1、5内能,第七章分子动理论,学科素养与目标要求,1.知道温度是分子平均动能的标志. 2.明确分子势能与分子间距离的关系. 3.理解内能的概念及其决定因素. 4.了解内能和机械能的区别.,物理观念：,通过分析分子力做功情况，判断分子势能的变化情况，从而确定分子势能与分子间距离的关系.,科学思维：,自主预习,01,1.分子动能：由于分子永不停息地做 而具有的能量. 2.分子的平均动能 所有分子热运动动能的 . 3. 是物体分子热运动的平均动能大小的唯一标志.,分子动能,一,平均值,温度,无规则运动,1.分子势能：由分子间的 决定的能. 2.决定因素 (1)宏观上：分子势能的大小与物体的 有关. (2
2、)微观上：分子势能与分子之间的 有关.,分子势能,二,距离,体积,相互位置,1.内能：物体中 的热运动 与 的总和. 2.普遍性：组成任何物体的分子都在做着无规则的 ，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 决定. (2)分子热运动的平均动能由 决定. (3)分子势能与物体的 有关. 故物体的内能由 、 、 共同决定，同时受物态变化的影响.,内能,三,分子势能,动能,热运动,所有分子,物质的量,温度,体积,物质的量,温度,体积,1.判断下列说法的正误. (1)温度反映了每个分子热运动的剧烈程度.() (2)温度是分子平均动能的标志.() (3)分子的势能是由分子间相
3、互位置决定的能量，随分子间距的变化而变化.() (4)温度高的物体内能大.() 2.(1)1千克10 的水比10千克2 的铁的分子的平均动能_. (2)质量和体积一定的同种气体，温度高时气体的内能_.,即学即用,大,大,重点探究,02,(1)为什么研究分子动能的时候主要关心大量分子的平均动能？,导学探究,分子动能,一,答案分子动能是指单个分子热运动的动能，但分子是无规则运动的，因此各个分子的动能以及一个分子在不同时刻的动能都不尽相同，所以研究单个分子的动能没有意义，我们主要关心的是大量分子的平均动能.,(2)物体温度升高时，物体内每个分子的动能都增大吗？,答案温度是大量分子无规则热运动的集体表
4、现，含有统计的意义，对于个别分子，温度是没有意义的.所以物体温度升高时，个别分子的动能可能减小，也可能不变.,(3)物体运动的速度越大，其分子的平均动能也越大吗？,答案不是.分子的平均动能与宏观物体运动的速度无关.,1.单个分子的动能 (1)定义：组成物体的每个分子都在不停地运动，因此每个分子都具有动能. (2)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可能是不同的，所以单个分子的动能没有意义. 2.分子的平均动能 (1)定义：物体内所有分子的动能的平均值. (2)决定因素：温度是分子热运动的平均动能的标志.温度升高，分子的平均动能增大，
5、但不是每个分子的动能都增大，个别分子的动能可能减小或不变，但总体上所有分子的动能之和一定是增加的.,知识深化,3.物体内分子的总动能 物体内分子运动的总动能是指所有分子热运动的动能总和，它等于分子热运动的平均动能与分子数的乘积.物体内分子的总动能与物体的温度和所含分子总数有关.,例1(多选)当氢气和氧气的质量和温度都相同时，下列说法正确的是 A.两种气体分子的平均动能相等 B.氢气分子的平均速率大于氧气分子的平均速率 C.两种气体分子热运动的总动能相等 D.两种气体分子热运动的平均速率相等,解析因为温度是分子平均动能的标志，温度相同，则分子平均动能相同，故选项A正确. 因为氢气分子的质量小于氧
6、气分子的质量，而分子平均动能又相等，所以氢气分子的平均速率大，故选项D错误，B正确. 虽然气体质量和分子平均动能(温度)都相等，但由于气体摩尔质量不同，分子数目就不相等，故选项C错误.,总结提升,由于不同物质的分子质量一般不同，所以同一温度下，不同物质的分子热运动的平均动能相同，但平均速率一般不同.,分子势能,二,(1)功是能量转化的量度，分子力做功对应什么形式的能量变化呢？,导学探究,答案分子力做功对应分子势能的变化,(2)若分子力表现为引力，分子间距离增大时，分子力做什么功？分子势能如何变化？分子间距离减小时，分子力做什么功？分子势能如何变化？,答案负功分子势能增加正功分子势能减小,(3)
