1、第五節(jié) 內能課堂探究探究一分子動能問題導引1在熱現(xiàn)象的研究中，為什么研究單個分子的動能沒有意義，而是要研究所有分子動能的平均值？提示：物體內分子是大量的，各個分子的速度大小不同，方向不一。因此，每個分子的動能大小不同，并且還在不斷地改變。由于熱現(xiàn)象是大量分子熱運動的結果，因此研究單個分子運動的動能沒有意義，而是要研究大量分子運動的平均動能。2溫度與分子平均動能的關系是怎樣的？同一溫度下，不同物質(如：空氣、水、鐵塊、木頭等)分子的平均動能都相同嗎？提示：分子的平均動能是所有分子動能的平均值。溫度是分子平均動能大小的標志，在相同的溫度下，各種物質分子的平均動能都相同。3物體內分子熱運動的總動能由

2、哪兩個因素決定？提示：物體內分子運動的總動能等于所有分子熱運動的動能之和。它等于分子的平均動能與分子數(shù)的乘積，即它與物體的溫度和所含的分子數(shù)目有關。名師精講1單個分子的動能(1)物體由大量分子組成，每個分子都有分子動能且不為零。(2)分子在永不停息地做無規(guī)則熱運動，每個分子動能大小不同，并且時刻在變化。(3)熱現(xiàn)象是大量分子無規(guī)則運動的統(tǒng)計結果，個別分子動能沒有實際意義。2分子的平均動能分子的平均動能是所有分子動能的平均值。溫度是分子平均動能的標志，這是溫度的微觀含義。宏觀上物體的冷熱程度是微觀上大量分子熱運動的集體表現(xiàn)。溫度越高，分子熱運動的平均動能就越大。溫度不反映單個分子的特性，兩個物體

3、只要溫度相同，它們的分子平均動能就相同，但是它們單個分子動能不一定相同，溫度高的物體內部也存在著動能很小的分子；物質種類不同的物體，如果溫度相同，它們分子的平均動能就相同，但它們的平均速率不同，因為分子質量不同。3分子的總動能物體內分子運動的總動能是所有分子熱運動的動能總和。它等于分子的平均動能與分子數(shù)的乘積，即它與物體的溫度和所含的分子數(shù)目有關?！纠}1】 當氫氣和氧氣溫度相同時，下列說法中正確的是()A兩種氣體分子的平均動能相等B氫氣分子的平均速率大于氧氣分子的平均速率C兩種氣體分子熱運動的總動能相等D兩種氣體分子熱運動的平均速率相等解析：因為溫度是分子平均動能的標志，所以A項正確。因為氫

4、氣和氧氣的分子質量不同，平均動能又相等，所以兩種氣體分子的平均速率不同，由Ek可得，分子質量大的平均速率小，故B項正確，D項錯誤。雖然兩種氣體分子平均動能相等，但由于兩種氣體的質量不清楚，即分子數(shù)目關系不清楚，故C項錯誤。答案：AB題后反思溫度是物體分子平均動能大小的唯一標志，因此溫度相同的所有物體的分子平均動能都相等，但溫度并不是分子平均速率的標志，所以即使溫度相同，分子平均速率也不一定相同。探究二分子勢能問題導引1為什么說分子組成的系統(tǒng)具有分子勢能？分子勢能的大小由什么因素決定？提示：如果宏觀物體之間存在著引力或斥力，它們組成的系統(tǒng)就具有勢能，分子之間存在著分子力，因此分子組成的系統(tǒng)具有分

5、子勢能。分子勢能的大小由分子間的相互位置決定。2分子勢能為零和分子勢能最小的含義相同嗎？提示：分子勢能為零和分子勢能最小的含義不同，前者與選擇的零勢能點有關，一般選無窮遠處為分子勢能的零點，而后者的位置是確定的，在rr0處?？梢?，如果選rr0處為分子勢能的零點，這兩者的位置是相同的。名師精講1分子勢能的變化規(guī)律及判斷依據(jù)分子力做正功，分子勢能減小，分子力做了多少正功，分子勢能就減小多少；分子力做負功，分子勢能增加，克服分子力做了多少功，分子勢能就增加多少。(1)rr0時，r增大，分子勢能增大，反之，減小。(2)rr0時，r增大，分子勢能減小，反之，增大。(3)r時，分子勢能為零；rr0時，分子

