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1.4分子动能和分子势能
第一章 分子动理论
分子动能
分子势能
物体的内能
01
02
03
目录
CONTENTS
分子动能
PART 1
物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量。物体由于运动而具有动能。那么做热运动的分子是不是同样具有动能呢？各个分子的动能一样吗？变不变？如何描述这种动能呢？
一、分子动能
1.定义：由于分子永不停息地做无规则运动而具
有的能量。
由于组成物体的分子数太多，研究单个分子没有意义。
所有分子的动能的平均值—— 分子热运动的平均动能
2．平均动能：物体里所有分子动能的平均值叫做分子热运动的平均动能 ．
3.温度与分子动能
（1）.温度的宏观含义：温度是表示物体的冷热程度物理量．
（2）.温度的微观含义（即从分子动理论的观点来看）:温度是物体分子热运动的平均动能的标志，温度越高，物体分子热运动的平均动能越大．
（3）. 同一温度下，不同物质分子的平均动能都相同。但由于不同物质的分子质量不一定相同，所以分子热运动的平均速率也不一定相同。
（4）. 温度反映的是大量分子平均动能的大小，不能反映个别分子的动能大小，同一温度下，各个分子的动能不尽相同。
4.分子总动能
1.定义：所有分子热运动的动能总和。
平均动能，与温度有关
分子数
2.表达式：
分子势能
PART 2
请思考：分子除了具有分子动能，还具有什么能量？
地面上物体和地球相互作用
地球和物体具有重力势能
正负电荷之间相互作用
正负电荷具有电势能
分子之间相互作用
分子系统具有_________
可以证明分子做功同样与路径无关，因此存在分子势能
分子势能
1.定义：分子间存在着相互作用力，分子间凭借相对位置所决定的能量叫分子势能。
二、分子势能
设两个分子相距无穷远，规定它们的分子势能为0，让一个分子 A 不动，另一个分子 B 从无穷远处逐渐靠近 A。
在这个过程中，由于分子间的作用力做功，分子势能大小如何改变？
分子力做功情况
分子作用力曲线与r轴之间所围面积等于分子力所做的功。
①当r>r0时，随着分子间距不断变小，分子力做功情况如何？
②当r分子B从无穷远处逐渐靠近A
分子势能变化规律
1、当分子间距离r>r0时，分子间的
作用力表现为引力，分子势能减小。
2、当分子间距离r减小到r0时，分子间的作用力为0，分子势能减到最小。
取无穷远处势能为0，
3、当分子距离r2.F-r图象与Ep-r图象的对比
从图象可知，当r=r0时，分子势能最小，但并不是为0，因为零势点的选取是任意的，一般取无穷远处为零势点，这样最小势能为负值。
3.决定因素
(1)宏观上：分子势能的大小与物体的体积有关。
(2)微观上：分子势能与分子之间的距离有关。分子势能与r的关系不是单调变化的。
4.分子势能的特点：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。
r0
r
Ep
O
取无穷远的分子势能EP为0
r0
r
Ep
O
取r0的分子势能EP为0
5.两种常见的Ep-r图像
物体的内能
PART 3
1．定义：
2 ．普遍性：任何物体都具有内能。
3．决定物体内能的因素
(1) 从宏观上看：物体内能的大小由物体的摩尔数、温度和体积决定。
　
(2) 从微观上看：物体内能的大小由组成物体的分子总数，分子热运动的平均动能和分子间的距离决定。
物体内所有分子的热运动动能和分子势能的总和。
三、物体的内能
有人说：“当我们把一个物体举高时，组成物体的每个分子的重力都做了负功，因此分子势能增大，这就导致物体的内能增大，我们举起物体所做的功，就等于物体内能的增加量。”你说对吗 为什么
分析：
这种说法不对，当我们把物体举高时，物体的重力势能增加，但物体的温度不变，物体内分子间的距离不变，故物体的内能不变.
