第1讲 分子动理论 内能 热力学定律
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《热力学第一定律》讲义一、热力学第一定律的引入在探索自然界的能量转化和守恒规律的过程中,热力学第一定律应运而生。
它是热力学的基础,对于理解各种热现象和能量转换过程具有至关重要的意义。
想象一下,我们生活中的各种能量形式,比如热能让我们感到温暖,机械能让机器运转,电能点亮灯光。
那么,这些不同形式的能量之间是如何相互转换的?又是否存在某种不变的规律呢?这就是热力学第一定律要回答的问题。
二、热力学第一定律的表述热力学第一定律可以表述为:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。
这看似简单的一句话,却蕴含着深刻的物理内涵。
它意味着我们的宇宙是一个封闭的能量系统,能量的流动和变化有着严格的规律可循。
为了更直观地理解这一定律,我们可以举几个例子。
比如,当我们燃烧煤炭来加热水时,煤炭中的化学能通过燃烧转化为热能,然后热能传递给水,使水的温度升高。
在这个过程中,总能量始终保持不变,只是能量的形式从化学能变成了热能。
又比如,汽车发动机通过燃烧汽油将化学能转化为机械能,从而驱动汽车前进。
虽然能量的形式发生了变化,但能量的总量并没有增加或减少。
三、热力学第一定律的数学表达式热力学第一定律可以用数学表达式来精确描述。
通常,我们用ΔU = Q + W 来表示。
其中,ΔU 表示系统内能的变化,Q 表示系统吸收或放出的热量,W 表示系统对外界做功或外界对系统做功。
当 Q 为正值时,表示系统吸收热量;当 Q 为负值时,表示系统放出热量。
当 W 为正值时,表示系统对外界做功;当 W 为负值时,表示外界对系统做功。
这个表达式清晰地展示了内能、热量和功之间的关系。
比如说,一个绝热容器中的气体被压缩,外界对气体做功,由于是绝热过程,没有热量交换(Q = 0),根据表达式,气体的内能增加(ΔU > 0)。
再比如,一个热的物体与一个冷的物体接触,热的物体向冷的物体传递热量(Q < 0),如果没有做功过程(W = 0),那么热物体的内能减少,冷物体的内能增加,但两者内能的总和不变。
1 第1单元 分子动理论 热力学定律与能量守恒(3)物体所含的分子数 n =V V m ·N A =m ρV m·N A 或n =m M ·N A =ρV M ·N A . (4)单位质量中所含的分子数 n ′=N A M .4.分子的大小: (1)球体模型直径d = 36V 0π(2)立方体模型边长为d = 3V 0. (3)熟记: ①分子直径的数量级是10-10 m. ②分子质量的数量级是10-26 kg.说明:(1)固体和液体分子都可看成是紧密堆积在一起的.分子的体积V 0=V m N A,仅适用于固体和液体,对气体,V 0表示每个气体分子平均占有的空间体积. (2)对于气体分子,d =3V 0的值并非气体分子的大小,而是两个相邻的气体分子之间的平均距离.二、布朗运动与扩散现象1.布朗运动与扩散现象的异同(1)它们都反映了分子在永不停息地做无规则运动;(2)它们都随温度的升高而表现得更明显.(3)布朗运动只能在液体、气体中发生,而扩散现象可以发生在固体、液体、气体任何两种物质之间.2.对布朗运动的理解(1)研究对象:悬浮在液体、气体中的小颗粒.(2)特点:①永不停息 ②无规则 ③颗粒越小,现象越明显 ④温度越高,运动越激烈 ⑤肉眼看不到(3)成因:布朗运动是由于液体分子无规则运动对小颗粒撞击力的不平衡引起的,是分子无规则运动的反映.说明:(1)布朗运动不是固体分子的运动,也不是液体分子的运动,而是小颗粒的运动,是液体分子无规则运动的反映.(2)布朗运动中的颗粒很小,肉眼看不见,需用显微镜才能观察到.三、分子力与分子势能1.分子间的相互作用力:Array分子力是引力与斥力的合力.分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小、随分子间距离的减小而增大,但总是斥力变化得较快,如图甲所示.