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1、高中物理高中物理物体的内物体的内能能第1页，此课件共28页哦第十一章第十一章分子热运动分子热运动能量守恒能量守恒四、物体的内能四、物体的内能第2页，此课件共28页哦我们知道做机械运动的物体具有机械能，那我们知道做机械运动的物体具有机械能，那么热现象发生过程中，也有相应的能量变化。另么热现象发生过程中，也有相应的能量变化。另一方面，我们又知道热现象是大量分子做无规律一方面，我们又知道热现象是大量分子做无规律热运动产生的。那么热运动的能量与大量的无规热运动产生的。那么热运动的能量与大量的无规律运动有什么关系呢？这是今天学习的问题。律运动有什么关系呢？这是今天学习的问题。第3页，此课件共28页哦分子
2、运动分子平均动能分子运动无规则存在分子动能分子的动能分子做无规则运动而具有的能量物体里所有分子动能的平均值第4页，此课件共28页哦一、分子的动能一、分子的动能1分分子子动动能能：组组成成物物体体的的分分子子由由于于热热运运动动而而具具有有的的能能叫做叫做分子动能分子动能大量分子的运动速率不尽相同，以中等速率者大量分子的运动速率不尽相同，以中等速率者占多数在研究热现象时，有意义的不是一个分子占多数在研究热现象时，有意义的不是一个分子的动能，而是大量分子动能的平均值的动能，而是大量分子动能的平均值2 2平平均均动动能能：物物体体里里所所有有分分子子动动能能的的平平均均值值叫叫做做分分子子热热运动的
3、运动的平均动能平均动能温度温度分子热运动的分子热运动的平均动能平均动能大小与什么量有关？大小与什么量有关？第5页，此课件共28页哦点击下图观看动画演示温度与分子动能的关系点击下图观看动画演示温度与分子动能的关系第6页，此课件共28页哦温度温度 （1 1）宏观含义：温度是表示物体的冷热程度）宏观含义：温度是表示物体的冷热程度 （2 2）微微观观含含义义（即即从从分分子子动动理理论论的的观观点点来来看看）：温温度度是是物物体体分分子子热热运运动动的的平平平平均均均均动动动动能能能能的的的的标标标标志志志志，温温度度越越高高，物物体体分分子热运动的平均动能越大子热运动的平均动能越大温温度度分子总动能
4、从微观上看与分子的个数和平均动能有关分子总动能从宏观上看与物体的质量，摩尔质量和温度有关。第7页，此课件共28页哦具有相同温度的不同物质的两物体分子平均速率不一定相同不一定相同并不相同并不相同分子的平均动能分子总动能相等相等不同分子、不同质量的物体，只要处于同一温度，则它们的分子平均动能就相同；但分子运动的平均速率不同需要注意：第8页，此课件共28页哦分子间存在相互的作用力分子间存在相互的作用力(分子力：引力和斥力分子力：引力和斥力)地面上的物体地面上的物体,由于与地球相互作用由于与地球相互作用重力势能重力势能发生弹性形变的弹簧发生弹性形变的弹簧,相互作用相互作用弹性势能弹性势能分子间相互作用
5、分子间相互作用分子势能分子势能分子势能分子势能: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相对位置所决定的能.第9页，此课件共28页哦地面上的物体地面上的物体,由于与地球相互作用由于与地球相互作用重力势能重力势能发生弹性形变的弹簧发生弹性形变的弹簧,相互作用相互作用弹性势能弹性势能分子间相互作用分子间相互作用分子势能分子势能弹性势能的弹性势能的变化与弹力变化与弹力做功有关做功有关重力势能的重力势能的变化与重力变化与重力做功有关做功有关分子势能的变分子势能的变化与分子力做化与分子力做功有关功有关保守力做正功势能减小保守力
6、做正功势能减小保守力做正功势能减小保守力做正功势能减小保守力做负功势能增大保守力做负功势能增大保守力做负功势能增大保守力做负功势能增大第10页，此课件共28页哦二、分子势能二、分子势能 1 1分分子子势势能能：由由于于分分子子间间存存在在相相互互作作用用力力，并并由由它它们们的的相对位置决定的能叫做相对位置决定的能叫做分子势能分子势能2 2分子力做功跟分子势能变化的关系分子力做功跟分子势能变化的关系 分分子子力力做做正正功功时时，分分子子势势能能减减少少，分分子子力力做做负负功功时，分子势能增加时，分子势能增加第11页，此课件共28页哦如果分子间距离约为10-10m数量级时，分子的作用力的合力
7、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 第12页，此课件共28页哦结论结论：分子间距离以r0为数值基准，r不论减小或增大，分子势能都增大。所以说，分子在平衡位置处是分子势能最低点 rr=r0EpEpEp最小第13页，此课件共28页哦FF斥斥F引引r00r分子力随分子间距的变化图分子力随分子间距的变化图结论结论：分子间距离以r0为数值基准，r不论减小或增大，分子势能
