2018－2019学年高中物理第一章分子动理论第五节物体的内能讲义（含解析）粤教版选修3_3.doc

1、- 1 -物体的内能1分子由于热运动而具有动能，因分子热运动的无规则性，研究热现象时，我们研究的是物体内所有分子动能的平均值，这个动能叫做分子的平均动能，它的标志是温度。2分子势能和重力势能类似，它是由分子力和分子间的相对位置所决定的势能，它与分子间距离的变化规律可用分子力做功来恒量，分子力做正功，分子势能减少，分子力做负功，分子势能增加，且分子力做功的数值等于分子势能的变化量。3物体的内能包括物体中所有分子的动能和势能，它从宏观上决定于物质的量、温度、体积，同时受物态变化的影响。4气体分子间距离大约为分子直径的 10 倍，分子间的作用力十分微弱，当气体分子间距离变化时，分子力所做的功非常小，

2、因此，分子势能的变化可以忽略。5一般情况下，人们把气体分子看作没有相互作用的质点，这种气体的简化模型称为理想气体微观模型，因此，它的内能只取决于物质的量和温度这两个宏观量。分子动能和分子势能1.分子的动能(1)定义：分子由于热运动而具有的动能。(2)分子的动能与温度的关系单个分子的动能由于分子运动的无规则性，在某时刻物体内部各个分子的动能大小不一，就是同一个分子，在不同时刻的动能也是不同的，所以单个分子的动能没有意义。分子的平均动能温度是分子平均动能的标志，这是温度的微观意义，在相同温度下，各种物质分子的平- 2 -均动能都相同，由于不同物质分子的质量不一定相同，因此相同温度时不同物质分子的平

3、均速率不一定相同。2分子势能(1)定义：分子间由分子力和分子间的相对位置决定的势能。(2)分子势能与分子间距离的关系分子势能的大小与分子间的距离有关，宏观上与物体的体积有关。分子势能的变化与分子间的距离发生变化时分子力做正功还是负功有关。当分子间的距离 rr0时，分子间的作用力表现为引力，分子间的距离增大时，分子力做负功，因此分子势能随分子间的距离增大而增大。当分子间的距离 rr0时， r 越小，则分子势能 Ep越大C当 r r0时，分子势能最小D当 r时，分子势能最小解析：选 AC 由当分子间的距离 r0 为斥力， F0 为引力。 a、 b、 c、 d 为 x 轴上四个特定的位置。现把乙分子

4、从 a 处由静止释放，若规定无限远处分子势能为零，则：(1)乙分子在何处的势能最小？是正值还是负值？(2)乙分子的运动范围多大？(3)在乙分子运动的哪个范围内分子力和分子势能随距离的减小都增加？解析：(1)由于乙分子由静止开始，在 ac 间一直受到甲分子的引力而做加速运动，引力做正功，分子势能一直在减小，到达 c 点时所受分子力为零，加速度为零，速度最大，动能最大，分子势能最小(为负值)。(2)由于惯性，到达 c 点后乙分子继续向甲分子靠近，由于分子力为斥力，故乙分子做减速运动，直到速度为零，设到达 d 点后返回，故乙分子运动范围在 ad 之间。(3)在分子力表现为斥力的那一段 cd 上，随分子间距的减小，乙分子克服斥力做功，分子力、分子势能随间距的减小一直增加。答案：见解析- 10 -