6、勢能最小。2分子勢能的“彈簧小球”模型分子勢能隨分子間距離的變化類似于彈簧，彈簧為原長相當于分子間的距離為r0。彈簧在原長的基礎上無論拉伸還是壓縮，勢能都會增加。3分子勢能曲線分子勢能曲線如圖所示，規(guī)定無窮遠處分子勢能為零。分子間距離從無窮遠逐漸減小至r0以前的過程，分子間的合力為引力，合力做正功，分子勢能不斷減小，其數(shù)值將比零還小，為負值。當分子間距離到達r0以后再繼續(xù)減小，分子作用的合力為斥力，在分子間距離減小過程中，合力做負功，分子勢能增大，其數(shù)值將從負值逐漸變大至零，甚至為正值，故rr0時分子勢能最小。從曲線上可看出：(1)在rr0處，曲線比較緩，這是因為分子間的引力隨分子間距的增大而

7、變化得慢，分子勢能的增加也就慢；(3)在rr0處，分子勢能最小，但不一定為零，因為零勢能的位置是任意選定的。一般取無窮遠處分子勢能為零，則分子勢能最小位置是在rr0處，且為負值，故分子勢能最小與分子勢能為零絕不是一回事。4分子勢能與體積的關系由于物體分子間距離變化的宏觀表現(xiàn)為物體的體積變化，所以微觀的分子勢能變化對應于宏觀的物體體積變化。例如，同樣是物體體積增大，有時體現(xiàn)為分子勢能增大(在rr0范圍內)；有時體現(xiàn)為分子勢能減小(在rr0范圍內)；一般我們說，物體體積變化了，其對應的分子勢能也變化了。但分析與判定的關鍵要看體積變化過程中分子力是做正功，還是做負功?！纠}2】 甲分子固定在坐標原點

8、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距離的關系如圖中曲線所示，F(xiàn)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，現(xiàn)把乙分子從a處由靜止釋放，則()A乙分子從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少D乙分子由b到d的過程中，兩分子間的分子勢能一直增加解析：乙分子從a到b再到c的過程中，分子間的作用力一直表現(xiàn)為引力(F0)，所以該過程由于分子力的作用會使乙分子做加速運動，分子力做正功、分子勢能減少；乙分子到達c處時分子力為零，加速度為零，此時分子的動能最大、分子勢能最?。灰曳肿?/p>

9、再從c到d的過程中，分子力表現(xiàn)為斥力，由于分子力的作用會使乙分子做減速運動，直至速度減為零，該過程分子力做負功、分子勢能增加、分子動能減少。答案：BC題后反思分子勢能的變化只與分子力做功有關。分子力做正功，分子勢能減?。环肿恿ψ鲐摴?，分子勢能增加。分子力做功的值等于分子勢能的變化量。這與“重力(彈力或電場力)做的功等于重力(彈性或電)勢能變化量的負值”是一樣的。探究三內能問題導引1為什么說任何物體在任何情況下都有內能？提示：內能是物體中所有分子熱運動的動能與分子勢能的總和，由于組成物體的分子永不停息地做無規(guī)則運動，所以任何物體的分子都具有動能；分子間有相互作用的引力和斥力，因此分子間還有分子勢

10、能，所以說任何物體在任何情況下都有內能。2一般來說，氣體分子間作用力很小，可以忽略不計，這種情況下氣體的內能由哪些因素決定呢？提示：氣體分子間作用力為零，則分子勢能不變，氣體內能的變化就是指所有氣體分子動能總和的變化，所以這種情況下溫度和分子數(shù)目決定氣體的內能。若是一定質量的某種氣體，其內能就只與溫度有關。名師精講1內能的決定因素(1)從宏觀上看：物體內能的大小由物體的物質的量、溫度和體積三個因素決定，同時也受物態(tài)變化的影響。(2)從微觀上看：物體的內能由組成物體的分子總數(shù)、分子熱運動的平均動能和分子間的距離三個因素決定。2內能與機械能的區(qū)別和聯(lián)系項目內能機械能對應的運動形式微觀分子熱運動宏觀物體的機械運動能量常見形式分子動能、分子勢能物體動能、重力勢能或彈性勢能能量存在的原因物體內大量分子的熱運動和分子間存在相互作用力由于物體做機械運動和物體發(fā)生彈性形變或被舉高3.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，例如冰的熔化、水在沸騰時變?yōu)樗魵?，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?！纠}3】 下列說法正確的是()A分子的動能與分子的勢能的和叫作這個分子的內能B物體的分子勢能由物體的溫度和體積決定C物體的溫度不變，其內能就不變D物體的動能減小時，物體的溫度可能增大解析：內能是指物體的內能，單個分子無內能可