分子运动论 热和功复习要点
- 格式:doc
- 大小:184.50 KB
- 文档页数:6
分子热运动知识网络:命题分析:本章内容在2004年高考大纲中均属于“I 级”要求.因此本章内容在高考中不会出难题和怪题.分子动理论、热和功这部分内容主要考查对基本概念的理解,只能出选择题或填空题.复习策略:在高考说明中,对本章的要求都是了解内容.我们在复习时就应该以掌握基本概念为重点. 讨论本章的问题应以气体为主要研究对象,虽然2003年高考说明中只要求定性了解气体的体积、压强和温度之间的关系,但是2004年新考钢没有提到不要求计算,因此少量做一点难度不大的计算题还是必要的.应用热力学第一定律表达式讨论问题很方便,还是掌握为好.分子动理论基本概念和规律应用物质由______分子组成实验基础:_____分子大小质量:直径:________ 有关分子的计算 N A :____估算模型:_____相关公式:_____分子做______运动实验基础:_________运动与______有关分子间存在______分子力实验基础:_____概念:________ 与r 关系:________第一专题 分子热运动知识要点:1.物质是由大量分子组成的3.分子间的相互作用力1)特点:1°f 引、f 斥同时存在, 2°都随r 的增大而减小,3°随r 的减小而增大,但f 斥比f 引变化快.2)f 斥与f 引的合力(分子力F )与的r 关系:(平衡距离r o ,数量级10-10m.)三点一法:1.关于布朗运动的说明1)布朗运动是悬浮在液体(或气体)中的固体微粒的无规则运动.不是分子本身的运动,但它间接地反映了液体(气体)分子的无规则运动.2)课本中显示布朗运动路线的折线,不是微粒运动的真实轨迹.因为图中的一每段折线,是每隔3Os 观察到的微粒位置的连线,就是在这短短的3Os 内,小颗粒的运动也是极不规则的. 例1:如下图所示是关于布朗运动的实验,下列说法中正确的是(D)A.图中记录的是分子无规则运动的情况B.图中记录的是微粒做布朗运动的轨迹C.实验中可以看到,微粒越大,布朗运动越明显1)分子大小一一极小 数量级:测量方法:估算模型:2)分子质量一一很小 数量级:N A =M mol /m 分子3)分子数目一一极多N A 是联系宏观和微观的桥梁联系宏观和微观的方式: N A =V mol /V 分子 2.分子热运动1.实验基础布朗运动扩散运动 现象:规律:不停息,无规则,微粒越小、T 越高越明显 产生原因: 实质:2.与物体的温度有关• F 引 F 斥• F 引 F 斥 •F 引F 斥当分子间距r<r=r o 〉r o 时F 表现为斥力 零 引力=10r oF 引=F 斥≈0, F=0.D.实验中可以看到,温度越高,布朗运动越激烈2.讨论分子间的相互作用力用 F—t 图象的方法比较好。
高一物理知识点总结12、分子运动论 热和功知识要点:一、分子动理论的基本内容:分子理论是认识微观世界的基本理论,主要内容有三点。
1、物质是由大量分子组成的。
我们说物质是由大量分子组成的,原因是分子太小了。
一般把分子看成球形,分子直径的数量级是1010-米。
1摩尔的任何物质含有的微粒数都是6.02×1023个,这个常数叫做阿伏加德罗常数。
记作:N 6.0210mol 231=⨯-阿伏加德罗常数是连接宏观世界和微观世界的桥梁。
已知宏观的摩尔质量M和摩尔体积V ,通过常数N 可以算出每个分子的质量和体积。
每个分子的质量m M N= 每个分子的体积v V N= 根据上述内容我们不难理解一般物体中的分子数目都是大得惊人的,由此可知物质是由大量分子组成的。
2、分子永不停息地做无规则运动。
①布朗运动间接地说明了分子永不停息地做无规则运动。
布朗运动的产生原因:被液体分子或气体分子包围着的悬浮微粒(直径约为103-mm ,称为“布朗微粒”),任何时刻受到来自各个方向的液体或气体分子的撞击作用不平衡,颗粒朝向撞击作用较强的方向运动,使微粒发生了无规则运动。
