【物理】分子动能和分子势能-2023-2024学年高二人教版2019选择性必修第三册.pptx
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1、高中物理选择性必修第三册第一章:分子动理论第4节:分子动能和分子势能第4节分子动能和分子势能 地面附近的物体所受的重力是地面附近的物体所受的重力是G G,由于重力做功具,由于重力做功具有跟路径无关的特点,所以存在重力势能。重力势能有跟路径无关的特点,所以存在重力势能。重力势能由地球和物体的相对位置决定。分子间的作用力做功由地球和物体的相对位置决定。分子间的作用力做功是否也具有这一特点呢?是否也具有这一特点呢?G 导入新课复习势能的概念 分子不停地做无规则运动,分子不停地做无规则运动,那么,那么,像一切运动着的物体一样像一切运动着的物体一样,做热运动的分子做热运动的分子也也具有动能具有动能,这这
2、就是就是分子动能分子动能。物体内大量分子永不停息地做无规则热运动,对于每个分子来说都有无规则运物体内大量分子永不停息地做无规则热运动,对于每个分子来说都有无规则运动的动能。由于物体内各个分子的速率大小不同,因此,各个分子的动能大小也不动的动能。由于物体内各个分子的速率大小不同,因此,各个分子的动能大小也不同。又因为热现象是大量分子无规则运动的结果,所以研究个别分子运动的动能是同。又因为热现象是大量分子无规则运动的结果,所以研究个别分子运动的动能是非常困难、也是没有必要的。于是要研究大量分子热运动的动能,只有将所有分子非常困难、也是没有必要的。于是要研究大量分子热运动的动能,只有将所有分子热运动
3、动能的平均值求出来才有意义,这个平均值就叫做分子热运动的平均动能。热运动动能的平均值求出来才有意义,这个平均值就叫做分子热运动的平均动能。分子的动能1 1、分子动能、分子动能2 2、分子平均动能、分子平均动能 在在热现象的研究中热现象的研究中,我们,我们关心的是关心的是组成系统的组成系统的大量分子整体表现大量分子整体表现出来出来的热学的热学性质性质,因而,这里重要的不是系统中某个分子的动能大小,而是,因而,这里重要的不是系统中某个分子的动能大小,而是所有分子的动能所有分子的动能的平均值。的平均值。这个平均值叫作分子热运动的这个平均值叫作分子热运动的平均动能平均动能。物体中分子热运动的物体中分子
4、热运动的速率大小不速率大小不一一,所以各个分子的所以各个分子的动能也有大动能也有大有小有小,而且在而且在不断改变不断改变。分子的动能3 3、温度、温度 温度是描述物体大量分子温度是描述物体大量分子无规则运动剧烈程无规则运动剧烈程度度的物理量。的物理量。温度升高温度升高时,分子的时,分子的热运动加剧热运动加剧,温度越高,分子热运动的温度越高,分子热运动的平均动能越大平均动能越大。温度越。温度越低,分子热运动的平均动能越小。低,分子热运动的平均动能越小。宏观宏观含义含义:温度是描述物体冷热程度的物理量:温度是描述物体冷热程度的物理量微观含义:微观含义:温度温度是分子热运动的平均动能的标志是分子热运
5、动的平均动能的标志温度是分子热运动平均动能的唯一标志。分子的动能4 4、注意:、注意:温度升高,分子的平均动能一定增大,但并不代表所有分子的动能都增大。温度升高,分子的平均动能一定增大,但并不代表所有分子的动能都增大。分子的平均动能只与温度有关,与物体的种类分子的平均动能只与温度有关,与物体的种类 及所处的状态无关及所处的状态无关 由于不同物质的分子质量一般不同,所由于不同物质的分子质量一般不同,所以以同一温度下,不同物质的分子热运动的平同一温度下,不同物质的分子热运动的平均动能相同,但平均速率一般不同。均动能相同,但平均速率一般不同。分子的动能5 5 5 5、分子的总动能:、分子的总动能:、
6、分子的总动能:、分子的总动能:所有分子热运动的动能总和所有分子热运动的动能总和等于分子的平均动能等于分子的平均动能与与与与分子数的分子数的乘积乘积乘积乘积。与分子的与分子的与分子的与分子的 总个数总个数总个数总个数 和和和和 平均动能平均动能平均动能平均动能 有关有关有关有关与与与与 物质的量物质的量物质的量物质的量 和和和和 温度温度温度温度 有关有关有关有关微观微观微观微观上看:上看:宏观宏观宏观宏观上看:上看:分子的动能 地面附近的物体与地球之间有地面附近的物体与地球之间有引力引力的作用,物体被举高后,的作用,物体被举高后,地球和这个物体组成的系统就具有了势能。地球和这个物体组成的系统就
7、具有了势能。用弹簧连接的两个物体,把弹簧拉伸或压缩后,两物体之用弹簧连接的两个物体,把弹簧拉伸或压缩后,两物体之间存在力(间存在力(引力或斥力引力或斥力)的作用,这个系统也具有了势能。)的作用,这个系统也具有了势能。总之,如果宏观物体之间存在总之,如果宏观物体之间存在引力或斥力引力或斥力,它们组成的,它们组成的系统就具有势能,势能是由物体间的系统就具有势能,势能是由物体间的相互位置相互位置决定的。决定的。我们知道分子之间也存在相互作用的引力和斥力,所以我们知道分子之间也存在相互作用的引力和斥力,所以分子间有势能?分子间有势能?分子的势能思考势能的概念分子的势能分子势能:由分子力和分子间的相对位
8、置决定的势能。取无穷远处分子势能为取无穷远处分子势能为0 0分子力所分子力所做的功做的功等于等于分子势能的减少分子势能的减少当当rr0 0时,时,r不断减小,分子力做正功越来不断减小,分子力做正功越来 越多,越多,分子势能越来越小分子势能越来越小。当当rr0 0时,时,r不断减小,分子力做负功越不断减小,分子力做负功越 来越多,来越多,分子势能越来越大分子势能越来越大。当当r=r0 0时,时,分子势能最小且小于分子势能最小且小于0 0。物体的体积变化时,分子间距离将发生变化,因而物体的体积变化时,分子间距离将发生变化,因而分子势能随之改变。可见,分子势能随之改变。可见,分子势能与物体的体积有关
9、分子势能与物体的体积有关。【决定分子势能的因素决定分子势能的因素】:从宏观上看从宏观上看:分子势能跟物体的体积有关。:分子势能跟物体的体积有关。从微观上看从微观上看:分子势能跟分子间距离:分子势能跟分子间距离r有关。有关。试结合分子力与分子距离的关系图,画出分子势能与两分子之间的距离关系图分子的势能物体的内能1 1、内能(、内能(internal energyinternal energy):):物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和。物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和。内能普遍性:内能普遍性:任何物体都具有内能任何物体都具有内能一切物体都是一切物体都是由分子组成由分子组成所有分子
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