四 : 分子的动能势能和内能

1. 分子动能 : 分子由于运动而具有的能量 , 每个分子的动能各不相同 , 大量分子的动能才有意义 , 物体内分子动能的平均值称为分子的平均动能 , 温度是分子平均动能大小的标志 .

分子运动

分子平均动能

分子运动无规则

分子运动速率的规律

存在分子动能一 . 分子的动能

说明 : 分子动能从微观上看与分子的个数和平均动能有关 ,分子动能从宏观上看与物体的质量 , 摩尔质量和温度有关 .

2. 分子势能 : 分子间所具有的由它们的相对位置所决定的能 .

二 . 分子的势能

地面上的物体 , 由于与地球相互作用

重力势能

发生弹性形变的弹簧 , 相互作用 弹性势能

分子间相互作用 分子势能

说明 (1) 如果 r>r0 分子势能随 r 增大而增大 , 这与弹簧拉伸相似 ; 如果 r<r0, 分子势能随 r 减小而增大这与弹簧压缩相似 ;r=r0 势能最小 .

(2) 一个物体的体积改变 , 分子势能也随改变 , 因此分子势能和它的体积有关 .

三 . 物体的内能物体里所有分子的动能和势能的总和 , 物体内能的多少跟物质的量及物体的温度和体积有关 , 物体的内能和物体的机械能是不同的 , 要加以区别 . 内能是一个宏观量 .

练习 : 在相同的温度下 , 完成下列填充1. 氢气分子的平均动能 --------- 氧气分子的平均动能

氢气分子的平均速率 -------- 氧气分子的平均速率

2.1000C 水分子的平均动能 ------- 1000C 水蒸气分子的平均动能 . 分子势能呢 ? 00C 冰分子的平均动能 ------- 00C水分子的平均动能 . 分子势能呢 ?

3. 下列说法正确吗 ?

A. 物体所有分子 的动能的总和 = 物体的动能

B. 速度快的分子速度慢的分子温度低

C. 温度高物体中的分子运动速度大于温度低的物体中的分子运动速度 .

4.10Kg500C 水分子的平均动能 ------1Kg500C 的分子平均动能

10Kg500C 水分子的平均势能 ------- 1Kg500C 的分子平均势能

10Kg500C 水的内能 ------- 1Kg500C 的水的内能

10Kg500C 水的内能 ------- 10Kg500C 的水蒸气的内能

10Kg00C 水的内能 ------- 10Kg00C 的冰的内能

第五节 做功和内能的改变• ( 一 ) 教学目的 • 使学生知道做功可以改变物体内能的一

些事例；知道可以用功来量度内能的改变，能用做功和内能改变的关系来解释摩擦生热等常见的物理现象。

• 热传递改变物体的内能( 二 ) 教具 压缩空气引火器，机械能转化热能演示器，无色玻璃瓶，橡胶瓶塞，打气筒等。

( 三 ) 教学过程 1. 复习提问(1) 什么叫做物体的内能 ? (2) 物体的内能跟什么有关 ?

2. 引入新课

3. 进行新课 (1) 对物体做功，物体的内能会增大。

演示实验：压缩空气引火实验( 是实验室3)

组织学生议论实验现象说明了什么 列举其他事例 归纳学生所举事例，得出对物体做功，物体的内能就会增大。做功能不能使物体的内能减小 ?

(2) 物体对外做功时，本身的内能会减小。

气体膨胀温度降低的实验。

(2) 用功来量度内能的改变。做功可以改变物体的内能，对物体做的功越多，物体的内能增加得越多，物体对外做的功越多，物体的内能减小得也越多，所以，我们可以用功来量度内能的变化。这样内能的单位跟功相同，也是焦耳。如果对物体做了 2 焦的功，物体的内能会增加 2 焦。

其实各种形式的能，都可以用功来量度，因此国际单位制规定：各种形式的能的单位都是焦耳。

(3) 小结 做功能改变物体的内能。并且对物体做功时，

有机械能转化为内能，物体内能增加。物体对外做功时，有内能转化为机械能，物体内能减少。

(4) 热传递也可以改变物体的内能

• 两者区别 :

⑴ 做功改变内能 : 实质上是其它形式的能和内能之间转化 . ⑵热传递 : 实质上是各物体间内能的转移 .⑶做功和热传递在改变内能效果上是等效的 .

(5) 焦耳测定热功当量实验

两者联系：1 、在国际单位制中两者单位相同。

2 、热功当量： J =4.2 焦 /卡 .

例题 :

1 、质量相等的氢气和氧气 , 温度相同 , 不考虑分子间的势能 , 则 :A. 氧气的内能较大 ; B. 氢气的内能较大 ; C. 两者内能相等 ; D. 氢气分子的平均动能较大 .

2 、下列说法中正确的是 :A. 做功和热传递是改变物体内能的两种不同的物理过程 ;B. 做功和热传递在改变物体内能上是等效的 , 因此对物体做功就是对物体传热 ;C. 热量是在热传递中 , 从一个物体向另一个物体或物体一部分向另一部分转移的内能的多少 ;D. 高温的物体具有热量多 , 低温的物体具有热量少 ;E. 冷和热的物体混合时 , 热的物体把温度传给冷的物体 , 最后温度相同 .

（ B ）

（ A ， C）

3 、关于物体内能 , 下列说法中正确的是 :A. 手感到冷时 , 搓搓手就会感到暖些 , 这是利用做功来改变物体内能 ;B. 将物体举高或使它们的速度增大 , 是利用作功来使物体内能增大 ;C. 阳光照晒衣服 , 衣服的温度升高 , 是利用热传递来改变物体内能的 ;D. 用打气筒打气 , 筒内气体变热 , 是利用热传递来改变物体的内能 .

（ A ， C）

4 、对于下列物体内能的议论，正确的有（ ）

A.0°C 的水比 .0° C 的冰内能大。

B. 物体运动的速度越大，则内能越大。

C. 水分子的内能比冰分子的内能大。

D.100 克 .0° C 的冰比 100 克 .0° C 的水内能小。

D

5 、某系统在初状态具有内能 J 焦耳，在外界对它做了 J/2

焦耳的功后，它放出 J/5 焦耳的热量，系统在这一过程中内能的增量是多少焦耳？ （ 0.3J ）

小结本课

作业

1 、整理课堂笔记。

2 、资料上相关练习。