应注意布朗运动并不是分子的运动,而是分子运动的一种表现。
影响布朗运动明显程度的因素:固体颗粒越小,撞击它的液体分子数越少,这种不平衡越明显;固体颗粒越小,质量也小,运动状态易于改变,因此固体颗粒越小,布朗运动越显著。
液体温度越高,布朗运动越激烈。
②热运动:分子的无规则运动与温度有关,因此分子的无规则运动又叫做热运动。
3、分子间存在着相互作用的引力和斥力。
①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。
②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。
当分子间的距离r r ==-01010m 时,分子间的引力和斥力相等,分子间不显示作用力;当分子间距离从r 0增大时,分子间的引力和斥力都减小,但斥力小得快,分子间作用力表现为引力;当分子间距离从r 0减小时,斥力、引力都增在大,但斥力增大得快,分子间作用力表现为斥力。
第十六章:热和能一、复习要点(一)、分子热运动1、物质是由分子组成的。
分子若看成球型,它的直径大约只有10-10m。
2、一切物质的分子都在不停地做无规则的运动①扩散:不同物质在相互接触时,彼此进入对方的现象。
②扩散现象说明:A、分子之间有间隙。
B、分子在不停地做无规则的运动。
③课本P124图16.1-2中的装置下面放二氧化氮,这样做的目的是:防止二氧化氮扩散被误认为是重力作用的结果。
实验现象:两瓶气体混合在一起颜色变得均匀,结论:气体分子在不停地运动。
④固、液、气都可扩散,扩散速度与温度有关。
温度越高,扩散越快。
⑤热运动:物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。
温度越高,分子无规则运动的速度越大。
3、分子间有相互作用的引力和斥力。
当分子间的距离很小时,作用力表现为斥力;当分子间的距离稍大时,作用力表现为引力;如果分子相距很远,作用力就变得十分微弱,可以忽略。
(二)、内能1、内能:物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和,叫做物体的内能。
2、物体在任何情况下都有内能:既然物体内部分子永不停息地运动着和分子之间存在着相互作用,那么内能是无条件的存在着。
无论是高温的铁水,还是寒冷的冰块都具有内能。
3、物体的内能大小与温度的关系:在物体的质量,材料、状态相同时,温度越高物体内能越大。
4、内能的改变:(1)热量:热传递过程中,传递的能量的多少叫热量,热量的单位是焦耳。
热传递的实质是内能的转移。
(2)改变内能的方法:做功和热传递。
A、热传递可以改变物体的内能。
①热传递的方向:热量从高温物体向低温物体传递或从同一物体的高温部分向低温部分传递。
②热传递的条件:有温度差。
热传递传递的是内能(热量),而不是温度。
③热传递过程中,物体吸收热量,内能增加;放出热量,内能减少。
注意:物体内能改变,温度不一定发生变化。
B 、做功改变物体的内能:①做功可以改变内能:对物体做功物体内能会增加。
物体对外做功物体内能会减少。
②做功改变内能的实质是内能和其他形式的能的相互转化(三)、比热容1、定义:单位质量的某种物质温度升高(降低)1℃时吸收(放出)的热量。
《热和能》一、知识梳理:(一)、分子热运动1、分子运动论的基本内容?1. 2. 3.2、扩散现象两种不同的物质相互接触时彼此进入对方的现象。
如:糖放入清水中,过一会儿糖不见了,水却变甜了;在花园行走时闻到香味等。
扩散现象说明了什么?扩散现象可以在哪两者之间进行。
