[學(xué)習(xí)]分子熱運(yùn)動(dòng)能量守恒

1、分子熱運(yùn)動(dòng) 能量守恒,物體的內(nèi)能,分子運(yùn)動(dòng),,分子平均動(dòng)能,,分子運(yùn)動(dòng)無規(guī)則,,存在分子動(dòng)能,分子的動(dòng)能,分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)而具有的能量,物體里所有分子動(dòng)能的平均值,,一、分子的動(dòng)能 溫度,1．分子動(dòng)能：組成物體的分子由于熱運(yùn)動(dòng)而具有的能叫做分子動(dòng)能． 大量分子的運(yùn)動(dòng)速率不盡相同，以中等速率者占多數(shù)．在研究熱現(xiàn)象時(shí)，有意義的不是一個(gè)分子的動(dòng)能，而是大量分子動(dòng)能的平均值．2．平均動(dòng)能：物體里所有分子動(dòng)能

2、的平均值叫做分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能 ．,分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能 大小與什么量有關(guān)？,,點(diǎn)擊下圖觀看動(dòng)畫演示溫度與分子動(dòng)能的關(guān)系,３．溫度 （1）宏觀含義：溫度是表示物體的冷熱程度．（2）微觀含義（即從分子動(dòng)理論的觀點(diǎn)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，物體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能越大．,溫 度,分子總動(dòng)能從微觀上看與分子的個(gè)數(shù)和平均動(dòng)能有關(guān),分子總動(dòng)能從宏觀上看與物體的質(zhì)量，摩爾質(zhì)量和溫度有關(guān)。,具有相同溫度

3、的不同物質(zhì)的兩物體,分子平均速率,不一定相同,并不相同,分子的平均動(dòng)能,分子總動(dòng)能,,,,相等,不同分子、不同質(zhì)量的物體，只要處于同一溫度，則它們的分子平均動(dòng)能就相同；但分子運(yùn)動(dòng)的平均速率不同,需要注意：,分子間存在相互的作用力(分子力：引力和斥力),地面上的物體,由于與地球相互作用,,重力勢能,發(fā)生彈性形變的彈簧, 相互作用,,彈性勢能,分子間相互作用,,分子勢能,分子勢能: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

4、決定的能.,地面上的物體,由于與地球相互作用,,重力勢能,發(fā)生彈性形變的彈簧, 相互作用,,彈性勢能,分子間相互作用,,分子勢能,彈性勢能的變化與彈力做功有關(guān),重力勢能的變化與重力做功有關(guān),分子勢能的變化與分子力做功有關(guān),二、分子勢能,,1．分子勢能：由于分子間存在相互作用力，并由它們的相對(duì)位置決定的能叫做分子勢能．2．分子力做功跟分子勢能變化的關(guān)系 分子力做正功時(shí)，分子勢能減少， 分子力做負(fù)功時(shí)，分子勢能增加．,,如果分

5、子間距離約為10-10m數(shù)量級(jí)時(shí)，分子的作用力的合力為零，此距離為r0。,當(dāng)分子距離小于r0時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力，要減小分子間的距離必須克服斥力做功，因此，分子勢能隨分子間距離的減小而增大。,如果分子間距離大于r0時(shí)，分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引力做功，因此，分子勢能隨分子間的距離增大而增大,結(jié)論：分子間距離以r0為數(shù)值基準(zhǔn)，r不論減小或增大，分子勢能都增大。所以說，分子在平衡位置處是分子勢能最低點(diǎn),

6、,,,,,F,F斥,F引,r0,0,r,,分子力隨分子間距的變化圖,結(jié)論：分子間距離以r0為數(shù)值基準(zhǔn)，r不論減小或增大，分子勢能都增大。所以說，分子在平衡位置處是分子勢能最低點(diǎn),取分子間距離是無限遠(yuǎn)時(shí)分子勢能為零值,分子間距離從無限遠(yuǎn)逐漸減少至r0以前過程，分子間的作用力表現(xiàn)為引力，而且距離減少，分子引力做正功，分子勢能不斷減小，其數(shù)值將比零還小為負(fù)值。,分子間距離到達(dá)r0以后再減小，分子作用力表現(xiàn)為斥力，在分子間距離減小過程中，克服斥

7、力做功，使分子勢能增大。其數(shù)值將從負(fù)值逐漸變大至零，甚至為正值。,取分子間距離是無限遠(yuǎn)時(shí)分子勢能為零值,r,3．決定分子勢能的因素 （1）從宏觀上看：分子勢能跟物體的體積有關(guān)． （2）從微觀上看：分子勢能跟分子間距離 r 有關(guān)． 　 1、一般選取兩分子間距離很大（ r＞10r0 ）時(shí)，分子勢能為零． 　2、在r＞r0的條件下，分子力為引力，當(dāng)兩分子逐漸靠近至r0過程中，分子力做正功，分子勢能減?。?3、在r＜r0的

8、條件下，分子力為斥力，當(dāng)兩分子間距離增大至r0過程中，分子力也做正功，分子勢能也減?。?當(dāng)兩分子間距離r＝r0時(shí)，分子勢能最?。?例題：,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（ ）　　　A．甲氣體溫度一定高于乙氣體的溫度　　　B．甲氣體溫度一定低于乙氣體的溫度　　　C．甲氣體的溫度可能高于也可能低于乙氣體的溫度　　　D．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,C,例2：質(zhì)

