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高中物理 选择性必修三
1.4 分子动能和分子势能
一、分子动能
问题1：什么是分子的动能
分子动能：分子由于做热运动而具有的能量。
问题2：在热现象的研究中，我们关心的是单个运动分子的表现，还是大量分子运动的宏观表现
由于分子运动的无规则性，在某时刻物体内部各个分子的动能大小不一，即使是同一个分子，在不同时刻的动能也是不同的。因此在热现象的研究中，研究单个分子意义不大，我们关心的是组成系统的大量分子整体表现出来的热学性质。所以，单个分子的动能没有意义，我们关心的是所有分子的动能的平均值，即分子的平均动能。
阅读教材第14页“分子动能”部分
问题3：什么是分子的平均动能
物体内所有分子动能的平均值叫做分子的平均动能。
问题4：决定分子平均动能大小的因素是什么
温度。
由于温度越高，分子热运动越剧烈，分子热运动的平均动能越大。温度是分子热运动的平均动能的标志。也就是说，只要温度相同，不同物质的分子的平均动能就相同。但由于不同物质分子的质量不一定相同，所以温度相同时不同物质分子的平均速率不一定相同。
注意：物体温度升高，分子热运动加剧，分子的平均动能增大，但不是每一个分子的动能都增大。
问题5：从宏观角度和微观角度如何理解温度的含义
（1）宏观角度：温度是物体冷热程度的标志。
（2）微观角度（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。
思考判断
(1)温度反映了每个分子热运动的剧烈程度( )
(2)温度是分子平均动能的标志( )
(3)温度升高时物体的每个分子的动能都将增大( )
×
√
×
二、分子势能
问题1：分子间作用力与分子间距离有什么关系
r
F
F分
r0
0
说明：
(1) r=r0，F合=0。
(2) r＞r0， F合表现为引力。
(3) r＜r0，F合表现为斥力。
阅读教材第14～15页“分子势能”部分
问题2：分子间有势能吗？什么叫分子势能
由于分子间存在着分子力作用，因此分子组成的系统也存在着由分子间的相互位置决定的势能，这种势能叫做分子势能。
问题3：分子势能的转化通过什么途径实现？有什么特点
分子势能的转化通过分子力做功来实现。
（1）分子力做正功，分子势能减少。
（2）分子力做负功，分子势能增加。
问题4：分子势能与分子间距离的关系？
假定两个分子的距离为无穷远时它们的分子势能为0。
分子势能最小与分子势能为零不是一回事！
二、分子势能
1.定义：分子间由分子力和分子间的相对位置决定的势能。
2.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。
思考判断
(1)物体的体积越大，分子势能越大。( )
(2)当分子间距离r＝r0时，分子间合力为0，所以分子势能为0。 ( )
(3)当r→∞时，分子势能最小，且为0。 ( )
(4)当分子间距离由0逐渐增大到∞时，分子势能先减小后增大。 ( )
(5)当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大。 ( )
×
×
×
√
√
问题1：什么叫做物体的内能
物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。
问题2：影响物体内能大小的因素有哪些
物质的量（分子个数）、温度、体积
三、内能 阅读教材第15页“内能”部分
普遍性：组成任何物体的分子都在做着无规则的热运动，所以任何物体都具有内能。
同时也受物态变化的影响。
判断物体内能的改变
(1)物质的量→物体所含分子数
(2)温度→分子平均动能
(3)体积→分子间相对位置，即分子势能
(4)物态变化→物体温度或体积改变→内能变化　　　　　　
　　　能量名称 比较项目　　　 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
能量常见的形式 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 由物体内大量分子的无规则热运动和分子间相对位置决定 由物体做机械运动、与地球相对位置或物体形变决定
影响因素 物质的量、物体的温度、体积和物态 物体做机械运动的速度、离地高度(或相对于零势能面的高度)或弹性形变
是否为零 永远不能等于零 一定条件下可以等于零
联系 在一定条件下可以相互转化 问题3：物体的内能与机械能有什么区别与联系
备课资料
单个分子的动能 (1)物体由大量分子组成。
(2)分子在永不停息地做无规则热运动，每个分子的动能大小不同，并且时刻在变化。
(3)热现象是大量分子无规则运动的宏观表现，探究个别分子的动能没有实际意义。
分子的平均动能 (1)温度是大量分子无规则热运动的宏观表现，具有统计意义。温度升高，分子的平均动能增大，但不是每一个分子的动能都增大，个别分子的动能可能增大，也可能减小，但总体上所有分子的动能之和一定是增加的。
(2)虽然同一温度下，不同物质的分子热运动的平均动能相同，但由于不同物质的分子质量不尽相同，平均速率大小一般不相同。
物态变化对内能的影响：一些物质在物态发生变化时，如冰的熔化、水在沸腾时变为水蒸气，温度不变。此过程中分子的平均动能不变，由于分子间的距离变化，分子势能变化，所以物体的内能变化。
备课资料
1.关于内能，下列说法正确的是(　　)
A.1 g 100 ℃的水的内能小于1 g 100 ℃的水蒸气的内能
B.质量、温度、体积都相等的物体的内能一定相等
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.一木块被举高，组成该木块的所有分子的分子势能都增大
E.温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大
ACE
课堂练习
AB
2.当氢气和氧气的质量和温度都相同时，下列说法中正确的是(　 　)A.两种气体分子的平均动能相等B.氢气分子的平均速率大于氧气分子的平均速率C.两种气体分子热运动的总动能相等D.两种气体分子热运动的平均速率相等
B

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