扩散现象进行的快慢与什么有关?3、分子间既有引力,又存在斥力铁丝很难被拉伸,表明存在着什么力?一块铁很难被压缩,表明了什么?当分子间距离很大时,表现为什么力?当分子间距离很小,表现为什么力?当分子间的距离很远时,作用力如何表现?可以忽略,如破镜不能重圆。
(二)、内能1、内能?(1) 内能是物体的内能,个别分子和少数分子的所具有的不是物体的内能。
(2)一切物体在任何情况下都具有内能。
(3)内能的大小与什么有关?2、内能和机械能的区别:内能与温度有关,机械能与物体的质量、速度、高度(或形变)有关。
静止在地面上的物体机械能为零,但其内能不为零。
物体可同时具有内能和机械能。
3、物体内能的改变两种方法?a热传递(1)条件?(2)实质?b做功:(1)外界对物体做功,物体的内能如何改变?温度如何改变?(2)物体对外界做功,物体的内能如何改变?温度如何改变?4、热量:(1)定义?(2)单位:焦耳(J)(3)物体本身没有热量。
不能说某个物体具有多少热量,更不能比较两个物体热量的大小。
热量是在热传递过程中,内能转移的数量。
是一个过程量,它存在于热传递的过程中,离开热传递谈热量是没有意义的。
5、做功和热传递对于改变物体的内能是等效的。
一个物体内能的改变既可以是通过做功,也可以通过热传递。
(三)、比热容1、比热容定义:?单位:?符号为:?比热容是物质的一种属性,每种物质都有自己的比热容,比热容决定于?与物体的质量的大小、温度改变的多少以及物体吸收或放出的热量的多少无关。
水的比热容是多少?表示的物理意义?2、热量的计算在热传递过程中,物体吸收或放出能量的多少。
公式:Q吸=___________ Q放=______________________(四)、热机1、内燃机(1)蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等都属于热机,能量是如何转化的?(2)多数汽油机是由哪四个冲程组成。
初二物理《分子的热运动》知识点一、分子热运动1、分子运动:一切物质的分子都在不停地做无规则运动,且温度越高,分子运动越剧烈。
2、分子的热运动:分子的这种无规则运动叫做分子的热运动。
二、分子间的作用力1、分子间同时存在相互作用的引力和斥力,且引力和斥力是同时存在的。
2、当分子间的距离大于平衡距离时,表现为引力;分子间的距离小于平衡距离时,表现为斥力。
3、当分子间的距离等于平衡距离时,引力等于斥力,即分子力等于零。
4、固体很难被拉断和被压缩说明分子间存在相互作用的引力和斥力。
5、气体容易被压缩,但又不能无限地被压缩说明分子间既存在引力又存在斥力。
6、当分子间的距离大于平衡距离时,分子间表现为引力。
7、当分子间的距离小于平衡距离时,分子间表现为斥力。
三、扩散现象1、定义:不同的物质在相互接触时彼此进入对方的现象叫做扩散现象。
2、扩散现象说明:A分子在不停地做无规则运动;B分子之间存在空隙。
3、扩散快慢与温度有关,温度越高,扩散越快。
四、分子间的作用力与平衡距离的关系1、当两个分子间的距离大于平衡距离时,两个分子间表现为引力;两个分子间的距离小于平衡距离时,两个分子间表现为斥力;两个分子间的距离等于平衡距离时,两个分子间的作用力为零。
2、当两个分子间的距离大于平衡距离时,两个分子间表现为引力;两个分子间的距离小于平衡距离时,两个分子间表现为斥力;两个分子间的距离等于平衡距离时,两个分子间的作用力为零。
物理学史研究光、声、热、力、电等形形色色的物理现象,是自然学科的基础。
观察、实验是获取知识,认识世界的重要手段,在科学的发展,社会的进步中有着重要的地位。
牛顿第一定律阐述了力和运动的关系,对力学的发展和人们的认识起了重要的作用。
声音的发生是由物体的振动引起的,振动物体发出的声音,可以通过不同的介质向外传播,并能被人或其它动物所听到。
光在均匀介质中是沿直线传播的大气层是不均匀的,当光从大气层外射到地面时,光发了了了乱了。
