物

理選擇性必修第三冊第4節(jié)分子動能和分子勢能想一想水蒸氣是怎樣對橡皮塞做功，有些什么樣的特點呢？01分子動能分子動理論分子動能

分子不停地做無規(guī)則運動，那么，像一切運動著的物體一樣，做熱運動的分子也具有動能，這就是分子動能。物體內大量分子永不停息地做無規(guī)則熱運動，對于每個分子來說都有無規(guī)則運動的動能。由于物體內各個分子的速率大小不同，因此，各個分子的動能大小也不同。又因為熱現(xiàn)象是大量分子無規(guī)則運動的結果，所以研究個別分子運動的動能是非常困難、也是沒有必要的。于是要研究大量分子熱運動的動能，只有將所有分子熱運動動能的平均值求出來才有意義，這個平均值就叫做分子熱運動的平均動能。分子平均動能

在熱現(xiàn)象的研究中，我們關心的是組成系統(tǒng)的大量分子整體表現(xiàn)出來的熱學性質，因而，這里重要的不是系統(tǒng)中某個分子的動能大小，而是所有分子的動能的平均值。這個平均值叫作分子熱運動的平均動能。物體中分子熱運動的速率大小不一，所以各個分子的動能也有大有小，而且在不斷改變。想一想如圖，分別向10℃和50℃的水中滴入一滴紅墨水，請問:(1)哪杯水中紅墨水擴散得快?(2)哪杯水中分子的平均動能大?(3)影響分子平均動能的因素是什么?溫度溫度是描述物體大量分子無規(guī)則運動劇烈程度的物理量。溫度升高時，分子的熱運動加劇，溫度越高，分子熱運動的平均動能越大。溫度越低，分子熱運動的平均動能越小。①宏觀含義：溫度是描述物體冷熱程度的物理量②微觀含義：溫度是分子熱運動的平均動能的標志溫度是分子熱運動平均動能的唯一標志。注意①溫度升高，分子的平均動能一定增大，但并不代表所有分子的動能都增大。②分子的平均動能只與溫度有關，與物體的種類及所處的狀態(tài)無關

由于不同物質的分子質量一般不同，所以同一溫度下，不同物質的分子熱運動的平均動能相同，但平均速率一般不同。分子的總動能所有分子熱運動的動能總和等于分子的平均動能與分子數(shù)的乘積。與分子的總個數(shù)和

平均動能

有關與

物質的量

和

溫度

有關微觀上看：宏觀上看：3）溫度越高的物體，物體內每個分子的動能都大。4）物質種類不同的物體，如果溫度相同，它們的平均動能相同，因而它們分子的平均速率也相同。2）物體的動能越大，物體內分子的平均動能越大。判一判1）某物體的溫度是00C，說明物體中分子的平均動能為零。

分子永不停息的運動，不管溫度多低，分子動能永遠不可能為零。物體的動能是宏觀的機械運動的一種能量，Ek=mv2/2，即由物體的速度與質量決定。分子的平均動能是微觀的，僅由物體的溫度決定。溫度高的物體內部也存在著動能很小的分子。只能說溫度越高，分子平均動能越大。它們的平均動能相同，但由于它們的分子質量不同，所以分子的平均速率不同。練一練30320???①【例題】相同質量的氧氣和氫氣溫度相同，下列說法正確的是()A.每個氧分子的動能都比氫分子的動能大B.每個氫分子的速率都比氧分子的速率大C.兩種氣體的分子平均動能一定相等D.兩種氣體的分子平均速率一定相等C地面附近的物體與地球之間有引力的作用，物體被舉高后，地球和這個物體組成的系統(tǒng)就具有了勢能。用彈簧連接的兩個物體，把彈簧拉伸或壓縮后，兩物體之間存在力（引力或斥力）的作用，這個系統(tǒng)也具有了勢能?？傊绻暧^物體之間存在引力或斥力，它們組成的系統(tǒng)就具有勢能，勢能是由物體間的相互位置決定的。我們知道分子之間也存在相互作用的引力和斥力，所以分子間有勢能？想一想02分子勢能分子動理論思考與討論

設空間存在兩個不受外界影響的分子，兩個分子相距無窮遠，讓一個分子A不動，另一個分子B從無窮遠處逐漸靠近A。①當r>r0時，分子力為引力，力的方向與分子的位移方向相同，分子力做正功。構建模型定性分析分子力做功情況②當r<r0時，分子力為斥力，力的方向與分子的位移方向相反，分子力做負功。分子勢能的大小由分子間的相對位置決定，這說明分子勢能Ep與分子間距離r是有關系的。那么，它們之間存在怎樣的一種關系呢?分析分子力做功情況分子作用力曲線與r軸之間所圍面積等于分子力所做的功。①當r>r0時，分子力做正功，所圍面積在r軸下方，r不斷減小，分子力做正功越來越多，所圍面積越來越大。②當r<r0時，分子力做負功，所圍面積在r軸上方，r不斷減小，分子力做負功越來越多，所圍面積越來越大。rF斥F引F合Fr0一般選取兩分子間距離無窮遠時，分子勢能為零。當r＝r0時，分子勢能最

且小于零，分子動能最

。①在r＞r0的條件下，分子力為引力，當兩分子逐漸靠近至r0過程中（r↓），分子力做正功，分子勢能減小。②在r＜r0的條件下，分子力為斥力，當兩分子間距離增大至r0過程中（r↑），分子力也做正功，分子勢能也減小。③在r≥10r0時，分子力可以忽略，若取此時的

