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分子力和分子势能

分子力和分子势能

分子力和分子势能(拓展)

分子间同时存在着引力和斥力,实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的 合力 分子间相互作用的引力和斥力的大小都跟分子间的 距离有关:

① 当分子间的距离r r o 时(r 。的数量级为10 10m ,与分子直径相当),分子间的引力和斥力相等, 分

子间作用力为零。

② 当分子间距离从r o 增大时,斥力和引力都在减小,但斥力减小得快,分子间作用力表现为引力 ③ 当分子间距离从r o 减小时,斥力和引力都在增大,但斥力增大得快,分子间作用力表现为斥力 ④ 当分子间距离超过它们直径10倍以上,即r 10 9m 时,分子力已非常微弱,通常可忽略不计

分子势能是分子间由于存在相互的作用力,从而具有的与其相对位置有关的能。

两个分子因它们的相对位置发生变化引发分子力做功,分子势能相应变化。当分子力做正功时, 分子势能减小;当分子力做负功时,分子势能增加。

分子势能是内能的重要组成部分。

分子势能,和重力势能类似,具有相对性,参考面不同时,就会存在正负的问题。假设两个分子 距离无穷远(超过10倍r 0)时的分子势能为零:

① 当两个分子的距离在r 。时,即分子力达到平衡时,两个分子的势能最小且为负值(因为分子间 的距离从无穷远逐渐靠近到r 0的过程中,分子引力做正功,分子势能从零开始减小,到达 r 0时 分子势能最小且为负值)。

② 当两个分子的距离从r 。开始减小时,由于要克服分子斥力做功,分子势能增大,而且可以由负 值增大到零并变成正值,并增大到无穷大。

③ 当两个分子的距离从r 0开始增大时,由于要克服分子引力做功,分子势能增大,但增大到零为 止(因为当分子间的距离增大到无穷远时,一般认为分子之间的作用力等于零了,分子势能也 就等于零)。

合力團

分力图

O

恳 Sil t

* * 牝J% 石f

分子间距 引力与斥力的 关系 为子力 r=E

F ;=F ; i 平衡位蚩 斥力

CD 引力

r>10 rc

忽略不计 忽略不计

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