分子运动论热和功学科:物理教学内容:第五章分子运动论热和功一、考纲要求1.物质是由大量分子组成的,分子的热运动、布朗运动,分子间的相互作用力(A)。
2.分子热运动的动能,温度是物体的热运动平均动能的标志;物体分子间的相互作用势能,物体的内能(A)。
3.做功和热传递是改变物体内能的两种方式,热量,能的转化和守恒定律(A)。
4.能量的利用和能源开发(A)。
讲明:不要求明白热力学第一定律的表达式。
二、知识结构本章要紧研究热现象及规律,即物体内部热运动的规律。
研究的方法有两种:一是宏观的方法,按照观看与实验总结出的热学规律,用严密的逻辑推理研究宏观物体的热性质;另一种方法是微观方法,从物质的微观结构动身,按照微观粒子所遵循的热力学规律,研究由大量微观粒子组成的宏观物体的热学性质。
用油膜法测分子的直径,引入阿伏加德罗那个联系宏观量与微观量的常数,得出物质由大量分子组成的事实;从观看布朗运动中,明白分子在永不停息地做无规则运动,且这种运动与温度有关;又从事实推理出分子间存在相互作用的引力和斥力,且这种相互作用力与分子间距离有关。
正因为组成物质的微观粒子遵循以上热力学规律,才使得物体的内能与物体的质量、体积、温度、物态有关,也正是因为物体的内能与这些量有关,才使得改变物体的内能方式有两种:做功和热传递。
三、知识点、能力点提示1.油膜法测分子的直径用油膜法测分子的直径有两个理想化近似条件:①把在水面上尽可能分散开的油膜视为单分子油膜。
②把形成单分子油膜的分子视为紧密排列的球形分子,现在只须测出油滴的体积V ,再测出油膜的面积S ,由d=SV 可算出油分子的直径。
2.利用阿伏加德罗常数对微观量的结算 阿伏加德罗常数起沟通宏观量和微观量的桥梁作用,微观量是指直截了当描述分子的几何性质和物理性质的物理量,如分子直径d ,分子体积V 分,分子质量m0;宏观量指物质的密度ρ,物体的质量m ,物质的摩尔质量M ,物质的摩尔体积V 摩。
选修3-3热学知识点归纳一、分子运动论1. 物质是由大量分子组成的(1)分子体积分子体积很小,它的直径数量级是(2)分子质量分子质量很小,一般分子质量的数量级是 (3)阿伏伽德罗常数(宏观世界与微观世界的桥梁)1摩尔的任何物质含有的微粒数相同,这个数的测量值:设微观量为:分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m ;宏观量为:物质体积V 、摩尔体积V 1、物质质量M 、摩尔质量μ、物质密度ρ. 分子质量: 分子体积:(对气体,V 0应为气体分子平均占据的空间大小)分子直径: 球体模型: V d N =3A )2(34π 303A 6=6=ππV N V d (固体、液体一般用此模型) 立方体模型:30=V d (气体一般用此模型)(对气体,d 理解为相邻分子间的平均距离) 分子的数量.A 1A 1A A N V V N V M N V N Mn ====ρμρμ2. 分子永不停息地做无规则热运动(1)分子永不停息做无规则热运动的实验事实:扩散现象和布郎运动。
(2)布朗运动布朗运动是悬浮在液体(或气体)中的固体微粒的无规则运动。
布朗运动不是分子本身的 运动,但它间接地反映了液体(气体)分子的无规则运动。
(3)实验中画出的布朗运动路线的折线,不是微粒运动的真实轨迹。
因为图中的每一段折线,是每隔30s 时间观察到的微粒位置的连线,就是在这短短的30s 内,小颗粒的运动也是极不规则的。
(4)布朗运动产生的原因大量液体分子(或气体)永不停息地做无规则运动时,对悬浮在其中的微粒撞击作用的不平衡性是产生布朗运动的原因。
简言之:液体(或气体)分子永不停息的无规则运动是产生布朗运动的原因。
(5)影响布朗运动激烈程度的因素固体微粒越小,温度越高,固体微粒周围的液体分子运动越不规则,对微粒碰撞的不平衡性越强,布朗运动越激烈。
