热学课件2-2-2 分子间力的有效作用距离与其平衡距离的关系

主题四、了解影响物体内能的因素
例题6． (1)若取分子间平衡距离ro为分子零势能点，设r＜ro时 ，分子势能为ε1；设r ＞ro时，分子势能为ε2； (2)若取r→∞时为分子势能的零势能点，设r＞ro时，
分子势能为ε3，r＝r0时，分子势能为ε4，则( B )
A．ε1<0 B．ε2>0 C．ε3>0 D．ε4＝0
方法估测油酸分子大小，需要测量油酸的( D )
A．质量和密度 B．体积和密度 C．质量和体积 D．体积和油膜面积
主题一、物质由大量分子组成
变式1．（单选）（2013，广州一模）水压机是利用
D 【自检】 液体来传递压强的。水压机工作时，水分子( )
如你同意，我们将把你的资料存档，以备来日之需。（询问应聘者是否同意将其资料存档。）
还是低，那个时候就能够看到排气管。有的企业在这方面不但规范，而且检查的时候会把手伸到排气管里面去。 这个时候你就要抓住这个机会美言他了。因为现在轿车的发展方向都是大轮毂。大家从车展上可以看出，从2003年的广州车展、北京
A．外界对气体做功， 车展上都能看到，一些新推出来的车型都是大轮毂，轮胎与地面的接触距离很短，所以这是一种潮流、一种趋势。
例题5．如图是氧分子在不同温度(0℃和100℃)下的速率
分布规律图，由图可得出正确的结论是( BD)
A．一定温度下，各种速 率的氧气分子所
占总分子数的比例是不确 定的
B．一定温度下，氧气分 子的速率呈现出“中间 多，两头少”的分布规律
C．温度越高，氧气分子热运动的平均速率越小 D．温度越高，氧气分子热运动的平均速率越大
我们在处理客户不同意见的时候应怎么应对？这里给大家提供一些参考： 做面试准备时，切记面试不仅是考核被面试者，而且要把工作岗位描述清楚，这样被面试者就会知道这份工作是否适合他们。因为你

地面单位面积单位时间接收的能量 解：空气向外传递50000J的热量。
p1 < p2, T1 < T2 D.
E =Q/St= 2.52×10 /(0.02×120)=1.05×10 J/m s 9kg的物体而未穿出，求：, (1) 铅弹损失的动能(2) 若整个系统损失的动能全部转变为热，且有50%被铅弹吸收, 那么铅弹温度升高多少
导入新课
在学习新课 程之前，让我们 先自己复习一下， 前面有关分子能 量的问题。
物体的内能
1.分子的动能 物体内所有分子的动能的平均值叫做分子的平均动能． 温度升高，分子热运动的平均动能越大． 温度越低，分子热运动的平均动能越小． 温度是物体分子热运动的平均动能的标志． 2.分子势能---由分子间的相互作用和相对位置决 定的能量叫分子 势能. 分子力做正功，分子势能减少， 分子力做负功，分子势能增加。 在平衡位置时(r=r0),分子势能最小. 分子势能的大小跟物体的体积有关系．
符号规则：
内能增加， △U＞0； 内能减少， △U＜ 0 外界对物体做功W ＞0； 物体对外界做功W ＜ 0 物体从外界吸热 Q＞0； 物体向外界放热Q ＜ 0.
热力学第 一定律
各量的正 负号含义
应用
能量守 恒定律
用动机不 可能制成
总结
课堂小结
热力学第一定律
物体内能的增加等于从外界吸收的热量与 外界对物体所做的功的总和。它的物理表 达式可以表示为
知识归纳 等压压缩,温度降低
物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变
第二章 能量的守恒与耗散
内能与热量的区别 瀑布从10m高处落下, 如果下落中减少的机械能有50%转化为水的内能, 水升高温度是多少? (水的比热容是4.