(1)r=r0时,F引=F斥,F=0;(2)当r<r0时,F引和F斥都随距离的减小而增大,但F引<F斥,F表现为斥力;(3)当r>r0时,F引和F斥都随距离的增大而减小,但F引>F斥,F表现为引力;(4)当r>10r0(10-9 m)时,F引和F斥都已经十分微弱,可以认为分子间没有相互作用力(F=0).2.分子势能分子势能是由分子间相对位置而决定的势能,它随着物体体积的变化而变化,与分子间距离的关系为:(1)当r>r0时,分子力表现为引力,随着r的增大,分子引力做负功,分子势能增大;(2)当r<r0时,分子力表现为斥力,随着r的减小,分子斥力做负功,分子势能增大;(3)当r=r0时,分子势能最小,但不为零,为负值,因为选两分子相距无穷远时分子势能为零.(4)分子势能曲线如图乙所示.四、温度和温标1.温度温度在宏观上表示物体的冷热程度;在微观上表示分子的平均动能.2.两种温标(1)比较摄氏温标和热力学温标:两种温标温度的零点不同,同一温度两种温标表示的数值不同,但它们表示的温度间隔是相同的,即每一度的大小相同,Δt=ΔT.(2)关系:T=t+273.15 K.说明:(1)热力学温度的零值是低温极限,永远达不到,即热力学温度无负值.(2)温度是大量分子热运动的集体行为,对个别分子来说温度没有意义.五、物体的内能1.定义:物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和.2.决定内能的因素(1)微观上:分子动能、分子势能、分子个数.(2)宏观上:温度、体积、物质的量(摩尔数).3.改变物体的内能有两种方式(1)做功:当做功使物体的内能发生改变的时候,外界对物体做了多少功,物体内能就增加多少;物体对外界做了多少功,物体内能就减少多少.(2)热传递:当热传递使物体的内能发生改变的时候,物体吸收了多少热量,物体内能就增加多少;物体放出了多少热量,物体内能就减少多少.4.温度、内能、热量、功的比较:2说明:(1)温度、内能、热量和功是热学中相互关联的四个物理量.当物体的内能改变时,温度不一定改变.只有当通过热传递改变物体内能时才会有热量传递,但能的形式没有发生变化.(2)热量是热传递过程中的特征物理量,离开过程谈热量毫无意义.就某一状态而言,只有“内能”,根本不存在“热量”和“功”,因此不能说一个系统中含有“多少热量”或“多少功”.(3)物体的内能大,并不意味着物体一定会对外做功或向外传递热量,或者做的功多,传递的热量多.只有物体内能的变化大时,过程中做的功或传递的热量才会多.六、热力学第一定律1.内容:一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和.2.表达式:ΔU=Q+W.3.符号规定:4.几种特殊情况(1)若过程是绝热的,则Q=0,W=ΔU,外界对物体做的功等于物体内能的增加.(2)若过程中不做功,即W=0,则Q=ΔU,物体吸收的热量等于物体内能的增加.(3)若过程的始末状态物体的内能不变,即ΔU=0,则W+Q=0或W=-Q,外界对物体做的功等于物体放出的热量.说明:(1)应用热力学第一定律时要明确研究的对象是哪个物体或者是哪个热力学系统.(2)应用热力学第一定律计算时,要依照符号法则代入数据.对结果的正、负也同样依照规则来解释其意义.七、对热力学第二定律的理解:1.在热力学第二定律的表述中,“自发地”、“不产生其他影响”的涵义.(1)“自发地”指明了热传递等热力学宏观对象的方向性,不需要借助外界提供能量的帮助.(2)“不产生其他影响”的涵义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成,对周围环境不产生热力学方面的影响.如吸热、放热、做功等.2.热力学第二定律的实质热力学第二定律的每一种表述,都揭示了大量分子参与宏观过程的方向性,进而使人们认识到自然界中进行34 的涉及热现象的宏观过程都具有方向性.3.热力学过程方向性实例:热量不可能自发地从低温物体传到高温物体,但在有外界影响的条件下,热量可以从低温物体传到高温物体,如电冰箱;在引起其他变化的条件下内能可以全部转化为机械能,如气体的等温膨胀过程.八、对能量守恒定律的理解:1.自然界中能量的存在形式:物体运动具有动能、分子运动具有分子动能、电荷具有电能、原子核内部的运动具有原子能等,可见,在自然界中不同的能量形式与不同的运动形式相对应.2.