(6)能在液体(或气体)中做布朗运动的微粒都是很小的,一般数量级在,这种微粒肉眼是看不到的,必须借助于显微镜。
初中物理分子热运动知识点整理初中物理分子热运动知识点整理分子是运动的。
而不同的物质互相接触时彼此进入对方的现象叫做扩散。
扩散不仅发生在气体之间,也可以发生在液体和固体之间。
以下是店铺整理的初中物理分子热运动知识点整理,希望对大家有所帮助。
一、分子热运动分子运动论的内容是:(1)物质由分子组成;(2)一切物体的分子都永不停息地做无规则运动。
(3)分子间存在相互作用的引力和斥力。
扩散:不同物质相互接触,彼此进入对方现象。
扩散现象说明:一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。
热运动:分子的运动跟温度有关,分子的无规则运动叫热运动。
温度越高,分子的热运动越剧烈。
分子间的作用力:分子间有引力;引力使固体、液体保持一定的体积。
分子间有斥力,分子间的斥力使分子已离得很近的固体、液体很难进一步被压缩。
固体、液体压缩时分子间表现为斥力大于引力。
固体很难拉长是分子间表现为引力大于斥力。
二、内能内能:物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和叫内能。
物体的内能与温度和质量有关:物体的温度越高,分子运动速度越快,内能就越大。
一切物体在任何情况下都具有内能。
改变物体的内能两种方法:做功和热传递,这两种方法对改变物体的内能是等效的。
1、热传递:温度不同的`物体相互接触,低温的物体温度升高,高温的物体温度降低,这个过程叫热传递。
发生热传递时,高温物体内能减少,低温物体内能增加。
热量:在热传递过程中,传递的内能的多少叫热量(物体含有多少热量的说法是错误的)。
单位:J。
2、做功:(1)对物体做功,物体的内能增加;物体对外做功,本身的内能会减少。
温室效应:太阳把能量辐射到地表,地表受热也会产生辐射,向外传递热量,大气中的二氧化碳阻碍这种辐射,地表的温度会维持在一个相对稳定的水平,这就是温室效应。
大量使用化石燃料、砍伐森林,加剧了温室效应。
所有能量的单位都是:焦耳。
三、比热容比热容(c):单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃,吸收(或放出)的热量叫做这种物质的比热。
一、分子运动论1.物质是由大量分子组成的2.分子永不停息地做无规则热运动(1)分子永不停息做无规则热运动的实验事实:扩散现象和布郎运动。
(2)布朗运动布朗运动是悬浮在液体(或气体)中的固体微粒的无规则运动。
布朗运动不是分子本身的运动,但它间接地反映了液体(气体)分子的无规则运动。
(3)实验中画出的布朗运动路线的折线,不是微粒运动的真实轨迹。
因为图中的每一段折线,是每隔30s时间观察到的微粒位置的连线,就是在这短短的30 s内,小颗粒的运动也是极不规则的。
(4)布朗运动产生的原因大量液体分子(或气体)永不停息地做无规则运动时,对悬浮在其中的微粒撞击作用的不平衡性是产生布朗运动的原因。
简言之:液体(或气体)分子永不停息的无规则运动是产生布朗运动的原因。
(5)影响布朗运动激烈程度的因素固体微粒越小,温度越高,固体微粒周围的液体分子运动越不规则,对微粒碰撞的不平衡性越强,布朗运动越激烈。
(6)能在液体(或气体)中做布朗运动的微粒都是很小的,一般数量级在,这种微粒肉眼是看不到的,必须借助于显微镜。
3.分子间存在着相互作用力(1)分子间的引力和斥力同时存在,实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的合力。
分子间的引力和斥力只与分子间距离(相对位置)有关,与分子的运动状态无关。
(2)分子间的引力和斥力都随分子间的距离r的增大而减小,随分子间的距离r的减小而增大,但斥力的变化比引力的变化快。
