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1、,第一章,第五节物体的内能 第六节气体分子运动的统计规律,目标定位 1.知道温度是分子平均动能的标志,明确分子势能与分子间距离的关系. 2.理解内能的概念及其决定因素. 3.知道气体分子运动的特点,了解气体分子速率按统计规律分布.,内容索引,知识探究,题型探究,达标检测,知识探究,一、分子动能,分子处于永不停息的无规则运动中,因而具有动能. (1)为什么研究分子动能的时候主要关心大量分子的平均动能?,答案,答案分子动能是指单个分子热运动的动能,但分子是无规则运动的,因此各个分子的动能以及一个分子在不同时刻的动能都不尽相同,所以研究单个分子的动能没有意义,我们主要关心的是大量分子的平均动能.,(
2、2)物体温度升高时,物体内每个分子的动能都增大吗?,答案,答案温度是大量分子无规则热运动的集体表现,含有统计的意义,对于单个分子,温度是没有意义的,所以物体温度升高时,某一个分子的动能可能减小,也可能不变.,(3)物体做高速运动时,其分子的平均动能会增大吗?,答案分子的平均动能与宏观物体运动的动能无关.,1.温度在宏观上是物体 程度的标志,在微观上是分子热运动的 的标志. 2.分子动能的理解 (1)由于分子热运动的速率大小不一,因而我们关心的是分子热运动的 动能. (2)温度是大量分子 的标志,但对单个分子没有意义.同一温度 下,各个分子的动能不尽相同.,冷热,平均动能,平均动能,平均,(3)
3、分子的平均动能决定于物体的 . (4)分子的平均动能与宏观上物体的运动速度 关.(填“有”或“无”).,温度,无,二、分子势能,功是能量转化的量度,分子力做功对应什么形式的能量变化呢?,答案,答案分子力做功对应分子势能的变化.,分子势能是由分子间相对位置决定的势能,它随物体体积的变化而变化,与分子间距离r的关系为: 1.当rr0时,分子力表现为引力,r增大时,分子力做 (填“正”或“负”) 功,分子势能 (填“增大”或“减小”). 2.当rr0时,分子力表现为斥力,r减小时,分子力做 (填“正”或“负”) 功,分子势能 (填“增大”或“减小”). 3.当rr0时,分子势能 (填“最大”或“最小
4、”).,负,增大,增大,最小,负,4.如果取两个分子间相距无限远时(此时分子间作用力可忽略不计)的分子势能为零,分子势能Ep与分子间距离r的关系可用如图1所示的实线表示(分子力F与分子间距离r的关系如图中虚线所示).,图1,三、内能,1.内能:物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和. 2.任何物体在任何温度下都具有内能.因为一切物体都是由做永不停息的无规则运动的分子组成的. 3.内能的决定因素 (1)从微观上看,物体的内能大小由组成物体的分子 、分子热运动的 和分子间距离三个因素决定. (2)从宏观上看,物体的内能由物体的 、 和体积三个因素决定.,总数,平均动能,物质的量,温度,(3)
5、理想气体的内能:理想气体忽略了气体分子的相互作用力和 能, 理想气体的内能是所有分子 的总和,只跟 有关. 4.内能与机械能的区别和联系 区别:与内能不同,机械能是由物体的机械运动速度、相对参考面的高度、物体形变大小等决定的能量,它是对宏观物体整体来说的. 联系:物体具有内能的同时也可以具有机械能.当物体的机械能增加时,内能 (填“一定”或“不一定”)增加,但机械能与内能之间可以相互转化.,动能,分子势,温度,不一定,四、气体分子运动的统计规律,1.由于物体是由大量分子组成的,这些分子并没有统一的运动步调,单独来看,各个分子的运动都是不规则的,带有 ,但从总体来看,大量分 子的运动服从一定的
6、. 2.气体分子沿各个方向运动的机会均等. 3.大量气体分子的速率分布呈现 的规律. 4.温度升高时,所有分子热运动的平均速率 ,即大部分分子的速率 , 但也有少数分子的速率减小,这也是统计规律的体现.,中间多、两头少,统计规律,偶然性,增大,增大,题型探究,例1(多选)关于分子的动能,下列说法中正确的是 A.物体运动速度大,物体内分子的动能一定大 B.物体的温度升高,物体内每个分子的动能都增大 C.物体的温度降低,物体内大量分子的平均动能一定减小 D.物体内分子的平均动能与物体做机械运动的速度大小无关,一、分子动能,答案,解析,解析分子的动能与机械运动的速度无关,温度升高,分子的平均动能一定