7、若分子力表现为斥力，分子力做功情况以及分子势能的变化情况又如何呢？,答案分子间距离增大时，分子力做正功，分子势能减小；分子间距离减小时，分子力做负功，分子势能增大.,1.分子力、分子势能与分子间距离的关系,知识深化,分子势能与分子间的距离的关系图象如图1所示.,图1,2.分子势能的特点 由分子间的相互位置决定，随分子间距离的变化而变化.分子势能是标量，正、负表示的是大小，具体的值与零势能点的选取有关. 3.分子势能的影响因素 (1)宏观上：分子势能跟物体的体积有关. (2)微观上：分子势能跟分子间距离r有关，分子势能与r的关系不是单调变化的.,例2A、B两分子的距离等于分子直径的10倍，若将B
8、分子向A分子靠近，直到不能再靠近的过程中，关于分子力做功及分子势能的变化说法正确的是 A.分子力始终对B做正功，分子势能不断减小 B.分子力先对B做正功，而后B克服分子力做功，分子势能先减小后增大 C.B分子先克服分子力做功，而后分子力对B做正功，分子势能先增大后减小 D.分子间的距离不断减小，所以分子势能不断增大,解析将B分子从距离等于分子直径10倍处向A分子靠近，分子力先表现为引力，引力做正功，分子势能减小，当r小于r0时，分子力表现为斥力，分子力又做负功，分子势能增加，B正确.,总结提升,1.分子势能的变化情况只与分子力做功相联系.分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增大.
9、分子力做功的大小等于分子势能变化量的大小. 2.讨论分子势能变化时，绝不能简单地由物体体积的增大、减小得出结论.导致分子势能变化的原因是分子力做功.,例3(多选)(2019济宁市高二下期末)两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图2所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0，相距很远的两分子仅在分子力作用下，由静止开始相互靠近.若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法中正确的是 A.在rr0时，分子势能为零 B.在rr0时，分子势能最小，但不为零 C.在rr0阶段，分子势能一直减小 D.在rr0阶段，分子势能先减小后增加,图2,解析因为两分子相距无穷远时分子势能为零，在rr0时，斥力和引
10、力大小相等，方向相反，分子力合力为零，分子势能最小，但不为零，A错误，B正确； 在rr0阶段，随着两分子的靠近，分子间表现为引力，引力做正功，分子势能一直减小，C正确； 在rr0阶段，分子间作用力表现为斥力，在两分子靠近的过程中，分子力做负功，分子势能一直增加，D错误.,总结提升,分子势能图象问题的解题技巧 1.要明确分子势能、分子力与分子间的距离关系图象中拐点的不同意义.分子势能图象的最低点(最小值)对应的距离是分子平衡距离r0，分子力图象与r轴交点的横坐标表示平衡距离r0. 2.要把图象上的信息转化为分子间的距离，再求解其他问题.,内能,三,(1)结合影响分子动能和分子势能的因素，从微观和
11、宏观角度讨论影响内能的因素有哪些？,导学探究,答案微观上：物体的内能取决于物体所含分子的总数、分子的平均动能和分子间的距离. 宏观上：物体的内能取决于物体所含物质的量、温度和体积及物态.,(2)物体的内能随机械能的变化而变化吗？内能可以为零吗？,答案物体的机械能变化时其温度和体积不一定变化，因此其内能不一定变化，两者之间没有必然联系.组成物体的分子在做永不停息的无规则运动，因此物体的内能不可能为零.,1.内能的决定因素 (1)宏观因素：物体内能的大小由物质的量、温度和体积三个因素决定，同时也受物态变化的影响. (2)微观因素：物体内能的大小由物体所含的分子总数、分子热运动的平均动能和分子间的距