(3)分子力F和距离r的关系如下图4.物体的内能(1)做热运动的分子具有的动能叫分子动能。
温度是物体分子热运动的平均动能的标志。
(2)由分子间相对位置决定的势能叫分子势能。
分子力做正功时分子势能减小;分子力作负功时分子势能增大。
当r=r0即分子处于平衡位置时分子势能最小。
不论r从r0增大还是减小,分子势能都将增大。
如果以分子间距离为无穷远时分子势能为零,则分子势能随分子间距离而变的图象如上图。
(3)物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能。
分子运动论 热和功知识要点:一、分子动理论的基本内容:分子理论是认识微观世界的基本理论,主要内容有三点。
1、物质是由大量分子组成的。
我们说物质是由大量分子组成的,原因是分子太小了。
一般把分子看成球形,分子直径的数量级是1010-米。
1摩尔的任何物质含有的微粒数都是6.02×1023个,这个常数叫做阿伏加德罗常数。
记作: N 6.0210mol 231=⨯-阿伏加德罗常数是连接宏观世界和微观世界的桥梁。
已知宏观的摩尔质量M 和摩尔体积V ,通过常数N 可以算出每个分子的质量和体积。
每个分子的质量m M N= 每个分子的体积v V N= 根据上述内容我们不难理解一般物体中的分子数目都是大得惊人的,由此可知物质是由大量分子组成的。
2、分子永不停息地做无规则运动。
①布朗运动间接地说明了分子永不停息地做无规则运动。
布朗运动的产生原因:被液体分子或气体分子包围着的悬浮微粒(直径约为103-mm ,称为“布朗微粒”),任何时刻受到来自各个方向的液体或气体分子的撞击作用不平衡,颗粒朝向撞击作用较强的方向运动,使微粒发生了无规则运动。
应注意布朗运动并不是分子的运动,而是分子运动的一种表现。
影响布朗运动明显程度的因素:固体颗粒越小,撞击它的液体分子数越少,这种不平衡越明显;固体颗粒越小,质量也小,运动状态易于改变,因此固体颗粒越小,布朗运动越显著。
液体温度越高,布朗运动越激烈。
②热运动:分子的无规则运动与温度有关,因此分子的无规则运动又叫做热运动。
3、分子间存在着相互作用的引力和斥力。
①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。
②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。
当分子间的距离r r ==-01010m 时,分子间的引力和斥力相等,分子间不显示作用力;当分子间距离从r 0增大时,分子间的引力和斥力都减小,但斥力小得快,分子间作用力表现为引力;当分子间距离从r 0减小时,斥力、引力都增在大,但斥力增大得快,分子间作用力表现为斥力。
③分子力相互作用的距离很短,一般说来,当分子间距离超过它们直径10倍以上,即r >-109m 时,分子力已非常微弱,通常认为这时分子间已无相互作用。
二、内能:1、分子的动能:由于组成任何物体的分子都是在不停地做无规则运动,因此,构成物体的每一个分子在任何时刻都具有动能。
由于分子热运动的无规则性及分子间的频繁碰撞,任何一个分子的动能都是不断变化的。
即使一个物体在稳定的状态下,构成物体的每个分子动能的大小也是不相等的。
组成物体所有分子动能的平均值,叫做分子热运动的平均动能。
平均动能的大小决定了物体所处的状态,分子平均动能大小的宏观标志是物体的温度。
物体的温度越高,分子平均动能越大;反之,物体的温度越低,分子平均动能越小。
①分子无规则热运动的动能叫做分子的动能。
一切分子都具有动能。
②温度是物体分子平均动能的标志。
做无规则运动的每个分子都具有动能。
但由于分子运动的无规则性,每个分子的动能都不相同,讨论每个分子的动能是无意义的。
