值大，并不一定每個(gè)分子速率都大，故平均值大，并不一定每個(gè)分

13、子速率都大，故D D錯(cuò)錯(cuò) 所以，正確選項(xiàng)是所以，正確選項(xiàng)是C C 第16頁(yè)/共22頁(yè)4. 4.有兩個(gè)分子，用有兩個(gè)分子，用r r表示它們之間的距離，當(dāng)表示它們之間的距離，當(dāng)r r =r=r0 0時(shí)，兩分子間的斥力和引力相等，使兩時(shí)，兩分子間的斥力和引力相等，使兩分子從相距很遠(yuǎn)處（分子從相距很遠(yuǎn)處（r rr r0 0 ）逐漸靠近，直）逐漸靠近，直至不能靠近為止（至不能靠近為止（r rr r0 0 ）在整個(gè)過(guò)程中）在整個(gè)過(guò)程中兩分子間相互作用的勢(shì)能（兩分子間相互作用的勢(shì)能（ ） A A一直增加一直增加 B B一直減小一直減小 C C先增加后減小先增加后減小 D D先減小后增加先減小后增加D第17頁(yè)

14、/共22頁(yè)5. 5.若已知分子勢(shì)能增大，則在這個(gè)若已知分子勢(shì)能增大，則在這個(gè)過(guò)程中（過(guò)程中（ ）A A一定克服分子力做功一定克服分子力做功B B分子力一定減小分子力一定減小C C分子間距離的變化情況無(wú)法確分子間距離的變化情況無(wú)法確定定D D以上說(shuō)法都不正確以上說(shuō)法都不正確A C第18頁(yè)/共22頁(yè)6.6.下列說(shuō)法正確的有（下列說(shuō)法正確的有（ ）A A某氣體的溫度是某氣體的溫度是 ，則該氣體中每一，則該氣體中每一個(gè)分子的溫度也是個(gè)分子的溫度也是 B B運(yùn)動(dòng)快的分子溫度較高，運(yùn)動(dòng)慢的分子溫運(yùn)動(dòng)快的分子溫度較高，運(yùn)動(dòng)慢的分子溫度較低度較低CC如果一摩爾物質(zhì)的內(nèi)能為如果一摩爾物質(zhì)的內(nèi)能為E E，則每個(gè)分子，則每個(gè)分子的內(nèi)能為的內(nèi)能為 E/NAE/NA（ NANA為阿伏伽德羅常數(shù)）為阿伏伽德羅常數(shù)）D D以上說(shuō)法均不對(duì)以上說(shuō)法均不對(duì)C0C0D第19頁(yè)/共22頁(yè)7. 7.一定質(zhì)量的一定質(zhì)量的 的冰熔解成的冰熔解成 的水，其的水，其總的分子動(dòng)能總的分子動(dòng)能E EK K ，分子勢(shì)能，分子勢(shì)能E EP P ，以及內(nèi)能，以及內(nèi)能E E的變化是（的變化是（ ）A A E EK K 、 E EP P 、E E均變大均變大B B E EK K 、 E EP P 、E E均變小均變小C C E EK K不變、不變、 E EP P 變大、變大、E E變大變大D D E EK K不