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• 4．内能与机械能的区别和联系
项目
内能
机械能
对应的运 动形式
微观分子热运动宏观Fra bibliotek体机械运动能量常见 形式
分子动能、分子势能
物体动能、重力或弹性势 能
能量存在 原因
由物体内大量分子的无 规则热运动和分子间相 对位置决定
由物体做机械运动和物体 形变或与地球的相对位置 决定
影响因素
物质的量、物体的温度 和体积及物态
2．分子平均动能：所有分子运动动能的 平均值 E¯K = —1—/2—m—v—1—2+—1—/—2m——v—22—+—1—/2—m—v—3—2+—..
n
3．温度的微观意义：温度是分子 热运动 平均动能 的标志。温度相同，任
何物质平均动能均相同．
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注意：
1.同一温度下，不同物质不同状态下分子的平均动能都相同。但由于不同物质的分子 质量不一定相同 ，所以分子热运动的平均速率也不一定相同。
Ep
Ep最
Ep
小
r
类比法
r=r0 类似弹簧的弹性势能与弹簧长度的变化规律：弹 簧在原长的基础上无论拉伸还是压缩，弹性势能 都会增加
结论2： 从微观的角度分子势能与分子间距离有关， 从宏观的角度分子势能与物体的体积有关
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注意：
分子势能与分子间距离（或物体的体积）有 关，但不能简单的理解为距离越大（体积越 大）分子势能就越大;分子间距离越小（体积 越小）分子势能就越小
D.氢气分子的平均动能较大.
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课堂小结 物 体 的 内 能
分子 动能
分子 势能
物体 内能

2019高考一轮总复习 • 物理
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。
A．布朗运动是液体分子的无规则运动 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
2019高考一轮总复习 • 物理
解析 布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动，不是液体分子的运动，选项 A 错；液体的温度越高，悬浮颗粒越小，布朗运动越剧烈，选项 B 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， 选项 C 错，选项 D 正确。
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”)。
2019高考一轮总复习 • 物理
一、思维辨析(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。( × )
2019高考一轮总复习 • 物理
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，所以选项 A 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，选项 B 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，所以选项 C 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， 所以选项 D 错误。

1987.9 蒙特利尔 1990.6 伦敦 会议决定2000年停止生产和消费氟里昂， 发展中国家延长10年.
解决途径
寻找纯工质替代物（无Cl)
磁致冷 半导体致冷 激光制冷 ……
磁致冷装置
美国科学家提出： 在太空安装d=2000km的巨 型反射镜，面向太阳，拒阳 光于数百万千米之外。
英国科学家提出： 用飞行器在地球大气层上部拉 开一张巨型金属网，阻挡阳光 直达地面
*新自然观
新自然观：与自然共生、共荣、和谐发展。
人归根到底是自然的一部分，人的能力是自然力的 一部分，人类的未来最终要取决于自然的未来。人 既不能满足于做自然的奴隶，也不能希求作为自然 的主宰，而要关心、保护生态环境，与自然共生、 共荣、和谐发展。
可持续发展战略
以生态环境良性循环为基础的发展，不牺牲后代人 发展条件的发展。
特点 简单：只需要两个热源 重要：可以组成任何一种循环
卡诺循环过程：高温T1Fra bibliotek高温T1
Q1
Q2 A = Q1 -Q2
低温T2
Q1= A+ Q2
A Q2
低温T2
例如： 正循环
A B 等温膨胀 内能不变，从T1吸热 B C 绝热膨胀 对外作功，内能降低
C D 等温压缩,内能不变，向T2放热 D A 绝热压缩 外界作功，内能升高
晒斑，雪盲，视力损害，皮肤癌，白内障…... 后果 植物生长率下降，海洋生物减少
• 温室效应 (CO2 70% ; 氟里昂30%）
气候异常，农业、畜牧业受损，国土干燥化， 北极冰帽熔化，海平面上升，大陆被淹…...
新资料：对温室效应的贡献：
水蒸气：60％； 二氧化碳：26％
臭氧： 8％；