8、都增大。所以说，分子在平衡位置处是分子势能最低点 取分子间距离是无限远时分子势能为零值第14页，此课件共28页哦分子间距离从无限远逐渐减少至r0以前过程，分子间的作用力表现为引力，而且距离减少，分子引力做正功，分子势能不断减小，其数值将比零还小为负值。分子间距离到达r0以后再减小，分子作用力表现为斥力，在分子间距离减小过程中，克服斥力做功，使分子势能增大。其数值将从负值逐渐变大至零，甚至为正值。取分子间距离是无限远时分子势能为零值r第15页，此课件共28页哦3决定分子势能的因素决定分子势能的因素（1）从从 宏宏 观观 上上 看看：分分 子子 势势 能能 跟跟 物物 体体 的的 体体 积积 有有
9、 关关 （2）从从 微微 观观 上上 看看：分分 子子 势势 能能 跟跟 分分 子子 间间 距距 离离r 有有关关1、一般选取两分子间距离很大（、一般选取两分子间距离很大（r r1010r0）时，分子势能为零）时，分子势能为零2、在在rr0的的条条件件下下，分分子子力力为为引引力力，当当两两分分子子逐逐渐渐靠靠近近至至r0过过程程中中，分分子力做正功，分子势能减小子力做正功，分子势能减小3、在在rr0的的条条件件下下，分分子子力力为为斥斥力力，当当两两分分子子间间距距离离增增大大至至r0过过程程中中，分分子子力也做正功，分子势能也减小力也做正功，分子势能也减小当两分子间距离当两分子间距离rr0
10、时，分子势能最小时，分子势能最小第16页，此课件共28页哦三、物体的内能三、物体的内能1 1物物体体的的内内能能：物物体体中中所所有有分分子子做做热热运运动动的的动动能能和和分分子子势势能能的总和叫做的总和叫做物体的内能物体的内能也叫做物体的也叫做物体的热力学能热力学能2 2任任何何物物体体都都具具有有内内能能因因为为一一切切物物体体都都是是由由不不停停地地做做无无规规则热运动并且相互作用着的分子所组成则热运动并且相互作用着的分子所组成3 3决定物体内能的因素决定物体内能的因素（1 1）从从宏宏观观上上看看：物物体体内内能能的的大大小小由由物物体体的的摩摩尔尔数数、温温度度和体积三个因素决定和
11、体积三个因素决定（2 2）从从微微观观上上看看：物物体体内内能能的的大大小小由由组组成成物物体体的的分分子子总总数数，分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定第17页，此课件共28页哦1能能量量的的形形式式不不同同物物体体的的内内能能和和物物体体的的机机械械能能分分别别跟跟两两种种不不同同的的运运动动形形式式相相对对应应，内内能能是是由由于于组组成成物物体体的的大大量量分分子子的的热热运运动动及及分分子子间间的的相相对对位位置置而而使使物物体体具具有有的的能能而而机机械械能能是是由由于于整整个个物物体体的的机机械械运运动动及及其与它物体间相对
12、位置而使物体具有的能其与它物体间相对位置而使物体具有的能2决决定定能能量量的的因因素素不不同同内内能能只只与与物物体体的的温温度度和和体体积积有有关关，而而与与整整个个物物体体的的运运动动速速度度路路物物体体的的相相对对位位置置无无关关机机械械能能只只与与物物体体的的运运动动速速度度和和跟跟其其他他物物体体的的相相对对位位置置有有关关，与与物物体体的的温温度度体体积无关积无关3一一个个具具有有机机械械能能的的物物体体，同同时时也也具具有有内内能能；一一个个具具有有内内能能的的物物体不一定具有机械能体不一定具有机械能四、物体的内能跟机械能的区别四、物体的内能跟机械能的区别第18页，此课件共28页
13、哦 物 体 的 内 能分子因热运动而具有的能量同温度下各分子的分子动能K 不同分子动能的平均值仅和温度有关分分 子子动动 能能分子间因有相互作用力而具有的、由它们相对位置决定的能量 rr0时,rP;0时,rP。0时，P最低P随物态的变化而变化分分 子子势势 能能物体内所有分子的K 和P 总和物体的内能与温度和体积有关物物体体内内能能第19页，此课件共28页哦例题：例题：有有甲甲、乙乙两两种种气气体体，如如果果甲甲气气体体内内分分子子平平均均速速率率比乙气体内平均速率大，则（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