分子勢能為0。則分子勢能與分子間距離的關系：10r0無限遠時分子勢能EP=0分析分子力做功與分子勢能變化情況零力小勢大動能記憶口訣小大決定分子勢能的因素

物體的體積變化時，分子間距離將發(fā)生變化，因而分子勢能隨之改變。可見，分子勢能與物體的體積有關?！緵Q定分子勢能的因素】：取無窮遠處分子勢能為0分子力所做的功等于分子勢能的減少當r＝r0時，分子力為零。分子勢能最小且小于0。rF斥F引F合Fr010r0無限遠時分子勢能EP=0從宏觀上看：分子勢能跟

有關。從微觀上看：分子勢能跟

有關。分子間距離r物體的體積辨析分子勢能：rr0F10r0vr增大，Ep增大F引F斥vr減小，Ep增大無限遠時分子勢能EP=0EP當r=r0時,分子勢能最小且小于零.向上平移即可，勢能改變是絕對的。1、若取r0處為零勢能點，則分子勢能都

0.大于2、分子勢能為0和分子勢能最小的含義不同。分子勢能與選擇的零勢能點有關，分子勢能最小的位置確定在r=r0處。3、體積增大（分子距離增大）時，分子勢能

.增大減小不變判斷依據(jù)：看分子力做功情況?！纠}】下列四幅圖中，能正確反映分子間作用力f和分子勢能Ep

隨分子間距離

r

變化關系的圖線是(

)練一練30322???①B零力小勢大動能3.(多選)如圖所示，甲分子固定在坐標原點O，乙分子位于x軸上，甲分子對乙分子的作用力與兩分子間的距離的關系如圖中曲線所示。F＞0為斥力，F(xiàn)＜0為引力。a、b、c、d為x軸上四個特定的位置?，F(xiàn)把乙分子從a處由靜止釋放，則()A.乙分子由a到b做加速運動，由b到c做減速運動B.乙分子由a到c做加速運動，到達c時速度最大C.乙分子由a到b的過程中，兩分子間的分子勢能一直減小D.乙分子由b到d的過程中，兩分子間的分子勢能一直增大針對訓練30322???①BC想一想

分子動能、分子勢能與物體內能有怎樣的關系？03物體的內能分子動理論物體的內能物體中

的

與

的總和。內能：⑴內能普遍性：一切物體都是由分子組成所有分子都在永不停息地做無規(guī)則運動分子存在相互作用力⑵決定物體內能的因素:①從宏觀上看：由物體的物質的量（摩爾數(shù)）、溫度和體積三個因素決定。②從微觀上看：由組成物體的分子總數(shù)，分子熱運動的平均動能和分子勢能（分子間距）三個因素決定。任何物體都具有內能分子熱運動動能分子勢能所有（內能是對大量分子而言的，對單個分子來說無意義）分子動能、分子勢能、內能的比較分子動能分子勢能內能定義影響因素微觀宏觀分子無規(guī)則運動的動能分子間有作用力，由分子間相對位置決定的勢能分子距離體積物體中所有分子熱運動的動能和分子勢能的總和溫度體積質量分子熱運動劇烈程度分子距離分子個數(shù)分子熱運動的劇烈程度溫度內能與機械能的比較內能機械能對應的運動形式常見的能量形式影響因素聯(lián)系微觀分子熱運動宏觀物體機械運動分子動能、分子勢能動能、重力勢能、彈性勢能物質的量、溫度、體積及物態(tài)機械能是宏觀的物體運動，內能是組成物體的分子熱運動的總和。在一定條件下可以相互轉化。質量、速度、高度、形變量地面上滾動的足球，球內的氣體分子在做無規(guī)則熱運動的同時，還參與水平地面上的運動。

4．內能與熱量的區(qū)別內能是狀態(tài)量，而熱量是過程量，它表示由熱傳遞而引起的內能變化中轉移的能量．如果沒有熱傳遞，就無所謂熱量．我們不能說“某物體在某溫度時具有多少熱量”．判斷內能的變化同一個物體溫度升高時內能增大，溫度降低時內能減小。(不考慮分子勢能）①內能增大時溫度升高②內能減小時溫度降低內能↑溫度不變內能↓溫度內能＋5．物態(tài)變化對內能的影響一些物質在物態(tài)發(fā)生變化時，如冰熔化、水沸騰時，溫度不變，此過程中分子的平均動能不變，由于分子間的距離變化，分子勢能變化，所以物體的內能變化．見《聽課手冊》P25練一練30320???①B針對訓練BC30322???①拓展思維具體比較和判斷時，必須抓住物體內能的大小與分子數(shù)目有關、與溫度有關、與物體的體積及物態(tài)等因素有關，結合能量轉化和守恒定律，綜合進行分析1．當物體質量m一定時（相同物質的摩爾質量M相等），物體所含分子數(shù)N就一定．2．當物體溫度一定時，物體內部分子的平均動能就一定3．當物體的體積不變時，物體內部分子間的相對位置就不變，分子勢能也不變，4．當物體發(fā)生物態(tài)變化時，要吸收或放出熱量，使物體的溫度或體積發(fā)生改變，物體的內能也隨之變化．比較物體內能的大小和判斷物體內能改變的方法改變物體內能的兩種方式：1做功2熱傳遞拓展思維比較物體內能的大小和判斷物體內能改變的方法【典例】甲、乙兩名同學對0℃的水和0℃的冰進行了如下爭論：

甲說：“冰和水的溫度相同，所以分子平均動能相等．質量相同時，冰的體積大，因此冰的分子勢能大，所以說冰的內能大于水的內能．”

乙說：“