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1.4 分子动能和分子势能
第一章 分子动理论
Ek=mv2/2（动能）
运动着的篮球
无规则热运动的分子
__？__能
分子间也存在相互作用力，那么，分子间是否存在势能呢？如果存在，有什么特点呢？这节课，我们就一起来学习一下有关分子动能和分子势能的知识。
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量。
物体中分子热运动的速率大小不一，所以各个分子的动能也有大有小，而且在不断改变。在热现象的研究中，研究单个分子意义不大，因为其毫无规则可言，我们关心的是组成系统的大量分子动能的平均值。
2. 分子平均动能：物体内所有分子的动能的平均值。
【决定因素】
物体的温度是分子热运动的平均动能的标志。
思考1：零度的水结成零度的冰，分子平均动能变了吗？平均速率变了吗？
思考2：同一温度下，不同物质分子的平均动能是否相同？不同物质分子的平均速率是否相同？
物质分子的平均动能只由温度决定
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．
思考3：温度升高时，分子的平均动能增大，那每一个分子的动能都会增大吗？
温度是大量分子运动的集体表现，所以不一定
思考4：物体做高速运动时，其分子的平均动能会增大吗？
不会，物质分子的平均动能只由温度决定，并且分子的平均动能与宏观物体运动的动能无关.
一、分子动能
注意：
1．分子的平均动能只与温度有关，与物体的种类及所处的状态无关。
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。
一、分子动能
3.分子的总动能：
所有分子热运动的动能总和。
与分子的 总个数 和 平均动能 有关
与 物质的量 和 温度 有关
①微观上看：
②宏观上看：
一、分子动能
【决定因素】
分子的总动能=分子平均动能×分子数
1.有甲、乙两种气体，如果甲气体内分子平均速率比乙气体内平均速率大，则（ ）
A．甲气体温度一定高于乙气体的温度
B．甲气体温度一定低于乙气体的温度
C．甲气体的温度可能高于也可能低于乙气体的温度
D．甲气体的每个分子运动都比乙气体每个分子运动的快
例题
C
地面上的物体,由于与地球有相互作用
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
1.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、分子势能
②当r < r0时，分子力表现为 。分子间距离减小，斥力做 ，分子势能 。
①当r > r0时，分子力表现为 。分子间距离减小，引力做 ，分子势能 。
③当r=r0时，分子势能 。
2.分子势能与分子间距离的关系
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，分子间的作用力做功，分子势能的大小发生改变。
二、分子势能
试由功能关系分析分子势能的变化
引力
正功
减小
斥力
负功
增大
最小
r
r0
F
r > r0
r减小，F正功,
Ep减小
无限远时分子势能EP=0
EP
当r=r0时,分子势能最小且小于零
3.分子力、分子势能与分子间距离的关系图像
r < r0
r减小，
F负功,
Ep增大
二、分子势能
①分子力：
矢量（大小看绝对值，正负号代表分子力的表现形式）
随着分子间距r的增大：分子力先减小，再增大，再减小。
②分子势能：
相对性:与零势能的选取有关
标量（“正”的分子势能 >“负”的分子势能）
随着分子间距r的增大：分子势能先减小，后增大。
3.分子力、分子势能与分子间距离的关系图像
二、分子势能
4.决定分子势能的因素：
从宏观上看：分子势能跟物体的体积有关。
从微观上看：分子势能跟分子间距离r有关。
注意：物体的体积增大，分子势能不一定增大。
例如：相同质量0℃的水和0℃的冰，冰的体积大，但水分子的势能大于冰分子的势能.
二、分子势能
例2.（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。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
BC
例3.(多选)如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子沿x轴运动，两分子间的分子势能Ep与两分子间距离的变化关系如图中曲线所示。图中分子势能的最小值为-E0。若两分子所具有的总能量为0，则下列说法中正确的是(　　)
A.乙分子在P点(x=x2)时,其动能为E0
B.乙分子在P点(x=x2)时,加速度最大
C.乙分子在Q点(x=x1)时,处于平衡状态
D.乙分子的运动范围为x≥x1
AD
1.内能定义：
物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和。
说明：一切物体都具有内能
2.内能的决定因素：
宏观：
物体的摩尔数
温度
体积
微观：
分子总数
分子平均动能
分子势能（分子间距）
内能是对大量分子而言的，对单个分子来说无意义。
三、内能
内能=分子动能+分子势能
3.物体的内能跟机械能的区别与联系
内能 机械能
对应的运动形式
常见的能量形式
影响因素
大小
联系 物质的量、物体的
温度和体积及物态
永远不等于零
微观分子热运动
分子动能、分子势能
一般的物体具有内能还会具有机械能，两者没有内在的必然联系。但一定条件下可以相互转换，例如摩擦生热。
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
三、内能
课堂小结：
分子动能和分子势能
分子动能
分子势能
物体的内能决定因素
温度是分子平均动能的标志。
分子势能与分子间距离的关系
决定分子势能的因素
分子动能
分子势能
体积
分子总数
温度
物质的量
1.（多选）如图所示为分子间的引力和斥力随分子间距离变化的图像，当时，引力和斥力大小相等，以下说法正确的是( )
A.r＞r0时，随着分子间距离的增大，
引力和斥力的合力逐渐减小
B.r＝r0时，引力和斥力的合力最小
C.r＝r0时，分子势能最小
D.r＞r0时，随着分子间距离的增大，分子势能一直减小
BC
课堂练习：
2.如果取两个分子相距无穷远时的分子势能为零，平衡距离为r0，则下面说法中正确的有( )
A.当两分子间距在r0和10 r0之间时，分子势能一定为负值
B.当两分子间距为r0时，分子间没有相互作用力
C.当两分子间距为r0时，分子势能为零
D.当两分子间距小于r0时，分子势能一定为正值
A
课堂练习：
3.下列说法中正确的是(　　)
A．温度低的物体内能小
B．温度低的物体分子运动的平均速率小
C．物体做加速运动时速度越来越大，物体内分子的平均动能也越来越大
D．物体体积改变，内能可能不变
D
4．分子间距增大时，分子势能将 ( )
A．增大
B．减小
C．不变
D．不能确定
D
5.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
D

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