14、甲气体温度一定低于乙气体的温度C甲甲气气体体的的温温度度可可能能高高于于也也可可能能低低于于乙乙气气体体的的温温度度D甲甲气气体体的的每每个个分分子子运运动动都都比比乙乙气气体体每每个个分分子子运运动动的快的快第20页，此课件共28页哦解析：解析：A认认为为气气体体分分子子平平均均速速率率大大，温温度度就就高高，这这是是对对气气体体温温度度的的微微观观本本质质的的错错误误认认识识，气气体体温温度度是是气气体体分分子子平平均均动动能能的的标标志志，而而分分子子的的平平均均动动能能不不仅仅与与分分子子的的平平均均速速率率有有关关，还还与与分分子子的的质量有关质量有关本本题题涉涉及及两两种种不不同同
15、气气体体（即即分分子子质质量量不不同同），它它们们的的分分子子质质量量无无法法比比较较因因而而无无法法比比较较两两种种气气体体温温度度的的高高低低故故A、B错错，C正正确确，速速率率的的平平均均值值大大，并并不不一一定定每每个个分分子子速速率都大，故率都大，故D错错所以，正确选项是所以，正确选项是C第21页，此课件共28页哦例1：一定质量的 的冰熔解成 的水，其总的分子动能EK，分子势能EP，以及内能E的变化是（）A EK、EP、E均变大B EK、EP、E均变小C EK不变、EP 变大、E变大D EK不变、EP 变小、E变小例2：下列说法正确的有（）A某气体的温度是 ，则该气体中每一个分子的温
16、度也是 B运动快的分子温度较高，运动慢的分子温度较低C如果一摩尔物质的内能为E，则每个分子的内能为 E/NA（NA为阿伏伽德罗常数）D以上说法均不对CD第22页，此课件共28页哦例例3：质量相同的氢气和氧气，温度相同，下列说法正确的：质量相同的氢气和氧气，温度相同，下列说法正确的是（是（）A每个氧分子的动能都比每个氢分子的动能大每个氧分子的动能都比每个氢分子的动能大B每个氢分子的速率都比每个氧分子的速率大每个氢分子的速率都比每个氧分子的速率大C两种气体分子平均动能一定相等两种气体分子平均动能一定相等D两种气体分子的平均速率一定相等两种气体分子的平均速率一定相等例例4：有两个分子，用：有两个分子
17、，用r表示它们之间的距离，当表示它们之间的距离，当r=r0时，两分时，两分子间的斥力和引力相等，使两分子从相距很远处（子间的斥力和引力相等，使两分子从相距很远处（rr0）逐）逐渐靠近，直至不能靠近为止（渐靠近，直至不能靠近为止（rr0）在整个过程中两分子间）在整个过程中两分子间相互作用的势能（相互作用的势能（）A一直增加一直增加B一直减小一直减小C先增加后减小先增加后减小D先减小后增加先减小后增加CD第23页，此课件共28页哦例例5：若已知分子势能增大，则在这个过程中（：若已知分子势能增大，则在这个过程中（）A一定克服分子力做功一定克服分子力做功B分子力一定减小分子力一定减小C分子间距离的变化
18、情况无法确定分子间距离的变化情况无法确定D以上说法都不正确以上说法都不正确A C第24页，此课件共28页哦例例6：用力拉着铁块在水平面上运动，铁块内：用力拉着铁块在水平面上运动，铁块内能和机械能有没有变化？能和机械能有没有变化？【解析解析】当地面光滑时，铁块由受到外力后将做加速运当地面光滑时，铁块由受到外力后将做加速运动，速度越来越大，但势能保持不变，所以铁块的机械动，速度越来越大，但势能保持不变，所以铁块的机械能增加，增加的机械能等于外力对它所做的功由于运能增加，增加的机械能等于外力对它所做的功由于运动过程中，铁块所含的分子数，分子无规则运动的平均动过程中，铁块所含的分子数，分子无规则运动的
19、平均动能和分子势能都不变化，因而铁块内能不变动能和分子势能都不变化，因而铁块内能不变当地面不光滑时，铁块运动中时刻受摩擦力的作用，当地面不光滑时，铁块运动中时刻受摩擦力的作用，若所受外力等于地面摩擦力，铁块将匀速运动，机械能若所受外力等于地面摩擦力，铁块将匀速运动，机械能不变若所受外力大于地面的摩擦力，铁块做加速运动，不变若所受外力大于地面的摩擦力，铁块做加速运动，克服摩擦做功将机械能转变为内能，其中一部分使铁块克服摩擦做功将机械能转变为内能，其中一部分使铁块温度升高，分子的平均动能增大，铁块的机械能和内能温度升高，分子的平均动能增大，铁块的机械能和内能都增加都增加第25页，此课件共28页哦决
20、定物体内能的因素决定物体内能的因素（1）从从宏宏观观上上看看：物物体体内内能能的的大大小小由由物物体体的的摩摩摩摩尔尔尔尔数数数数、温温温温度和体积度和体积度和体积度和体积 三个因素决定三个因素决定（2）从从微微观观上上看看：物物体体内内能能的的大大小小由由组组成成物物体体的的分分分分子子子子总总总总数数数数，分分分分子热运动的平均动能和分子间的距离子热运动的平均动能和分子间的距离子热运动的平均动能和分子间的距离子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定三个因素决定物体内能是可以被改变的！物体内能是可以被改变的！通过什么途径可以改变物体内能？通过什么途径可以改变物体内能？第27页，此课件共28页哦第28页，此课件共28页哦