不同形式的能量之间可以相互转化,且这一转化过程是通过做功来完成的.3.某种形式的能减少,一定有其他形式的能增加,且减少量和增加量一定相等.4.某个物体的能量减少,一定存在其他物体的能量增加,且减少量和增加量一定相等.5.两类永动机的比较 :说明:(1)虽然功与能具有相同的单位,但两者是完全不同的两个概念,在能量守恒定律的表达式中只存在能量,不存在功.(2)能量的转化和守恒定律是自然界中普遍存在的一种规律,是无条件的,而机械能守恒定律是有条件的.(1)一个汞原子的质量(用相应的字母表示即可);(2)一个汞原子的体积(结果保留一位有效数字); (3)体积为1 cm3的汞中汞原子的个数(结果保留一位有效数字).2.一颗炮弹在空中以某一速度v 飞行,有人说:由于炮弹中所有分子都具有这一速度v ,所以分子[答案] (1)M N A (2)2×10-29 m 3 (3)4×1022个5 具有动能;又由于分子都处于高处,所以分子又具有势能,因此分子的上述动能和势能的总和就是炮弹的内能,试分析这种说法是否正确.也有人说:炮弹飞行时,与空气摩擦造成炮弹温度升高,所以炮弹内每个分子的温度都升高,每个分子的动能都增大,试分析这种说法是否正确.[例3] (2010年高考江苏单科)(1)为了将空气装入气瓶内,现将一定质量的空气等温压缩,空气可视为理想气体.下列图象能正确表示该过程中空气的压强p 和体积V 关系的是________.(2)在将空气压缩装入气瓶的过程中,温度保持不变,外界做了24 kJ 的功.现潜水员背着该气瓶缓慢地潜入海底,若在此过程中,瓶中空气的质量保持不变,且放出了5 kJ 的热量.在上述两个过程中,空气的内能共减小________kJ ,空气________(选填“吸收”或“放出”)的总热量为________kJ.(3)已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3 kg/m3和2.1 kg/m3,空气的摩尔质量为0.029 kg/mol ,阿伏加德罗常数NA =6.02×1023 mol -1.若潜水员呼吸一次吸入2 L 的空气,试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数.(结果保留一位有效数字)热力学第一定律的应用[答案] (1)B (2)5 kJ 放出 29 kJ (3)3×10226[例4]如图为电冰箱的工作原理示意图.压缩机工作时,强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循 环.在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量,经过冷凝器时制冷剂液化,放出热量到箱体外.(1)下列说法正确的是( )A .热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外B .电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界,是因为其消耗了电能C .电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律D .电冰箱的工作原理违反热力学第一定律(2)电冰箱的制冷系统从冰箱内吸收的热量与释放到外界的热量相比,有怎样的关系?[答案] (1)BC (2)释放到外界的热量比冰箱内吸收的热量多【2014考纲解读】按照考纲的要求,本章内容均为Ⅰ级要求,在复习过程中,不再细分为几个单元。
热力学第一定律与内能热力学是研究能量转化和能量关系的一门科学。
在热力学中,热力学第一定律和内能是两个非常重要的概念。
本文将围绕这两个概念展开论述,介绍它们的定义、原理以及在实际应用中的意义。
一、热力学第一定律的定义和原理热力学第一定律,也被称为能量守恒定律,表明了热力学系统中能量的守恒关系。
简单来说,系统所吸收的能量等于系统所做的功加上系统的内能变化。
热力学第一定律的数学表达式为:ΔU = Q - W其中,ΔU代表系统的内能变化,Q代表系统所吸收的热量,W代表系统所做的功。
根据热力学第一定律,当一个系统吸收热量时,它的内能会增加;当一个系统做功时,它的内能会减少。