12、离三个因素决定. 2.温度、内能和热量的比较 (1)温度宏观上表示物体的冷热程度，是分子平均动能的标志. (2)内能是物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和. (3)热量指在热传递过程中，物体吸收或放出热的多少，等于物体内能的变化量.,知识深化,3.内能和机械能的区别与联系,4.物态变化对内能的影响 一些物质在物态发生变化时，如冰的熔化、水在沸腾时变为水蒸气，温度不变，此过程中分子的平均动能不变，由于分子间的距离变化，分子势能变化，所以物体的内能变化.,例4下列说法正确的是 A.铁块熔化成铁水的过程中，温度不变，内能也不变 B.物体运动的速度增大，则物体中分子热运动的平均动能增大，物体的内
13、能增大 C.A、B两物体接触时有热量从物体A传到物体B，这说明物体A的内能大于物体B的内能 D.A、B两物体的温度相同时，A、B两物体的内能可能不同，分子的平均速率也可能 不同,解析温度是分子平均动能的标志，内能是所有分子热运动动能和分子势能的总和，故温度不变时，内能可能变化，A项错误； 两物体温度相同，内能可能不同，分子的平均动能相同，但分子的平均速率可能不同，故D项正确； 最易出错的是认为有热量从A传到B，A的内能肯定大，其实有热量从A传到B，只说明A的温度高，内能大小还要看它们的总分子数和分子势能等因素，故C项错误； 机械运动的速度与分子热运动的平均动能无关，故B项错误.,总结提升,比较
14、物体内能的大小和判断内能改变的方法 具体比较和判断时，必须抓住物体内能的大小与分子总数、温度、物体的体积及物态等因素有关，结合能量守恒定律，综合进行分析. (1)当物体质量m一定时(相同物质的摩尔质量M相等)，物体所含分子数n就一定. (2)当物体温度一定时，物体内部分子的平均动能就一定. (3)当物体的体积不变时，物体内部分子间的相对位置就不变，分子势能也不变. (4)当物体发生物态变化时，要吸收或放出热量，使物体的温度或体积发生改变，物体的内能也随之变化.,达标检测,03,1.(分子动能)关于温度与分子动能的关系，下列说法正确的是 A.某物体的温度为0 ，说明物体中分子的平均动能为零 B.
15、温度是分子热运动平均动能的标志 C.温度较高的物体，其分子平均动能较大，则分子的平均速率也较大 D.物体的运动速度越大，则物体的温度越高,解析某物体温度是0 ，物体中分子的平均动能并不为零，因为分子在永不停息地做无规则运动，A错误； 温度是分子热运动平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大，但由于分子的质量不一定相同，则分子平均速率不一定大，B正确，C错误； 物体内分子无规则热运动的速度与机械运动的速度无关，物体的运动速度越大，不能代表物体内部分子的热运动越激烈，所以物体的温度不一定高，D错误.,1,2,3,4,2.(分子力和分子势能)下列关于分子力和分子势能的说法正确的是 A.当分子力表
16、现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大 B.当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小 C.当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大 D.当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小,解析当分子力表现为引力时，分子间距离增大，分子力可能先增大后减小，也可能一直减小，分子力做负功，分子势能增大，所以A、B错误； 当分子力表现为斥力时，分子间距离减小，分子力增大，分子力做负功，分子势能增大，所以C正确，D错误.,1,2,3,4,3.(分子力和分子势能)下列四幅图中，能正确反映分子间作用力F和分子势能Ep随分子间距离r变化关系的图线是,解析当rr0时，分子力表现为引力，随分子间距离r增大，分子势能Ep增大； 当rr0时，分子力为零，此时分子势能最小，故选项B正确.,1,2,3,4,4.(内能)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,1,2,3,4,解析机械能是宏观能量，可以为零，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项正确； 物体的内能与物质的量、温度和体积及物态有关，B、C、D错误.,