第五章 热学知识
第五章 热学知识
§5.1 热力学第一定律 §5.2 气体
§5.1 热力学第一定律
一、分子热运动 二、分子间的相互作用 三、内能 四、热力学第一定律
一、分子热运动
人们把物体分子的无规则运动叫做分子 热运动。
分子热运动跟温度有关，温度越高，分 子热运动越剧烈。
二、分子间的相互作用
△U=Q+W
上式可表述为：物体内能的改变量等于外 界传递给物体的热量和外界对物体做功的和。 这种用来表示做功、热量及内能三者关系的就 是热力学第一定律。
（2）表达式中各物理量的正负号规定
若外界对物体做功，W>0；物体对外界做 功，W<0。
若物体从外界吸热，Q>0；物体向外界放热， Q<0。
若物体内能增加，△U>0；物体内能减小， △U<0。
温度子势能 分子势能是由于分子间相对位置所
决定的能量。物体体积改变时，分子间 距离改变，分子势能发生改变。
分子势能跟物体体积有关。
3.内能
物体中所有分子的动能和势能的总和叫 做物体的内能。
一切物体都具有内能。物体内能跟温度 和体积有关。
常温常压下的气体，由于分子间的间距 较大，分子间相互作用力很小，完全可忽 略分子势能。这时，气体的内能仅与温度 有关，这样的气体称为理想气体。
了分子热运动的激烈程度。我们常常用温 度来反映物体的冷或热。
用来确定物体的温度高低的标准，即温标。常见 的温标有两种，摄氏温标和热力学温标。
摄氏温度用t表示，单位是℃（摄氏度）；热力 学温度用T表示，单位是K（开尔文）。
热力学温度和摄氏温度之间的数量关系是 T=t+273
2.体积
气体体积指气体所充满的容积。

热是否可以全部变为功？
有条件
效率等于1的热机制造的失败导致热力 学第二定律的产生
热力学第二定律的 开耳芬(Lord.Kelven)叙述： 不可能制造成功一种循环动作的机器， 它只从单一热源吸热， 使之全部变为功而 对外界不发生任何影响。
热力学第二定律的 克劳修斯(R.J.E.Clausius)叙述： 热量不可能自动地从低温热源传给高温 热源。
解：设想系统与273.15（K）的恒温热源
相接触而进行等温可逆吸热过程
S2 d Q Q mΔ h S1=1 = = T T T 1 × 334 =1.22(kJ.K-1) = 273.15
2
[例2] 在恒压下将1(kg)水从T1 =273.15(K) 加热到 T2=373.15(K)，设水的定压比热为 cp =4.18×103(J.kg-1.K-1) 解： S2 dQ S 1 = 1 T =
初始状态
几率大 几率 很小
摇动后
气体自由膨胀的 不可逆性可以用几率 来说明。
A a b
隔 板
B c
a、b、c 三个分子在A、B两室的分配方式 a b 0 A室 abc ab bc ca c c a b ab bc ca abc B室 0
a 分子出现在A室的几率为 a、 b、 c 三分子全部回到A室的几率为
对于可逆的绝热过程 因为 Δ Q = 0
p
ΔS >0
V0 ) (p 0 ，
所以 Δ S = 0
可逆的绝 热过程熵变为 零，绝热线又 称等熵线。
o
ΔS < 0 V
在 p ~V 图中系统从初态( p0 ， V0 ) 开始变化，
在 白色 区域熵增加，在橘黄色区域熵减少。
三、熵增加原理 对于一个可逆的绝热过程是一个等熵过 程，但是对于一个不可逆的绝热过程熵是否 不变呢？ 设1、2两物体组成一个系统，该系统和 外界无能量交换称为孤立系统。两物体之间 发生热传导过程， 这一过程是不可逆的，并 且是绝热的。 设 T 1 > T 2 ，当物体1有微小热量 d Q 传 给物体 2时，两者温度都不会发生显著的改 变，所以可以设想用一可逆的等温过程来计 算熵变。

