广州市岭南中学
选修3-3 第七章 分子动理论
第5节 内能
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学习目标：
1.知道温度是分子平均动能的标志. 2.明确分子势能与分子间距离的关系. 3.理解内能的概念及其决定因素． 【新知探究】 一、分子动能
[导学探究] (1)为什么研究分子动能的时候主要关心大量分子的平均动能？ (2)物体温度升高时，物体内每个分子的动能都增大吗？ (3)物体运动的速度越大，其分子的平均动能也越大吗？
[知识深化] 1．单个分子的动能
由于分子运动的无规则性，在某时刻物体内部各个分子的动能大小不一，就是同一个分子，在不同时刻的动能也可能是不同的，所以单个分子的动能没有意义． 2．分子的平均动能
(1)温度是大量分子无规则热运动的宏观表现，具有统计意义．温度升高，分子的平均动能增大，但不是每个分子的动能都增大，个别分子的动能可能减小或不变，但总体上所有分子的动能之和一定是增加的．
(2)由于不同物质的分子质量一般不同，所以同一温度下，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．
例1 下列关于物体的温度与分子动能的关系，正确的说法是( ) A．某物体的温度是0 ℃，说明物体中分子的平均动能为零 B．物体温度升高时，每个分子的动能都增大 C．物体温度升高时，分子平均动能增大 D．物体的运动速度越大，则物体的温度越高
二、分子势能
[导学探究] (1)功是能量转化的量度，分子力做功对应什么形式的能量变化呢？
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(2)若分子力表现为引力，分子间距离增大时，分子力做什么功？分子势能如何变化？分子间距离减小时，分子力做什么功？分子势能如何变化？
(3)若分子力表现为斥力，分子力做功情况以及分子势能的变化情况又如何呢？
[知识深化]
1．分子力、分子势能与分子间距离的关系 分子间距离 分子力 分子力做功 分子势能 分子势能与分子间的距离的关系图象如图1所示．
r＝r0 等于零 最小 r＞r0，r增大 表现为引力 分子力做负功 随分子间距离的增大而增大 r＜r0，r减小 表现为斥力 分子力做负功 随分子间距离的减小而增大
图1
2．分子势能的特点
由分子间的相对位置决定，随分子间距离的变化而变化．分子势能是标量，正、负表示的是大小，具体的值与零势能点的选取有关． 3．分子势能的影响因素
(1)宏观上：分子势能跟物体的体积有关．
(2)微观上：分子势能跟分子间距离r有关，分子势能与r的关系不是单调变化的． 例2 (多选)两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不能再靠近．在此过程中，下列说法正确的是( ) A．分子力先增大，后一直减小 B．分子力先做正功，后做负功 C．分子动能先增大，后减小 D．分子势能先增大，后减小 E．分子势能和分子动能之和不变
例3 (多选)两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图2中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0.相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近．若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是( )
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图2
A．在r>r0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小 B．在r [导学探究] (1)结合影响分子动能和分子势能的因素，从微观和宏观角度讨论影响内能的因素有哪些？ (2)物体的内能随机械能的变化而变化吗？内能可以为零吗？ [知识深化] 1．内能的决定因素 (1)宏观因素：物体内能的大小由物质的量、温度和体积三个因素决定，同时也受物态变化的影响． (2)微观因素：物体内能的大小由物体所含的分子总数、分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定． 2．温度、内能和热量的比较 (1)温度宏观上表示物体的冷热程度，是分子平均动能的标志． (2)内能是物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和． (3)热量指在热传递过程中，物体吸收或放出热的多少，等于物体内能的变化量． 3．内能和机械能的区别与联系 对应的运动形式 常见的能量形式 影响因素 大小 联系 4.物态变化对内能的影响 3 内能 微观分子热运动 分子动能、分子势能 物质的量、物体的温度、体积及物态 永远不等于零 机械能 宏观物体机械运动 物体动能、重力势能、弹性势能 物体的质量、机械运动的速度、相对于零势能面的高度、弹性形变量 一定条件下可以等于零 在一定条件下可以相互转化 广州市岭南中学 一些物质在物态发生变化时，如冰的熔化、水在沸腾时变为水蒸气，温度不变，此过程中分子的平均动能不变，由于分子间的距离变化，分子势能变化，所以物体的内能变化． 例4 下列说法正确的是( ) A．铁块熔化成铁水的过程中，温度不变，内能也不变 B．物体运动的速度增大，则物体中分子热运动的平均动能增大，物体的内能增大 C．A、B两物体接触时有热量从物体A传到物体B，这说明物体A的内能大于物体B的内能 D．A、B两物体的温度相同时，A、B两物体的内能可能不同，分子的平均速率也可能不同 【课堂练习】 1.(分子动能)下列有关“温度”的概念的说法中正确的是( ) A．温度反映了每个分子热运动的剧烈程度 B．温度是分子平均动能的标志 C．一定质量的某种物质，内能增加，温度一定升高 D．温度升高时物体的每个分子的动能都将增大 2．(分子势能)下列关于分子力和分子势能的说法正确的是( ) A．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大 B．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小 C．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大 D．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小 3．(分子力和分子势能)下列四幅图中，能正确反映分子间作用力F和分子势能Ep随分子间距离r变化关系的图线是( ) 4．(内能)关于物体的内能，下列说法中正确的是( ) A．机械能可以为零，但内能永远不为零 B．温度相同、质量相同的物体具有相同的内能 C．温度越高，物体的内能越大 D．0 ℃的冰的内能与等质量的0 ℃的水的内能相等 【归纳整理】 4
2018学年第二学期高二物理选修3-3第7章第五节《内能》学案
