高二物理 物體的內(nèi)能 ppt

1、第十一章第十一章 分子熱運動分子熱運動 能量守恒能量守恒 四、物體的內(nèi)能四、物體的內(nèi)能 分子運動 分子平均動能 分子運動無規(guī)則存在分子動能 一、分子的動能 分子做無規(guī)則運 動而具有的能量 物體里所有分子動能的平均值 一、分子的動能一、分子的動能 1分子動能：組成物體的分子由于熱運動而具有的分子動能：組成物體的分子由于熱運動而具有的 能叫做能叫做分子動能分子動能 大量分子的運動速率不盡相同，以中等速率大量分子的運動速率不盡相同，以中等速率 者占多數(shù)在研究熱現(xiàn)象時，有意義的不是一個者占多數(shù)在研究熱現(xiàn)象時，有意義的不是一個 分子的動能，而是大量分子動能的平均值分子的動能，而是大量分子動能的平均值 2

2、 2平均動能：物體里所有分子動能的平均值叫做分平均動能：物體里所有分子動能的平均值叫做分 子熱運動的子熱運動的平均動能平均動能 溫度溫度 分子熱運動的分子熱運動的平均動能平均動能 大小與什么量有關(guān)？大小與什么量有關(guān)？ 溫度溫度 （1 1）宏觀含義：溫度是表示物體的冷熱程度）宏觀含義：溫度是表示物體的冷熱程度 （2 2）微觀含義（即從分子動理論的觀點來看）：）微觀含義（即從分子動理論的觀點來看）： 溫度是物體分子熱運動的溫度是物體分子熱運動的，溫度溫度 越高，物體分子熱運動的平均動能越大越高，物體分子熱運動的平均動能越大 溫溫 度度 4.4.分子總動能 微觀: 與分子的個數(shù)和平均動能有關(guān) 宏觀：

3、與物體的質(zhì)量，摩爾質(zhì)量和溫度有關(guān)。 分子平均速率分子的平均動能分子總動能 不同分子、不同質(zhì)量的物體，只要處于同一溫度， 則它們的分子平均動能就相同；但分子運動的平均 速率不同 分子間存在相互的作用力分子間存在相互的作用力( (分子力：引力和斥力分子力：引力和斥力) ) 地面上的物體地面上的物體, ,由于與地球相互作用由于與地球相互作用重力勢能重力勢能 發(fā)生彈性形變的彈簧發(fā)生彈性形變的彈簧, , 相互作用相互作用彈性勢能彈性勢能 分子間相互作用分子間相互作用 分子勢能分子勢能 分子勢能分子勢能: :分子間存在著相互作用力，因此分子間所具有的由分子間存在著相互作用力，因此分子間所具有的由 它們的相

4、對位置所決定的能它們的相對位置所決定的能. 二、分子勢能二、分子勢能 地面上的物體地面上的物體, ,由于與地球相互作用由于與地球相互作用重力勢能重力勢能 發(fā)生彈性形變的彈簧發(fā)生彈性形變的彈簧, , 相互作用相互作用彈性勢能彈性勢能 分子間相互作用分子間相互作用 分子勢能分子勢能 彈性勢能的彈性勢能的 變化與彈力變化與彈力 做功有關(guān)做功有關(guān) 重力勢能的重力勢能的 變化與重力變化與重力 做功有關(guān)做功有關(guān) 分子勢能的分子勢能的 變化與分子變化與分子 力做功有關(guān)力做功有關(guān) 1 1分子勢能：由于分子間存在相互作用力，并由分子勢能：由于分子間存在相互作用力，并由 它們的相對位置決定的能叫做它們的相對位置決

5、定的能叫做分子勢能分子勢能 2 2分子力做功跟分子勢能變化的關(guān)系分子力做功跟分子勢能變化的關(guān)系 分子力做正功時，分子勢能減少，分子力做分子力做正功時，分子勢能減少，分子力做 負(fù)功時，分子勢能增加負(fù)功時，分子勢能增加 如果分子間距離約為10-10m數(shù) 量級時，分子的作用力的合力 為零，此距離為r0。 當(dāng)分子距離小于r0時，分子間的 作用力表現(xiàn)為斥力，要減小分子 間的距離必須克服斥力做功，因 此，分子勢能隨分子間距離的減 小而增大。 如果分子間距離大于r0時，分 子間的相互作用表現(xiàn)為引力， 要增大分子間的距離必須克服 引力做功，因此，分子勢能隨 分子間的距離增大而增大 結(jié)論結(jié)論：分子間距離以r0為