在研究热运动中,有意义的是讨论所有分子动能的平均值,即分子的平均动能。
理论和实践均已证明,温度和分子的平均动能有确定的函数关系,因此温度是物体分子平均动能的标志。
2、分子的势能:由于分子间存在着相互作用力,且分子间又有间隙,分子间的距离可变,这跟物体与地球间的关系相当。
物体与地球间存在着相互作用力—重力,物体与地球间有间隙—高度,且距离可变。
地球上的重物有势能—由相互作用的物体间相对位置决定的能,那么,分子间也存在着分子势能—由分子间相对位置决定的势能叫分子势能。
因为分子间的相互作用力比较复杂—既存在相互作用的引力又有相互作用的斥力,所以分子势能的规律也是复杂的。
当分子间的距离为r0(=10-10m)时,分子处于平衡态势能最低。
因为分子间的距离r大于r0时分子间的合作用表现为引力,分子间的距离r小于r0时分子间的合作用表现为斥力,所以,当分子间距离r大于r0时,分子间距离越大分子势能越大,当分子间距离r小于r0时,分子间距离越小分子势能越大。
综上所述,分子势能的大小与分子间的距离是密切相关的。
宏观上看物体分子势能的变化可由物体的体积及物体所处的态(固态、液态、气态)决定。
①分子间存在着由相对位置决定的势能叫分子势能。
②分子间势能与分子间的距离的关系可用右图来表示。
当分子间的距离大到10r0时,分子间的作用力可认为零,定义比位置势能为零。
分子间距离从10r逐渐小,引力做正功,分子势能减小,到r时,分子间势能减小到最小。
当分子间距离从r继续减小时,斥力做负功,即要克服斥力做功,分子间势能增加。
③分子势能与体积有关。
3、物体的内能:定义:构成物体所有分子动能与势能的总和,叫物体的内能。
显然,物体内能的多少与各分子动能的大小有关,与分子的势能大小有关,与分子的总量有关。
宏观上看,物体内能的多少由物体的温度、物体的体积(及所处的态)和物体所包含的分子数决定,即由三个参量决定。
比较两个物体所含内能多少时,目前我们只能讨论相同物质构成的物体。
在比较相同物质构成的物体内能时,一定要抓住两者三个参量中的相同因素。
如:1kg的15℃的水与1kg的25℃的水相比,因为分子数相同,分子势能相同,前者分子平均动能小,所以后者的内能多。
1kg的15℃的水与2kg的15℃的水相比,因为分子势能相同,分子的平均动相同,而后者所含分子数多,所以后者的内能多。
1kg的0℃的冰与1kg的0℃的水相比,因为分子数相同,分子的平均动相同,前者分子势能比后者小,所以后者的内能多。
以上比较中它们只有一个参量不同,若有两个或两个以上参量不同时,问题就要复杂的多了。
如:1kg的15℃的水与2kg的25℃的水相比,因为,两者分子势能相同,而分子的平均动能和分子数后者都大于前者,后者所含的内能多是可以确定的。
1kg的0℃的冰与2kg的0℃的水相比,因为,两者分子动能相同,而分子的势能和分子数后者都大于前者,后者所含的内能多也是可以确定的。
1kg的0℃的冰与1kg的25℃的水相比,因为,两者分子数相同,而分子的平均动能和分子势能后者都大于前者,所以,后者所含的内能多也是位移确定的。
当然,若1kg的0℃的冰与2kg的25℃的水相比,因为,物体所含的分子数、分子的平均动能和分子势能后者都大于前者,也是好比较的。
但是,在三个参量中有两个相对的不同,在我们不具有定量计算公式的情况下,则不好比较。
如:2kg的0℃的冰与1kg的15℃的水相比,因为,前者分子势能和分子的平均动能都小于后者,而分子数后者却大于前者,具体两者的内能哪个偏大则无法确定。
⒋几个需要说明的问题:⑴分子势能的大小跟其它势能一样也是相对的。
若选分子间的距离无限大时分子势能为零,那么,分子间的距离为r0时,分子势能不但最小且是负的最大值。
⑵物体分子动能、分子势能的大小与物体运动的动能和物体重力势能的大小无关。
这两者一个是微观的能量一个是宏观的能量,自身并没有必然的联系。
