四--物体的内能--热量课件

一、分子的动能一、分子的动能 温度温度 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叫做做分子动能分子动能大量分子的运动速率不尽相同，以中等速率者占多数在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的动能，而是研究热现象时，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运动的平均动能平均动能温度温度（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）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均均动动能能的的标标志志，温温度度越越高高，物物体分子热运动的平均动能越大体分子热运动的平均动能越大一、分子的动能温度1分子动能：组成物体的分子由于热运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点击下图观看动画演示温度与分子动能的关系需要注意：需要注意：1同同一一温温度度下下，不不同同物物质质分分子子的的平平均均动动能能都都相相同同但但由由于于不不同同物物质质的的分分子子质质量量不不一一定定相相同同所所以以分分子子热热运运动动的的平平均速率也不一定相同均速率也不一定相同2温温度度反反映映的的是是大大量量分分子子平平均均动动能能的的大大小小，不不能能反反映映个个别别分分子子的的动动能能大大小小，同同一一温温度度下下，各各个个分分子子的的动动能能不不尽尽相相同同需要注意：1同一温度下，不同物质分子的平均动能都相同但由2.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它们的相对位置所决定的能.二二.分子的势能分子的势能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2.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二、分子势能二、分子势能 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相对位置决定的能叫做的相对位置决定的能叫做分子势能分子势能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时，分子势能增加分子势能增加二、分子势能1分子势能：由于分子间存在相互作用力，并由它如果分子间距离约为10-10m数量级时，分子的作用力的合力为零，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 如果分子间距离约为10-10m数量级时，分子的作用力的合力为结论结论：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3决定分子势能的因素决定分子势能的因素（1）从宏观上看：分子势能跟物体的体积有关）从宏观上看：分子势能跟物体的体积有关（2）从微观上看：分子势能跟分子间距离）从微观上看：分子势能跟分子间距离r有关有关一一般般选选取取两两分分子子间间距距离离很很大大（r r1010r0）时时，分分子子势势能能为零为零在在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过程中，分子力做正功，分子势能减小过程中，分子力做正功，分子势能减小在在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过程中，分子力也做正功，分子势能也减小过程中，分子力也做正功，分子势能也减小当两分子间距离当两分子间距离rr0时，分子势能最小时，分子势能最小3决定分子势能的因素分子因热运动而具有的能量同温度下各个分子的分子动能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，还和物体所含的分子数有关。物物 体体内内 能能分子因热运动而具有的能量同温度下各个分子的分子动能K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的总总和和叫叫做做物物体体的的内内能能也也叫叫做做物物体体的的热热力力学学能能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无规则热运动并且相互作用着的分子所组成做无规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、温度和体积三个因素决定温度和体积三个因素决定（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，分分子子热热运运动动的的平平均均动动能能和和分分子子间间的的距距离离三三个个因素决定因素决定三、物体的内能1物体的内能：物体中所有分子做热运动的动能和改变内能的两种方式做功热传递对内对内对外对外吸热吸热放热放热内能增加内能增加内能减少内能减少（外界对物体做功）（物体对外界做功）（物体从外界吸热）（物体对外界放热）四四改变内能的方式改变内能的方式改变内能的两种方式做功热传递对内对外吸热放热内能增加内能增加（3）做功和热传递在改变内能效果上是等效的做功和热传递的区别（1）做功改变内能：实质上是其它形式的能和内能 之间转化（2）热传递：实质上是各物体间内能的转移（3）做功和热传递在改变内能效果上是等效的做功和热传递的区别内能内能是一个状态量状态量，一个物体在不同的状态下有不同的内能内能与热量的区别热量热量是一个过程量过程量，它表示由于热传递而引起的变化过程中转移的能量，即内能的改变量。如果没有热传递，就没有热量可言，但此时仍有内能内能是一个状态量，一个物体在不同的状态下有不同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其与与它物体间相对位置而使物体具有的能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置有关，与物体的温度体积无关位置有关，与物体的温度体积无关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；一一个个具具有内能的物体不一定具有机械能有内能的物体不一定具有机械能五、物体的内能跟机械能的区别五、物体的内能跟机械能的区别1能量的形式不同物体的内能和物体的机械能分别跟两种不同有甲、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（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甲气体的每个分子运动都比乙气体每个分子运动的快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子的平均速率有关，还与分子的质量有关分子的平均速率有关，还与分子的质量有关本本题题涉涉及及两两种种不不同同气气体体（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，并不一定每个分子速率都大，故并不一定每个分子速率都大，故D错错所以，正确选项是所以，正确选项是C例：解析：解析：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2.10Kg 500C 水分子的平均动能_1Kg 500C 水分子平均动能10Kg 500C 水的内能_ 1Kg 500C 的水的内能等于等于大于大于2.10Kg500C水分子的平均动能_1Kg50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例1：一定质量的的冰熔解成例例3：质量相同的氢气和氧气，温度相同，下列说法正：质量相同的氢气和氧气，温度相同，下列说法正确的是（确的是（）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，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，时，两分子间的斥力和引力相等，使两分子从相距很远处两分子间的斥力和引力相等，使两分子从相距很远处（rr0）逐渐靠近，直至不能靠近为止（）逐渐靠近，直至不能靠近为止（rr0）在整）在整个过程中两分子间相互作用的势能（个过程中两分子间相互作用的势能（）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例3：质量相同的氢气和氧气，温度相同，下列说法正确的是（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 CF FF F斥斥斥斥F F引引引引F F分分分分r r0 00 0r例5：若已知分子势能增大，则在这个过程中（）例例6：用力拉着铁块在水平面上运动，铁块内能和机：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？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，所以铁速运动，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动过程中，铁块所含的分子数，分子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能和分子势能都不变化，因而无规则运动的平均动能和分子势能都不变化，因而铁块内能不变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，用，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，克服摩擦做功将机械能转变为内能，做加速运动，克服摩擦做功将机械能转变为内能，其中一部分使铁块温度升高，分子的平均动能增大，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都增加铁块的机械能和内能都增加例6：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F FF F斥斥斥斥F F引引引引F F分分分分r r0 00 0rFF斥F引F分r00r