二、内能的定义和性质内能是热力学系统所具有的能量,包括系统的微观组成、分子间相互作用以及分子内部的能量。
内能的数值取决于系统的状态,而不仅仅取决于系统的外部条件。
内能与系统的温度密切相关,根据理想气体的状态方程PV=nRT,可以得知气体的内能与温度成正比。
而对于固体和液体等其他形式的物质,内能与温度之间的关系则更为复杂,需要借助于材料的特性进行研究。
三、热力学第一定律和内能的应用1. 热力学系统的能量分析热力学第一定律为我们提供了分析热力学系统能量变化的手段。
通过测量系统所吸收的热量和做的功,我们可以计算出系统的内能变化。
在工程领域中,热力学第一定律被广泛应用于能量转化和能量利用的分析。
例如,在汽车发动机中,热力学第一定律可以帮助我们计算出燃料的能量释放情况,从而评估发动机的效率。
2. 内能的测量和控制在科学研究和工程实践中,内能的测量和控制是一项重要任务。
通过测量系统的内能变化,我们可以了解系统的热力学性质和能量变化规律。
例如,在化学反应过程中,通过测量反应物和产物的内能变化,我们可以评估反应的热效应,从而判断反应的放热或吸热性质,并为反应条件的选择提供依据。
3. 内能与能量转化的研究内能的变化与能量转化有着密切的联系。
在热力学系统中,内能的变化可以通过吸热或放热来实现能量的转化。
选/考/部/分第十三章热学第1讲分子动理论内能热力学定律一、分子动理论的基本观点和实验依据阿伏加德罗常数1.物体是由大量分子组成的(1)分子很小①直径数量级为10-10 m。
②质量数量级为10-26 kg。
(2)分子数目特别大阿伏加德罗常数N A=6.02×1023 mol-1。
2.分子的热运动(1)布朗运动①永不停息、无规则运动。
②颗粒越小,运动越显著。
③温度越高,运动越剧烈。
④运动轨迹不确定,只能用不同时刻的位置连线确定微粒做无规则运动。
⑤不能直接观察分子的无规则运动,而是用悬浮的固体小颗粒的无规则运动来反映液体分子的无规则运动。
(2)热运动:物体分子永不停息地无规则运动,这种运动跟温度有关(填“有关”或“无关”)。
3.分子间的相互作用力(1)引力和斥力同时存在,都随分子间距离的增大而减小,随分子间距离的减小而增大,斥力比引力变化更快。
(2)分子力的特点①r=r0时(r0的数量级为10-10 m),F引=F斥,分子力F=0。
②r<r0时,F引<F斥,分子力F表现为斥力。
③r>r0时,F引>F斥,分子力F表现为引力。
④r>10r0时,F引、F斥迅速减为零,分子力F=0。
(3)分子力随分子间距离的变化图象如图所示。
二、温度内能1.温度一切达到热平衡的系统都具有相同的温度。
2.两种温标摄氏温标和热力学温标。
关系:T=t+273.15 K。
3.分子的动能(1)分子动能是分子热运动所具有的动能。
(2)分子热运动的平均动能是所有分子热运动的动能的平均值,温度是分子热运动的平均动能的标志;(3)分子热运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的总和。
4.分子的势能(1)意义:由于分子间存在着引力和斥力,所以分子具有由它们的相对位置决定的能。
(2)分子势能的决定因素微观上——决定于分子间距离和分子排列情况;宏观上——决定于体积和状态。
5.物体的内能(1)等于物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和,是状态量。
(2)对于给定的物体,其内能大小由物体的温度和体积决定。
(3)物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小无关(填“有关”或“无关”)。
(判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
)1.布朗运动是分子的运动。
(×)2.分子间相互作用的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小。
(√)3.做功和热传递的实质是相同的。
(×)4.物体吸收热量同时对外做功,内能可能不变。
(√)5.热机中,燃气的内能可以全部变为机械能而不引起其他变化。