6、數(shù)值基準(zhǔn)，r不論減小或增大，分子勢能都增 大。所以說，分子在平衡位置處是分子勢能最低點 r r = r0 EpEp Ep最小 分子力隨分子間距的變化圖分子力隨分子間距的變化圖 結(jié)論結(jié)論：分子間距離以r0為數(shù)值基準(zhǔn)，r不論減小或增大，分子勢能都增 大。所以說，分子在平衡位置處是分子勢能最低點 取分子間距離是無限 遠(yuǎn)時分子勢能為零值 分子間距離從無限遠(yuǎn)逐漸減少至r0以前過程，分子間的作用力 表現(xiàn)為引力，而且距離減少，分子引力做正功，分子勢能不斷 減小，其數(shù)值將比零還小為負(fù)值。 分子間距離到達(dá)r0以后再減小，分子作用力表現(xiàn)為斥力，在分 子間距離減小過程中，克服斥力做功，使分子勢能增大。其數(shù) 值將從負(fù)

7、值逐漸變大至零，甚至為正值。 取分子間距離是無限遠(yuǎn)時分子勢能為零值 r 3決定分子勢能的因素決定分子勢能的因素 （ 1 ） 從 宏 觀 上 看 ： 分 子 勢 能 跟 物 體 的 體 積 有 關(guān) ） 從 宏 觀 上 看 ： 分 子 勢 能 跟 物 體 的 體 積 有 關(guān) （ 2 ） 從 微 觀 上 看 ： 分 子 勢 能 跟 分 子 間 距 離） 從 微 觀 上 看 ： 分 子 勢 能 跟 分 子 間 距 離 r 有 關(guān) 有 關(guān) 1、一般選取兩分子間距離很大（、一般選取兩分子間距離很大（ r r1010r0 ）時，分子勢能為零）時，分子勢能為零 2、在、在rr0的條件下，分子力為引力，當(dāng)兩分子

8、逐漸靠近至的條件下，分子力為引力，當(dāng)兩分子逐漸靠近至r0過程過程 中，分子力做正功，分子勢能減小中，分子力做正功，分子勢能減小 3、在、在rr0的條件下，分子力為斥力，當(dāng)兩分子間距離增大至的條件下，分子力為斥力，當(dāng)兩分子間距離增大至r0過過 程中，分子力也做正功，分子勢能也減小程中，分子力也做正功，分子勢能也減小 當(dāng)兩分子間距離當(dāng)兩分子間距離rr0時，分子勢能最小時，分子勢能最小 三、物體的內(nèi)能三、物體的內(nèi)能 1 1物體的內(nèi)能：物體中所有分子做熱運動的動能和分子勢能物體的內(nèi)能：物體中所有分子做熱運動的動能和分子勢能 的總和叫做的總和叫做物體的內(nèi)能物體的內(nèi)能也叫做物體的也叫做物體的熱力學(xué)能熱力學(xué)

9、能 2 2任何物體都具有內(nèi)能因為一切物體都是由不停地做無規(guī)任何物體都具有內(nèi)能因為一切物體都是由不停地做無規(guī) 則熱運動并且相互作用著的分子所組成則熱運動并且相互作用著的分子所組成 3 3決定物體內(nèi)能的因素決定物體內(nèi)能的因素 （1 1）從宏觀上看：物體內(nèi)能的大小由物體的摩爾數(shù)、溫度）從宏觀上看：物體內(nèi)能的大小由物體的摩爾數(shù)、溫度 和體積三個因素決定和體積三個因素決定 （2 2）從微觀上看：物體內(nèi)能的大小由組成物體的分子總數(shù)，）從微觀上看：物體內(nèi)能的大小由組成物體的分子總數(shù)， 分子熱運動的平均動能和分子間的距離三個因素決定分子熱運動的平均動能和分子間的距離三個因素決定 1.決定能量的因素不同內(nèi)能只與