理想气体的内能
理想气体的内能 E = n i RT
2
= i RT 2
分子内能 —— 只是温度的函数__与温度成正比
4) 分子运动 —— 遵循牛顿定律
—— 理想气体微观模型： 自由，无序运动的弹性球分子的集合
分子间和分子与器壁之间发生频繁的弹性碰撞 遵循——分子动能守恒—— 牛顿定律
理想气体分子的统计假设
气体内部 —— 分子不断碰撞，分子作杂乱无章运动 —— 1秒内分子碰撞的次数约 ~ 1010 次
1) 分子运动速度各不相同 —— 通过碰撞不断发生变化
分子速度按方向的分布是均匀的
vx2
=
vy2
=
vz2
=
1 v2 3
2 理想气体压强公式 气体的压强 —— 大量分子与器壁连续碰撞的作用
—— 是统计平均值
—— 单位时间内与器壁相碰撞的 所有分子作用于 器壁单位面积上的总冲量
—— 理想气体压强公式 平衡状态 —— 体积V__气体分子总数N__分子数密度n
第2讲
基 本 宏 观 量 的 微 观 统 计
01 理想气体的压强的微观统计 02 理想气体的温度的微观统计 03 能量的微观统计
——能量均分定理
01 理想气体的压强
1 理想气体分子模型和统计假设
宏观物体 —— 由大量分子组成 分子运动 —— 永不停息地作无序热运动 相互作用 —— 分子之间存在相互作用力
—— 将 N 个分子 按速度分布分为若干组 每组中各个分子的速度 大小和方向基本相同
理想气体的压强
p
=
2 3
net
—— 分子的平均平动动能
—— 大量分子对器壁碰撞的平均效果
02 温度的统计解释 理想气体的压强

子的平均动能． 温度 是分子平均动能的标志，温度越 高，分子做热运动的平均动能越 大 ．
精选ppt
2．分子势能：由分子间的相互作用和相对位置决定的势能 叫分子势能．分子势能的大小与物体的 体积 有关．
3．物体的内能：物体中所有分子的热运动动能和分子势能 的总和叫物体的内能．物体的内能跟物体的 温度 和 体 积 都有关系．
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 ．
精选ppt
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 .
四、物体的内能 1．分子的平均动能：物体内所有分子动能的平均值叫做分
第八章 热 学
第1课时 分子动理论 内能 课前考点自清
一、分子动理论 1．物体是由 大量分子 组成的
(1)分子直径大小的数量级为 10－10 m. 油膜法测分子直径：d＝V/S，V是 油滴体积 ，S是 单分子油膜 的面积． (2)一般分子质量的数量级为 10－26 kg.
精选ppt
2．分子永不停息地做无规则热运动
情况，若球场附近一定体积的空气中所含的水蒸气凝结成水
后的体积为103 cm3，已知水的密度为ρ＝1.0×103 kg/m3，水
精选ppt
核心考点突破
考点一 微观量估算的基本法
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Vm、物体的质量m、
摩尔质量M、物体的密度ρ.
3．关系
(1)分子的质量：m0＝NMA＝ρNVAm. (2)分子的体积：V0＝VNmA＝ρMNA.

三、分子力与分子间距离 的关系 点击下图观看动画演示
由此可知： 1．当 r＝r0 时，分子间引力和斥力相平衡， F引=F斥分
子处于平衡位置，其中 r0 为分子直径的数量级，约为 10-10m．
2．当 r＜ r0 时， F引＜ F斥，对外表现的分子力F为斥
力．
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今日本色在此癫，无人过眼无人厌。 我笑他人伤醉酒，何不学我来发癫。 一笑无人回我语，二笑我心已癫狂。 今夜寒风呼啸，北国风雪飘飘。 顿时举国上下，美梦睡中突醒。 风呼啸，鸡飞狗跳。 一曲清幽，一夜无眠。 万里山水，数亿生灵，尽皆殆灭。 一夜癫狂后清醒，人生能得几回癫。 今朝痛楚随疯去，明日依旧笑人生。 三笑放下心中事，四笑心静如止水。 天降倾盆大雨，地落涛涛江水。 我独一人望月 雨嚎嚎，乱水成荒。 天初晓，鸡鸣不在；日初升，生机不存。 此世独我存！心孤寥，人已亡。