(×)1.(微观量的计算)已知铜的摩尔质量为M,铜的密度为ρ,阿伏加德罗常数为N A,下列说法正确的是()A.1个铜原子的质量为N A MB.1个铜原子的质量为MN AC.1个铜原子所占的体积为MN A ρD.1个铜原子所占的体积为ρM N A解析 1 mol铜的质量等于N A个铜原子的质量之和,所以一个铜原子的质量为m=MN A,A项错误,B项正确;1 mol铜的体积为Mρ,这是所有铜原子所占体积的总和,所以每个铜原子所占的体积为MρN A,C、D两项错误。
答案 B2.(分子热运动与布朗运动)(多选)下列关于布朗运动的说法,正确的是()A.布朗运动是液体流动引起的B.液体温度越高,悬浮颗粒越小,布朗运动越剧烈C.布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的D.布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的解析液体的温度越高,悬浮颗粒越小,布朗运动越剧烈,B项正确;布朗运动是由于液体分子从各个方向对悬浮颗粒撞击作用的不平衡引起的,A、C两项错误,D项正确。
答案BD3. (分子作用力)(多选)图为两分子系统的势能E p与两分子间距离r的关系曲线。
下列说法正确的是()A.当r大于r1时,分子间的作用力表现为引力B.当r小于r1时,分子间的作用力表现为斥力C.当r等于r2时,分子间的作用力为零D.在r由r1变到r2的过程中,分子间的作用力做负功解析本题考查分子力做功与分子势能的关系。
对两分子组成的系统,分子力做正功,分子势能减小;分子力做负功,分子势能增加。
结合图象可知,分子距离由非常近到r1时,E p减少,分子力做正功;当分子距离由r1到r2时,E p减小,分子力做正功,故分子力为斥力,B项正确,A、D两项错误;分子间距离由r2继续增大时,分子势能增加,说明分子力做负功,即分子间表现为引力,故分子间距离为r2时,分子间作用力为零,C项正确。
答案BC4.(物体的内能)关于温度的概念,下述说法正确的是()A.温度是分子平均动能的标志,物体温度越高,则分子的平均动能越大B.温度是分子平均动能的标志,温度升高,则物体的每一个分子的动能都增加C.当某物体内能增加时,该物体的温度一定升高D.甲物体的温度比乙物体的温度高,则甲物体分子的平均速率比乙物体分子的平均速率大解析由分子动理论内容得:温度是分子平均动能的标志,物体温度越高,则分子的平均动能就越大,所以A 项正确;温度升高,但是每一个分子的动能不一定全变大,而是分子的平均动能增加,B项错误;物体的内能是由两方面共同决定的:分子动能和分子势能,所以当物体内能增加时,单一地说该物体的温度升高是错误的,所以C项错误;两个物体温度高低比较,温度高的则分子的平均动能大,但是不能说明是平均速率大,所以D项错误。
答案 A5.(热力学定律)(多选)关于热力学第一定律和热力学第二定律,下列论述错误的是()A.热力学第一定律指出内能可以与其他形式的能相互转化,而热力学第二定律则指出内能不可能完全转化为其他形式的能,故这两条定律是相互矛盾的B.内能可以全部转化为其他形式的能,只是会产生其他影响,故两条定律并不矛盾C.两条定律都是有关能量转化的规律,它们不但不矛盾,而且没有本质区别D.能量守恒定律已包含了热力学第一定律和热力学第二定律E.热力学第一定律和热力学第二定律是相互独立的解析热力学第一定律是能量守恒在热现象中的体现,而热力学第二定律则指出内能和其他形式的能发生转化的方向性,二者并不矛盾,故A、C、D三项错误,B项正确;热力学第一定律和热力学第二定律是相互独立的,各自描述了热现象中不同方面的规律,E项正确。
答案ACD考点1阿伏加德罗常数及微观量的计算考|点|速|通1.两种分子模型物质有固态、液态和气态三种情况,不同物态下应将分子看成不同的模型。
(1)固体、液体分子一个一个紧密排列,可将分子看成球形或立方体形,如图所示,分子间距等于小球的直径或立方体的棱长,所以d=36Vπ(球体模型)或d=3V(立方体模型)。
(2)气体分子不是一个一个紧密排列的,它们之间的距离很大,所以气体分子的大小不等于分子所占有的平均空间。
如图所示,此时每个分子占有的空间视为棱长为d的立方体,所以d=3V。