9、量相同的氫氣和氧氣，溫度相同，下列說法正確的是（ ）　　A．每個(gè)氧分子的動(dòng)能都比每個(gè)氫分子的動(dòng)能大　　B．每個(gè)氫分子的速率都比每個(gè)氧分子的速率大　　C．兩種氣體分子平均動(dòng)能一定相等　　D．兩種氣體分子的平均速率一定相等,C,例3：若已知分子勢能增大，則在這個(gè)過程中（  ）　　 A．一定克服分子力做功　　 B．分子力一定減小　　 C．分子間距離的變化情況無法確定　　 D．以上說法都不正確,A

10、 C,三、物體的內(nèi)能,1．物體的內(nèi)能：物體中所有分子做熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢能的總和叫做物體的內(nèi)能．也叫做物體的熱力學(xué)能．2．任何物體都具有內(nèi)能．因?yàn)橐磺形矬w都是由不停地做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)并且相互作用著的分子所組成．3．決定物體內(nèi)能的因素?。?）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．?。?）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)能和分子間的距離三個(gè)因素決定．,1.決定能量的因素

11、不同．內(nèi)能只與物體的溫度和體積有關(guān)，而與整個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)速度和物體的相對(duì)位置無關(guān)．機(jī)械能只與物體的運(yùn)動(dòng)速度和跟其他物體的相對(duì)位置有關(guān)，與物體的溫度體積無關(guān) 2．一個(gè)具有機(jī)械能的物體，同時(shí)也具有內(nèi)能；一個(gè)具有內(nèi)能的物體不一定具有機(jī)械能．,四、物體的內(nèi)能跟機(jī)械能的區(qū)別,物體的內(nèi)能,?分子因熱運(yùn)動(dòng)而具有的能量,?同溫度下各分子的分子動(dòng)能ＥK 不同,?分子動(dòng)能的平均值僅和溫度有關(guān),?分子間因有相互作用力而具有的、由它們相對(duì)位置決定的能量,

12、? r＜r0時(shí),r↓→ＥP↑;ｒ＞ｒ0時(shí),r↑→ＥP↑。ｒ＝ｒ0時(shí)，ＥP最低,?ＥP隨物態(tài)的變化而變化,?物體內(nèi)所有分子的ＥK 和ＥP 總和,?物體的內(nèi)能與溫度和體積有關(guān),10Kg 500C 水分子的平均動(dòng)能____1Kg 500C 水分子平均動(dòng)能,10Kg 500C 水的內(nèi)能_____ 1Kg 500C 的水的內(nèi)能,例4：有兩個(gè)分子，用r表示它們之間的距離，當(dāng) r =r0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（r>&

13、gt; r0 ）逐漸靠近，直至不能靠近為止（r< r0 ）．在整個(gè)過程中兩分子間相互作用的勢能（  ）　 　A．一直增加　　 B．一直減小　　 C．先增加后減小　　 D．先減小后增加,D,小結(jié)：,1、物體的內(nèi)能是組成物體的所有分子做熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢能的總和．2、溫度是物體分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志．3、決定物體內(nèi)能的因素?。?）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．

14、　 （2）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)能和分子間的距離三個(gè)因素決定．,決定物體內(nèi)能的因素?。?）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．　 （2）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)能和分子間的距離三個(gè)因素決定．,物體內(nèi)能是可以被改變的！,通過什么途徑可以改變物體內(nèi)能？,,,,,改變內(nèi)能的兩種方式,一、做功,外界對(duì)物體做功,（外界消耗機(jī)械

15、能）,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,物體對(duì)外做功,（外界獲得機(jī)械能）,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,,,,,,,二、熱傳遞也可以改變物體的內(nèi)能,外界傳遞給物體熱量,,物體的內(nèi)能就增加,物體傳遞給外界熱量,,物體的內(nèi)能就減少,內(nèi)能是一個(gè)狀態(tài)量，一個(gè)物體在不同的狀態(tài)下有不同的內(nèi)能,內(nèi)能與熱量的區(qū)別,熱量是一個(gè)過程量，它表示由于熱傳遞而引起的變化過程中轉(zhuǎn)移的能量，即內(nèi)能的改變量。,如果沒有熱傳遞，就沒有熱量可言，但此時(shí)仍有內(nèi)能！,熱傳遞時(shí)，內(nèi)能的改變是用熱量來量度的

16、,1、下列說法中正確的是:A、做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種不同的物理過程B、做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的，因此對(duì)物體做功就是對(duì)物體傳熱C、熱量是在熱傳遞中，從一個(gè)物體向另一個(gè)物體或物體一部分向另一部分轉(zhuǎn)移的內(nèi)能的多少D、高溫的物體具有熱量多，低溫的物體具有熱量少E、冷和熱的物體混合時(shí)，熱的物體把溫度傳給冷的物體，最后溫度相同,（A，C）,2、關(guān)于物體內(nèi)能，下列說法中正確的是A、手感到冷時(shí)，搓搓手就會(huì)感到暖些，這是