你把一块冰举得再高,且让它具有较大的速度,它的机械能可能很大,但它的内能并没有变。
⑶物体的内能发生变化时,可能仅是物体分子动能发生变化,也可能仅是物体分子势能发生变化,当然可能是分子的动能和势能都发生了变化。
三、热和功:⒈通过做功可以改变物体的内能。
⑴大家知道摩擦生热的道理,我们把两块冰放在一起互相摩擦对冰做功,过一会冰可以变成水,使原来两块冰的内能(分子势能)增加;给自行车的车胎充气时,人通过气筒压缩气体对气体做功,我们会发现气体的温度升高(使气筒变热),使原来的空气内能(主要是分子的动能)增加。
我们也可以举出一些例子说明通过做功不但使物体分子的动能增加还会使物体分子势能增加。
总之,外界对物体做功可以使物体的内能增加。
⑵四冲程内燃机工作时,“做功冲程”是高温、高压气体膨胀推动活塞运动对外做功,其特点是气体温度降低(气体分子平均动能减少),气体内能减少。
你知道电冰箱能够制冷的基本原理是什么吗?先通过压缩机把致冷剂压缩,在让被压缩的致冷剂在冰箱内的蒸发器中迅速蒸发膨胀对外做功,对外做功的同时致冷剂温度迅速下降。
这两个例子说明,物体对外做功(或称外界对物体做负功)时,物体的内能会减少。
综上所述,通过做功的方式可以改变物体的内能。
要能理解好这个结论,同学们还要多思考,多注意周围所见的能证明这个结论的实例。
⒉热传递可以改变物体的内能。
⑴用烧热了的电烙铁与焊锡接触,过一段时间焊锡就会熔化。
像这样把存在温差的两个物体放在一起,温度较高的物体过一段时间温度会下降,而温度较低的物体过一段时间温度会升高。
说明在这个过程中温度较高的物体把一部分内能传递给温度较低的物体(有时把这个过程叙述为温度较高的物体把一部分热量传递给温度较低的物体),结果使两个物体的温差逐渐减小。
这个吸热和放热的过程叫做热传递,能发生热传递的条件是两个物体必须存在温差。
⑵一个物体吸热内能增加;放热内能减小。
⒊关于物体内能的变化。
应该指出的是,做功和热传递的本质是完全不同的。
大家知道“功是能量转换多少的量度。
”那么,通过做功改变物体内能时,一定存在着内能与其它形式能之间的转化;热传递是内能在物体间转移,能量的形式并没有发生改变。
由上述分析可知:改变物体内能有两种方式,即做功和热传递。
做功和热传递在改变物体内能的问题上是完全等效的,并不能由物体内能变化的情况来判定是做功的结果还是热传递的表现。
物体内能发生变化也可能是既有做功又有热传递,从能的转化和守恒定律来分析自然可以得到这样的结论:外界对物体所做的功(W)与物体从外界吸收的热量(Q)之和等于物体内能的增量(ΔE)这就是热力学第一定律。
热力学第一定律的表达式为:ΔE=W+Q1、改变内能的两种方式:做功和热传递都可以改变物体的内能。
2、做功和热传递的本质区别:做功和热传递在改变物体内能上是等效的。
但二者本质上有差别。
做功是把其他形式的能转化为内能。
而热传递是把内能从一个物体转移到另一个物体上。
3、功、热量、内能改变量的关系——热力学第一定律。
①内容:在系统状态变化过程中,它的内能的改变量等于这个过程中所做功和所传递热量的总和。
②实质:是能量转化和守恒定律在热学中的体现。
③表达式:∆E W Q=+④为了区别不同情况,对∆E、W、Q做如下符号规定:∆E> 0 表示内能增加∆E< 0 表示内能减少Q > 0 表示系统吸热Q < 0 表示系统放热W > 0 表示外界对系统做功W < 0 表示系统对外界做功四、能的转化和守恒定律:1、物质有许多不同的运动形式,每一种运动形式都有一种对应的能。
2、各种形式的能都可以互相转化,转化过程中遵守能的转化和守恒定律。
3、能的转化和守恒定律:能量既不能凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为别的形式,或者从一个物体转移到别的物体。