气体分子模型2.宏观量与微观量的相互关系(1)微观量:分子体积V0、分子直径d、分子质量m0。
(2)宏观量:物体的体积V、摩尔体积V m,物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ。
(3)相互关系①一个分子的质量:m0=MN A=ρV mN A。
②一个分子的体积:V0=V mN A=MρN A。
(注:对气体V0为分子所占空间体积)③物体所含的分子数n=VV m·N A=mρV m·N A或n=mM·N A=ρVM·N A。
④单位质量中所含的分子数:n′=N A M。
典|例|微|探【例1】(多选)某气体的摩尔质量为M,分子质量为m。
若1摩尔该气体的体积为V m,密度为ρ,则该气体单位体积分子数为(阿伏加德罗常数为N A)()A.N AV m B.MmV m C.ρN AM D.ρN Am解析1摩尔该气体的体积为V m,则单位体积分子数为n =N AV m,气体的摩尔质量为M,分子质量为m,则1 mol 气体的分子数为N A=Mm ,可得n=MmV m,单位体积的质量等于单位体积乘以密度,质量除以摩尔质量等于摩尔数,则有n=ρN AM,D项错误,A、B、C三项正确。
答案ABC1.微观量的估算应利用阿伏加德罗常数的桥梁作用,依据分子数N与摩尔数n之间的关系N=n·N A,并结合密度公式进行分析计算。
2.注意建立正方体分子模型或球体分子模型。
3.对液体、固体物质可忽略分子之间的间隙;对气体物质,分子之间的距离远大于分子的大小,气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数的比值不等于气体分子的体积,仅表示一个气体分子平均占据的空间大小。
题|组|冲|关1.(多选)某气体的摩尔质量为M mol,摩尔体积为V mol,密度为ρ,每个分子的质量和体积分别为m和V0,则阿伏加德罗常数N A不可表示为()A .M mol mB .V mol V 0C .ρV mol mD .M mol ρV 0 E.m M mol解析 阿伏加德罗常数N A =M mol m =ρV mol m =V mol V ,其中V 应为每个气体分子所占有的体积,而题目中的V 0则表示气体分子的体积,A 、C 两项正确,B 、E 两项错误;D 中的ρV 0不是气体分子的质量,因而D 项错误。
所以B 、D 、E 三项符合题意。
答案 BDE2.(多选)钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料,设钻石的密度为ρ(单位为kg/m 3),摩尔质量为M (单位为g/mol),阿伏加德罗常数为N A 。
已知1克拉=0.2克,则( )A .a 克拉钻石所含有的分子数为0.2aN A MB .a 克拉钻石所含有的分子数为aN A MC .每个钻石分子直径的表达式为 36M ×10-3N A ρπ(单位为m) D .每个钻石分子直径的表达式为36M N A ρπ(单位为m) E .每个钻石分子的质量为M N A解析 a 克拉钻石物质的量(摩尔数)为n =0.2a M ,所含分子数为N =nN A =0.2aN A M ,A 项正确,B 项错误;钻石的摩尔体积V=M ×10-3ρ(单位为m 3/mol),每个钻石分子体积为V 0=V N A =M ×10-3N A ρ,设钻石分子直径为d ,则V 0=43π⎝ ⎛⎭⎪⎫d 23,联立解得d = 36M ×10-3N A ρπ(单位为m),C 项正确,D 项错误;根据阿伏加德罗常数的意义知,每个钻石分子的质量m =M N A ,E 项正确。
答案 ACE考点 2 分子力与分子势能考|点|速|通 F 和F 都随距离的增r 增大,斥力做正功,【例2】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解析当分子间距离为r0时为平衡位置,当r>r0时分子间表现为引力,且分子力随r的增大而先增大后减小,而分子力做负功,分子势能增大,故A、B两项错误;当r<r0时分子间表现为斥力,且分子力随着r的减小而增大,当r减小时分子力做负功,分子势能增大,故C项正确,D项错误。