10、物體的決定能量的因素不同內(nèi)能只與物體的 溫度溫度和和體積體積有關(guān)，而與整個物體的運動速有關(guān)，而與整個物體的運動速 度和物體的相對位置無關(guān)機(jī)械能只與物度和物體的相對位置無關(guān)機(jī)械能只與物 體的體的運動速度運動速度和和跟其他物體的相對位置跟其他物體的相對位置有有 關(guān)，與物體的溫度體積無關(guān)關(guān)，與物體的溫度體積無關(guān) 2一個具有機(jī)械能的物體，同時也具有一個具有機(jī)械能的物體，同時也具有 內(nèi)能；一個具有內(nèi)能的物體不一定具有機(jī)內(nèi)能；一個具有內(nèi)能的物體不一定具有機(jī) 械能械能 四、物體的內(nèi)能跟機(jī)械能的區(qū)別四、物體的內(nèi)能跟機(jī)械能的區(qū)別 物 體 的 內(nèi) 能 分子因熱運動而具有的能量 同溫度下各分子的分子動能K 不同 分

11、子動能的平均值僅和溫度有關(guān) 分 子分 子 動 能動 能 分子間因有相互作用力而具有的、由它 們相對位置決定的能量 rr0時,rP;0時,rP。 0時，P最低 P隨物態(tài)的變化而變化 分 子分 子 勢 能勢 能 物體內(nèi)所有分子的K 和P 總和 物體的內(nèi)能與溫度和體積有關(guān) 物體物體 內(nèi)能內(nèi)能 例題：例題： 有甲、乙兩種氣體，如果甲氣體內(nèi)分子平均速有甲、乙兩種氣體，如果甲氣體內(nèi)分子平均速 率比乙氣體內(nèi)平均速率大，則（率比乙氣體內(nèi)平均速率大，則（ ） A甲氣體溫度一定高于乙氣體的溫度甲氣體溫度一定高于乙氣體的溫度 B甲氣體溫度一定低于乙氣體的溫度甲氣體溫度一定低于乙氣體的溫度 C甲氣體的溫度可能高于也可

12、能低于乙氣體甲氣體的溫度可能高于也可能低于乙氣體 的溫度的溫度 D甲氣體的每個分子運動都比乙氣體每個分甲氣體的每個分子運動都比乙氣體每個分 子運動的快子運動的快 解析：解析： A認(rèn)為氣體分子平均速率大，溫度就高，這是對氣認(rèn)為氣體分子平均速率大，溫度就高，這是對氣 體溫度的微觀本質(zhì)的錯誤認(rèn)識，氣體溫度是氣體分體溫度的微觀本質(zhì)的錯誤認(rèn)識，氣體溫度是氣體分 子平均動能的標(biāo)志，而分子的平均動能不僅與分子子平均動能的標(biāo)志，而分子的平均動能不僅與分子 的平均速率有關(guān)，還與分子的質(zhì)量有關(guān)的平均速率有關(guān)，還與分子的質(zhì)量有關(guān) 本題涉及兩種不同氣體（即分子質(zhì)量不同），它們本題涉及兩種不同氣體（即分子質(zhì)量不同），它

13、們 的分子質(zhì)量無法比較因而無法比較兩種氣體溫度的分子質(zhì)量無法比較因而無法比較兩種氣體溫度 的高低故的高低故A、B錯，錯，C正確，速率的平均值大，并正確，速率的平均值大，并 不一定每個分子速率都大，故不一定每個分子速率都大，故D錯錯 所以，正確選項是所以，正確選項是C 10Kg 500C 水分子的平均動能水分子的平均動能_1Kg 500C 水水 分子平均動能分子平均動能 10Kg 500C 水的內(nèi)能水的內(nèi)能_ 1Kg 500C 的水的內(nèi)能的水的內(nèi)能 例例3：質(zhì)量相同的氫氣和氧氣，溫度相同，下列說法正確：質(zhì)量相同的氫氣和氧氣，溫度相同，下列說法正確 的是（的是（ ） A每個氧分子的動能都比每個氫分

14、子的動能大每個氧分子的動能都比每個氫分子的動能大 B每個氫分子的速率都比每個氧分子的速率大每個氫分子的速率都比每個氧分子的速率大 C兩種氣體分子平均動能一定相等兩種氣體分子平均動能一定相等 D兩種氣體分子的平均速率一定相等兩種氣體分子的平均速率一定相等 例例4：有兩個分子，用：有兩個分子，用r表示它們之間的距離，當(dāng)表示它們之間的距離，當(dāng) r =r0時，兩分時，兩分 子間的斥力和引力相等，使兩分子從相距很遠(yuǎn)處（子間的斥力和引力相等，使兩分子從相距很遠(yuǎn)處（r r0 ）逐）逐 漸靠近，直至不能靠近為止（漸靠近，直至不能靠近為止（r r0 ）在整個過程中兩分子間）在整個過程中兩分子間 相互作用的勢能（

