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物理选择性必修第三册
第一章
分子动理论
分子动能和分子势能
r0
r
Ep
O
乙
学习目标
1.了解温度是分子热运动平均动能的标志,是微观粒子热运动的宏观表现。
2.了解什么是分子势能,了解分子势能与分子间的距离、分子力做功的关系。
3.知道什么是物体的内能,知道物体的内能跟物体的温度和体积有关。
4.了解内能和机械能的区别。
思维导图
复习
电势能：
重力势能：
由于物体和地球之间存在着相互作用力，并凭借其位置而具有的能。
由于电荷之间存在着相互作用力，并凭借其位置而具有的能。
分子势能：
分子间也存在相互作用力，那么，分子间是否也存在势能呢？
如果存在，有什么特点？
组成物质的分子永不停息地做无规则运动
一、分子动能
1．分子动能：组成物体的分子由于热运动而具有的能叫做分子动能．
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 ．
温度越高，分子运动越快
温度与分子动能的关系
温度
（1）宏观含义：温度是表示物体的冷热程度．
（2）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．
需要注意：
1.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．
2.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．
2.分子势能:分子间存在着相互作用力，因此分子间所具有的由它们的相对位置所决定的能.
二.分子的势能
地面上的物体,由于与地球相互作用
重力势能
发生弹性形变的弹簧, 相互作用
弹性势能
分子间相互作用
分子势能
如果分子间距离约为10-10m数量级时，分子的作用力的合力为零，此距离为r0.
当分子距离小于r0时，分子间的作用力表现为斥力，要减小分子间的距离必须克服斥力做功，因此，分子势能随分子间距离的减小而增大.
如果分子间距离大于r0时，分子间的相互作用表现为引力，要增大分子间的距离必须克服引力做功，因此，分子势能随分子间的距离增大而增大 .
分子势能与分子间距离的关系
1.从宏观上看：分子势能跟物体的体积有关．
2.从微观上看：分子势能跟分子间距离r有关．
（1）一般选取两分子间距离很大（ r＞10r0 ）时，分子势能为零．
（2）在r＞r0的条件下，分子力为引力，当两分子逐渐靠近至r0过程中，分子力做正功，分子势能减小．
　　在r＜r0的条件下，分子力为斥力，当两分子间距离增大至r0过程中，分子力也做正功，分子势能也减小．
　　当两分子间距离r＝r0时，分子势能最小．
决定分子势能的因素
1.如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分的作用力与两分子间的距离的关系如图中曲线所示．F>0为斥力，F<0为力．a、b、c、d为x轴上四个特
定的位置．现把乙分子从a处由静止释放，则(　　)
A．乙分子由a到b做加速运动，由b到c做减速运动
B．乙分子由a到c做加速运动，到达c时速度最大
C．乙分子由a到b的过程中，两分子间的分子势能一直减小
D．乙分子由b到d的过程中，两分子间的分子势能一直增大
a到c，甲分子受引力作用做加速运动，分子力做正功，分子势能减小
c到d，甲分子受斥力作用做减速运动，分子力做负功，分子势能增大
由图象可得
BC
1．物体的内能：物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能．也叫做物体的热力学能．
2．任何物体都具有内能．因为一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子所组成．
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、温度和体积三个因素决定．
　（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三个因素决定．
三、物体的内能
内能和机械能是两种不同形式的能量,结合下表分析这两种能量的区别和联系.
提示：
内能 机械能
物质的量、物体的
温度和体积及物态
永远不等于零
常见的能量形式
影响因素
大小
对应的运动形式
联系
微观分子热运动
分子动能、
分子势能
在一定条件下可以相互转化
一定条件下
可以等于零
物体的机械运动的速度、
相对于零势能面的高度
或弹性形变量
物体动能、重力
势能或弹性势能
宏观物体机械运动
四、物体的内能跟机械能的区别
1.关于分子动能，正确的说法是(　　)
A．某种物体的温度是0 ℃说明物体中分子的平均动能为零
B．物体温度升高时，每个分子的动能都增大
C．物体温度升高时分子的平均动能增大
D．物体的运动速度越大，则物体的温度越高
分子在永不停息地运动
平均动能增大，但并不是所有分子的动能都增大
说明物体的动能越大，这并不能代表物体内部分子的热运动，物体的温度不一定高
C
2.对于20 ℃的水和20 ℃的水银，下列说法正确的是
(　　)
A．两者的分子平均动能相同
B．水银的分子平均动能比水的大
C．两者的分子平均速率相同
D．水银分子的平均速率比水分子的平均速率小
温度相同，内部的分子平均动能都相等
分子平均动能
水银的分子质量大，平均速率小
AD
3．分子间距增大时，分子势能将 ( )
D
A．增大
B．减小
C．不变
D．不能确定
解析：分子势能如图 所示，由于不知道 r 从何处增大，因此不能确定分子势能的变化情况
4.下列关于物体内能的说法中正确的是(　　)
A．0 ℃的水比0 ℃的冰的内能大
B．物体运动的速度越大，则内能越大
C．水分子的内能比冰分子的内能大
D．100 g 0 ℃的冰比100 g 0 ℃的水的内能小
分子数不确定
机械能
无关
讨论单个分子的内能没有意义
同样质量的冰变成水要吸收热量，物体的内能要增加
D
1.分子力、分子势能与分子间距离的关系(如图2所示)
图2
分子间距离r
r＝r0
r>r0
r分子力F
等于零
表现为引力
表现为斥力
分子力做功W

分子间距增大时，分子力做负功
分子间距减小时，分子力做负功
分子势能Ep
最小
随分子间距的增大而增大
随分子间距的减小而增大
类别比较
内能
机械能
对应的运动形式
微观分子的热运动
宏观物体的机械运动
能量常见形式
分子动能、分子势能
物体的动能、重力势能或弹性势能
能量存在的原因
物体内大量分子的热运动和分子间存在相互作用力
物体做机械运动、被举高或发 生形变
影响因素
物质的量、物体的温度、物体的体积及物态
物体的质量、机械运动的速度、相对于零势能面的高度或弹性形变程度
是否为零
永远不可能等于零
一定条件下可以等于零
联系
在一定条件下可以相互转化
内能与机械能的区别和联系
内能与热量的区别
(1)内能是一个状态量,一个物体在不同的状态下有不同的内能,而热量是一个过程 量,它表示由于传热而引起的内能变化过程中转移的能量,即内能的改变量。
(2)如果没有传热,就无所谓热量,但此时物体仍具有一定的内能。例如,我们不能说 “某物体在某温度时具有多少热量”。
(3)热能是内能通俗而不确切的说法,热量是物体在传热过程中内能转移的多少。
分子动能 分子势能 内能
定义 分子无规则运动的动能 分子间有作用力，由分子间相对位置决定的势能 物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和
影
响
因
素 微
观 分子热运动的剧烈程度 分子距离 分子热运动剧烈程度
分子距离
分子个数
宏
观 温度 体积 温度 体积 质量
分子动能、分子势能和物体的内能的比较
课堂小结
一、分子动能
温度是分子平均动能的标志。
二、分子势能
Ep随r 的变化关系
r0
Ep
r
O
三、内能
决定因素
分子动能
分子势能
体积
分子总数
温度
物质的量
再见！

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