说明：内能与机械能无关
4.物体的内能与机械能的区别与联系
内能 机械能
对应的运动形式 微观分子热运动 宏观物体机械运动
常见的能量形式 分子动能、分子势能 物体动能、重力势能、弹性势能
影响因素 物质的量、物体的温度、体积及物态 物体的质量、机械运动的速度、相对于零势能面的高度、弹性形变量
大小 永远不等于零 一定条件下可以等于零
联系 在一定条件下可以相互转化
项目 分子动理论观点 表达方式 存在形式 关系
温度 物体分子热运动平均动能的标志 只能说升高、降低、是多少；不能说传递转移 状态量 ①温度不变，内能不一定不変
②内能增加，不一定升温
③内能减小，不一定降温。
④内能增加，不一定吸热
内能 所有分子，其分子动能和分子势能的和 具有；含有 状态量
热量 在热传递过程中能量转移的数量 不能说具有，含有、所含多少能量。要说吸收，放出多少能量 过程量
5.温度内能和热量的区别
例1. 相同质量的氧气和氢气温度相同，下列说法正确的是(　)
A. 每个氧分子的动能都比氢分子的动能大
B. 每个氢分子的速率都比氧分子的速率大
C. 两种气体的分子平均动能一定相等
D. 两种气体的分子平均速率一定相等
C
例2.(多选)分子力与分子间距离的关系图像如图甲所示，图中r0为分子斥力和引力平衡时两个分子间的距离；分子势能与分子间距离的关系图像如图乙所示；规定两分子间距离为无限远时分子势能为0。下列说法正确的是(　　)
A. 当分子间的距离rB. 当分子间的距离10r0>r>r0时，引力
大于斥力
C. 分子间距离从r2减小到r1的过程中，分子势能减小
D. 分子间距离从无限远减小到r0的过程中，分子势能先减小后增大
AB
例3.如图所示，甲分子固定于坐标原点，乙分子位于横轴上，甲、乙两分子间引力、斥力及分子势能的大小变化情况分别如图中三条曲线所示，A、B、C、D为横轴上四个特殊的位置，E为两虚线a、b的交点，现把乙分子从A处由静止释放，则由图像可知( 　)
A. 虚线a为分子间引力变化图线，交点E的横坐标代表乙
分子到达该点时分子力为零
B. 乙分子从A到B的运动过程中一直做加速运动
C. 实线c为分子势能的变化图线，乙分子到达C点时分子势能最小
D. 虚线b为分子间斥力变化图线，表明分子间引力随距离增大而减小
B
例4. 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(　　)
B
例5.质量是18g的水，18g的水蒸气，32g的氧气，在它们的温度都是100℃时 （　　）
A．它们的分子数目相同，分子的平均动能相同
B．它们的分子数目相同，分子的平均动能不相同，氧气的分子质量大所以平均动能大
C．它们的分子数目相同，由于水蒸气比水多吸收了热，所以水蒸气分子的平均动能大于水分子的平均动能
D．它们的分子数目不相同，氧气分子的平均速率大于水蒸气分子的平均速率
A
例6. （多选）对于物体内能的理解，下列说法正
确的是(　 　)
A.一定量气体的内能等于其所有分子热运动的动
能和分子之间势能的总和
B.做加速运动的物体，由于速度越来越大，因此物体分子
的平均动能越来越大
C.内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同
D.物体的内能跟物体的温度和体积有关
E.物体温度改变时，物体分子的平均动能不一定改变
ACD
BCD
例7.（多选）下列关于热量、功和内能的说法正确的是（　　）
A．热量、功都可以作为物体内能的量度
B．热量、功都可以作为物体内能变化的量度
C．热量、功、内能的单位相同
D．热量和功是由过程决定的，而内能是由物体状态决定的
例8.（多选）以下说法正确的是(　　 )
A.机械能为零、内能不为零是可能的
B.温度相同，质量相同的物体具有相同的内能
C.物体的速度增大时，物体的内能可能减小
D.0℃冰的内能比等质量的0℃的水内能大
AC
例9.如图甲所示，将两个完全相同、质量均为m的分子A、B同时从x轴上的坐标原点和r1处由静止释放，图乙为这两个分子的分子势能随分子间距变化的图像，当分子间距分别为r1、r2和r0时，两分子之间的势能为E1、0和-Ep。取分子间距无穷远处势能为零，整个运动
只考虑分子间的作用力，下列说法正确的是( )
A.分子A、B的最大动能均为
B.当分子间距为r0时，两分子之间的分子力最大
C.当两分子间距无穷远时，分子B的速度大小为
D.两分子从静止释放到相距无穷远的过程中，它们之间的分子势能先减小后增大再减小
A
例10.（多选）如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示。F>0表示斥力，F<0表示引力，A、B、C、D为x轴上四个特定的位置，乙分子仅在分子力作用下依次经过A、B、C、D，下列选项中分别表示乙
分子的速度、加速度、动能，势能（规定两分子相距无穷
远时分子势能为0）与两分子间距离的关系，其中可能正
确的是( )
A. B. C. D.
BD
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谢
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