15、相互作用的勢能（ ） A一直增加一直增加 B一直減小一直減小 C先增加后減小先增加后減小 D先減小后增加先減小后增加 C D 例例5：若已知分子勢能增大，則在這個過程中：若已知分子勢能增大，則在這個過程中 （ ） A一定克服分子力做功一定克服分子力做功 B分子力一定減小分子力一定減小 C分子間距離的變化情況無法確定分子間距離的變化情況無法確定 D以上說法都不正確以上說法都不正確 A C 小結(jié)：小結(jié)： 1、物體的內(nèi)能是組成物體的所有分子做熱運、物體的內(nèi)能是組成物體的所有分子做熱運 動的動能和分子勢能的總和動的動能和分子勢能的總和 2、溫度是物體分子熱運動平均動能的標(biāo)志、溫度是物體分子熱運動平均動

16、能的標(biāo)志 3、決定物體內(nèi)能的因素、決定物體內(nèi)能的因素 （1）從宏觀上看：物體內(nèi)能的大小由物體的）從宏觀上看：物體內(nèi)能的大小由物體的 三個因素決定三個因素決定 （2）從微觀上看：物體內(nèi)能的大小由組成物體的）從微觀上看：物體內(nèi)能的大小由組成物體的 三個因素決定三個因素決定 （1）從宏觀上看：物體內(nèi)能的大小由物體的）從宏觀上看：物體內(nèi)能的大小由物體的 三個因素決定三個因素決定 （2）從微觀上看：物體內(nèi)能的大小由組成物體的）從微觀上看：物體內(nèi)能的大小由組成物體的 三個因素三個因素 決定決定 物體內(nèi)能是可以被改變的！物體內(nèi)能是可以被改變的！ 通過什么途徑可以改變物體內(nèi)能？通過什么途徑可以改變物體內(nèi)能？

17、一、做功一、做功 外界對物體做功外界對物體做功 （外界消耗機(jī)械能）（外界消耗機(jī)械能） 內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 物體對外做功物體對外做功 （外界獲得機(jī)械能）（外界獲得機(jī)械能） 機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 實質(zhì)實質(zhì): : 其它形式的能其它形式的能 內(nèi)能內(nèi)能 轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化 二、熱傳遞也可以改變物體的內(nèi)能二、熱傳遞也可以改變物體的內(nèi)能 外界傳遞給物體熱量外界傳遞給物體熱量物體的內(nèi)能就增加物體的內(nèi)能就增加 物體傳遞給外界熱量物體傳遞給外界熱量物體的內(nèi)能就減少物體的內(nèi)能就減少 實質(zhì)實質(zhì): : （高溫）內(nèi)能（高溫）內(nèi)能 （低溫）內(nèi)能（低溫）內(nèi)能 轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移 內(nèi)能是一個狀態(tài)量，一個物體在不同的狀態(tài)下

18、內(nèi)能是一個狀態(tài)量，一個物體在不同的狀態(tài)下 有不同的內(nèi)能有不同的內(nèi)能 內(nèi)能與熱量的區(qū)別內(nèi)能與熱量的區(qū)別 熱量是一個過程量，它表示由于熱傳遞而引起熱量是一個過程量，它表示由于熱傳遞而引起 的變化過程中轉(zhuǎn)移的能量，即內(nèi)能的改變量。的變化過程中轉(zhuǎn)移的能量，即內(nèi)能的改變量。 如果沒有熱傳遞，就沒有熱量可言，但此時仍有內(nèi)能！如果沒有熱傳遞，就沒有熱量可言，但此時仍有內(nèi)能！ 熱傳遞時，內(nèi)能的改變是用熱傳遞時，內(nèi)能的改變是用熱量熱量來量度的來量度的 1 1、下列說法中正確的是、下列說法中正確的是: : A A、做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種不同的物理、做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種不同的物理 過程過程 B B、做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的，因此、做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的，因此 對物體做功就是