高中物理第七章分子動理論第5講內(nèi)能學(xué)案新人教版選修3_3

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1、第5講　內(nèi)能[目標(biāo)定位]　1.知道溫度是分子熱運(yùn)動平均動能的標(biāo)志，滲透統(tǒng)計的方法.2.知道什么是分子勢能，分子勢能隨分子距離變化的關(guān)系．理解分子勢能與物體的體積有關(guān).3.知道什么是內(nèi)能，知道物體的內(nèi)能跟物體的物質(zhì)的量、溫度和體積有關(guān).4.能夠區(qū)別內(nèi)能和機(jī)械能．一、分子動能1．定義：由于分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動而具有的能．2．分子的平均動能：所有分子的熱運(yùn)動動能的平均值．3．溫度的微觀意義：溫度是分子熱運(yùn)動的平均動能的標(biāo)志．二、分子勢能1．定義：分子間由分子力和分子間的相對位置決定的勢能．2．分子勢能的決定因素(1)宏觀上：分子勢能的大小與物體的體積有關(guān)．(2)微觀上

2、：分子勢能與分子之間的距離有關(guān)．三、內(nèi)能1．定義：物體中所有分子的熱運(yùn)動動能與分子勢能的總和．2．決定因素：物體所含的分子總數(shù)由物質(zhì)的量決定，分子的熱運(yùn)動平均動能由溫度決定，分子勢能與物體的體積有關(guān)，故物體的內(nèi)能由物質(zhì)的量、溫度、體積共同決定，同時受物態(tài)變化的影響．3．物體的內(nèi)能跟物體的機(jī)械運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)．想一想　在高空中高速飛行的飛機(jī)中的物體，內(nèi)能一定大嗎？答案　不一定．內(nèi)能包括分子動能和分子勢能，分子動能取決于溫度，分子勢能取決于體積，物體的內(nèi)能與機(jī)械能是完全不同的概念．物體速度大，高度大，只是機(jī)械能大，內(nèi)能不一定大．一、對分子動能的理解1．單個分子的動能由于分子運(yùn)

3、動的無規(guī)則性，在某時刻物體內(nèi)部各個分子的動能大小不一，就是同一個分子，在不同時刻的動能也是不同的，所以單個分子的動能沒有意義．2．分子的平均動能(1)溫度是大量分子無規(guī)則熱運(yùn)動的客觀表現(xiàn)，具有統(tǒng)計意義，溫度升高，分子平均動能增大，但不是每個分子的動能都增大，有的分子動能甚至還減小，個別分子的動能大小與溫度沒有關(guān)系，但總體上所有分子動能的總和隨溫度的升高而增加．(2)分子的平均動能只由溫度決定，與物質(zhì)種類、質(zhì)量、壓強(qiáng)、體積無關(guān)，只要溫度相同，分子的平均動能就相等，由于不同物質(zhì)的分子質(zhì)量不同，所以同一溫度下，不同物質(zhì)的分子運(yùn)動的平均速率一般不同．3．溫度的意義(1)宏觀：

4、描述物體的冷熱程度．(2)微觀：分子平均動能的標(biāo)志．例1　下列關(guān)于物體的溫度與分子動能的關(guān)系，正確的說法是(　　)A．某物體的溫度是0℃，說明物體中分子的平均動能為零B．物體溫度升高時，每個分子的動能都增大C．物體溫度升高時，分子平均動能增加D．物體的運(yùn)動速度越大，則物體的溫度越高答案　C解析　某種氣體溫度是0℃，物體中分子的平均動能并不為零，因?yàn)榉肿釉谟啦煌Ｏ⒌剡\(yùn)動，A錯誤；當(dāng)溫度升高時，分子運(yùn)動加劇，平均動能增大，但并不是所有分子的動能都增大，B錯，C對；物體的運(yùn)動速度越大，物體的動能越大，這并不能代表物體內(nèi)部分子的熱運(yùn)動越劇烈，所以物體的溫度不一定高，D錯．借題

5、發(fā)揮　(1)雖然溫度是分子平均動能的標(biāo)志，但是零度(0℃)時物體中分子的平均動能卻不為零．(2)物體內(nèi)分子做無規(guī)則熱運(yùn)動的速度和物體做機(jī)械運(yùn)動的速度是完全不同的兩個概念．針對訓(xùn)練　當(dāng)氫氣和氧氣的質(zhì)量和溫度都相同時，下列說法中正確的是(　　)A．兩種氣體分子的平均動能相等B．氫氣分子的平均速率大于氧氣分子的平均速率C．兩種氣體分子熱運(yùn)動的總動能相等D．兩種氣體分子熱運(yùn)動的平均速率相等答案　AB解析　因溫度是分子平均動能的標(biāo)志，所以選項(xiàng)A正確；因?yàn)闅錃夥肿雍脱鯕夥肿拥馁|(zhì)量不同，且mH2

6、量和分子平均動能都相等，但由于氣體摩爾質(zhì)量不同，所以分子數(shù)目也就不相等，因此選項(xiàng)C錯．二、對分子勢能的深化理解1．分子勢能由分子間的相對位置決定的能叫分子勢能．2．分子勢能的變化與分子間距離的關(guān)系分子勢能是由分子間的相對位置決定的．當(dāng)分子間的距離發(fā)生變化時，分子力要做功．當(dāng)分子力做正功時，分子勢能減??；當(dāng)分子力做負(fù)功時，分子勢能增大．由分子間的作用力F與分子間的距離r之間的關(guān)系(如圖1所示)可知(取r→∞時分子勢能為零)：圖1(1)當(dāng)r?r0(r0表示兩分子間的平衡距離，下同)時，分子間的作用力小到可忽略不計，可以認(rèn)為分子間沒有相互作用力，這時的分子勢能為零(沒有分子

7、勢能)．(2)當(dāng)r>r0時，分子力表現(xiàn)為引力．當(dāng)r增大時，分子力做負(fù)功，因此分子勢能隨分子間距離的增大而增大．(3)當(dāng)r