7、增大,但对单个分子来讲,其动能可能增大也可能减小.,例2甲、乙两分子相距较远(此时它们之间的分子力可以忽略),设甲固定不动,在乙逐渐向甲靠近直到不能再靠近的过程中,关于分子势能的变化情况,下列说法正确的是 A.分子势能不断增大 B.分子势能不断减小 C.分子势能先增大后减小 D.分子势能先减小后增大,二、分子势能,解析rr0时,靠近时引力做正功,Ep减小; rr0时,靠近时斥力做负功,Ep增大.,答案,解析,三、内能,例3下列说法正确的是 A.铁块熔化成铁水的过程中,温度不变,内能也不变 B.物体运动的速度增大,则物体中分子热运动的平均动能增大,物体 的内能增大 C.A、B两物体接触时有热量从
8、物体A传到物体B,这说明物体A的内能 大于物体B的内能 D.A、B两物体的温度相同时,A、B两物体的内能可能不同,分子的平 均速率也可能不同,答案,解析,解析解答本题的关键是对温度和内能这两个概念的理解.温度是分子热运 动的平均动能的标志,内能是所有分子动能和分子势能的总和,故温度不 变时,内能可能变化,A项错误. 两物体温度相同,内能可能不同,分子的平均动能相同,但由 知, 分子的平均速率 可能不同,故D项正确. 最易出错的是认为有热量从A传到B,A的内能肯定大,其实有热量从A传到 B,只说明A的温度高,内能大小还要看它们的总分子数和分子势能这些因 素,故C项错误.机械运动的速度与分子热运动
9、的平均动能无关,故B项错误. 故正确答案为D.,四、气体分子运动的统计规律,例4在一定温度下,某种气体的分子速率分布应该是 A.每个分子速率都相等 B.每个分子速率一般都不相等,速率很大和速率很小的分子数目都很少 C.每个分子速率一般都不相等,但在不同速率范围内,分子数的分布是 均匀的 D.每个分子速率一般都不相等,速率很大和速率很小的分子数目都很多,答案,解析,解析本题考查理想气体的速率分布规律,解决本题的关键是要熟知气体分子速率分布曲线,由麦克斯韦气体分子速率分布规律知,气体分子速率大部分集中在某个数值附近,速率很大和速率很小的分子数目都很少,所以B正确.,达标检测,1.(分子动能)下列关
10、于物体的温度与分子动能的关系,说法正确的是 A.某物体的温度是0 ,说明物体中分子的平均动能为零 B.物体温度升高时,每个分子的动能都增大 C.物体温度升高时,分子平均动能增大 D.物体的运动速度越大,则物体的温度越高,答案,解析,1,2,3,4,解析某种气体温度是0 ,物体中分子的平均动能并不为零,因为分子在永不停息地运动,A错; 当温度升高时,分子运动加剧,平均动能增大,但并不是每个分子的动能都增大,B错,C对; 物体的运动速度越大,物体的动能越大,这并不能代表物体内部分子的热运动越剧烈,所以物体的温度不一定高,D错.,1,2,3,4,2.(分子势能)(多选)图2为两分子系统的势能Ep与两
11、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,答案,解析,图2,1,2,3,4,解析当rr1时,r减小,Ep增大,说明克服分子间作用力做功,也说明 分子间作用力表现为斥力,因此选项B正确. r1rr2时,分子势能随分子间距离的增大而减小,说明分子力做正功, 因此分子间作用力表现为斥力,所以选项A、D均错. rr2时分子间作用力为零,故选项C正确.,3,4,1,2,3.(内能)关于物体的内能,下列说法中正确的是 A.
12、机械能可以为零,但内能永远不为零 B.温度相同、质量相同的物体具有相同的内能 C.温度越高,物体的内能越大 D.0的冰的内能与等质量的0的水的内能相等,答案,解析,1,2,3,4,解析机械能是宏观能量,当物体的动能和势能均为零时,机械能就 为零;而物体内的分子在永不停息地做无规则运动,且存在相互作用 力,所以物体的内能永不为零,A项对; 物体的内能与物质的量、温度和体积有关,B、C、D三项错误,故选A.,4.(气体分子运动的统计规律)如图3是氧气分子在不同 温度(0和100)下的速率分布图,由图可得 A.同一温度下,氧气分子呈现出“中间多、两头少” 的分布规律 B.随着温度的升高,每一个氧气分子的速率都增大 C.随着温度的升高,氧气分子中速率小的分子所占的比例增加 D.随着温度的升高,氧气分子的平均速率变小,答案,解析,图3,1,2,3,4,解析温度升高后,并不是每一个气体分子的速率都增大,而是气体 分子的平均速率变大,并且速率小的分子所占比例减小,则B、C、D错误; 同一温度下,气体分子呈现出“中间多、两头少”的分布规律,A正确.,2,3,1,4,