高中物理：分子运动论内能(动图)
13-2 内能(解析版)
13.2 内能——精剖细解讲义知识点1：内能1、分子动能一切运动的物体都具有动能。
物体内的分子在不停的做无规则运动，运动的分子具有动能，叫做分子动能。
分子运动示意图如下：2、分子势能分子之间因为相互的作用力而具有势能，叫做分子势能。
分子势能示意图如下：3、内能构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。
单位：焦耳；符号：J。
物体内大量分子做无规则热运动所具有的能量称为分子动能。
物体的温度越高，分子运动得越快，它们的动能越大。
同一个物体（物态不变），温度越高，内能越大。
由于分子之间具有一定的距离，也具有一定的作用力，因而分子具有势能，称为分子势能。
分子间距发生变化时，物体的体积也会变，其内能会发生变化。
所以分子势能与物体的体积有关。
内能大小与物体的质量、温度、状态等有关。
因为所有物质的分子都在不停地做无规则的运动，所以所有物体都具有内能，任何物体在任何情况下都具有内能。
内能是指物体的内能，是物体内所有分子热运动的动能和势能之和，是一个宏观量，单纯考虑一个分子的内能是无意义的。
不能测出一个物体具体的内能，只能通过物体的前后变化判断内能是增加了还是减少了，或者变化了多少。
对于同一个物体来说，温度升高时内能增加，温度降低时内能减少。
内能的影响因素影响因素解释温度温度越高，物体内部分子的无规则运动越剧烈，分子动能越大。
另外由于热胀冷缩，温度升高，物体体积变大，分子间势能也变大，所以物体的温度越高，内能越大。
质量质量反映了物体内分子数目的多少。
在其他条件相同时，质量越大，物体内分子个数越多，分子动能和分子势能总和就越大，即内能越大。
体积体积体现了分子间平均距离的大小。
分子间距离的大小变化引起分子间作用力大小的变化，从而影响分子势能的大小，也就影响了内能大小。
种类不同物质的分子大小、结构都不同，在温度、质量相同时，尽管它们的分子平均动能相同，但分子间作用力不同，分子势能不同，物体内分子个数也不同，所以内能不同。
分子动理论的基本内容(课件)高二物理(人教版2019选择性必修第三册)
课堂练习
3．关于分子动理论，下列说法中正确的是（ BC ）
A．扩散现象与温度无关，不属于分子热运动 B．水仙花飘香，表明分子在不停地做无规则运动 C．悬浮在液体中的颗粒越小，布朗运动越明显 D．固体很难被压扁是因为其内部的分子间没有空隙
课堂练习
【答案】BC 【详解】A．扩散现象说明分子在永不停息地做无规则热运动，温度越高，扩散得越 快，故A错误； B．水仙花飘香是由于花的香气在空中不断扩散，表明分子在不停地做无规则运动， 故B正确； C．悬浮在液体中的颗粒越小，液体分子对颗粒的碰撞越少，颗粒的受力越不平衡， 布朗运动越明显，故C正确； D．固体分子之间仍然有空隙，固体很难被压扁的原因是分子间有斥力，故D错误。 故选BC。
结合日常生活中的体验，说明一下扩散现象的快慢与温度有没有关系？
新课讲授
2.布朗运动
1827年，英国的一位植物学家布朗用显微镜观察植物的花 粉微粒悬浮在静止水面上的形态时，却惊奇地发现这些花粉 微粒都在不停地的运动中，布朗发现了花粉微粒在水中的这 种运动后，人们对运动的产生原因进行了种种猜测。一颗小 小的花粉颗粒，顿时掀起了一场轩然大波，面对植物学家的 发现，当时的所有物理学家们显得束手无策，无法解释这一 奇怪现象.整整过了半个世纪，直到1905年爱因斯坦和波兰 物理学家佩兰发表了他们对布朗运动的理论研究结果，对布 朗运动做出了理论上解释.
NA
故
B
正确，不符合题意；
C．一个铜原子所占的体积是V0
V NA
NA
NA
故
C
正确，不符合题意；
D．1kg
铜所含有的原子数目是
N
1
NA
故
D
错误，符合题意。故选
D。
第十三章 内能 第1节分子热运动（人教版）
第1节：分子热运动知识点精析1.分子热运动（1）分子动理论：物质是由分子和原子组成的，分子在永不停息地做无规则运动，分子之间存在相互作用的斥力和引力。
（2）热运动：分子运动快慢与温度有关，温度越高，分子热运动越剧烈。
（3）扩散：不同物质相互接触时，彼此进入对方的现象叫做扩散现象，固体、液体和气体都能发生扩散现象，温度越高，扩散越快。
2.分子间作用力分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的。
当固体被压缩时，分子间距离变小，分子作用力表现为斥力；当固体被拉伸时，分子间距离变大，作用力表现为引力。
如果分子间距离很大，作用力几乎为零，可以忽略不计；因此，气体具有流动性，也容易被压缩。
液体间分子之间距离比气体小，比固体大，液体分子之间的作用力比固体小，没有固定的形状，具有流动性。
考点概览1.考点解析分子热运动是本章基础，也是物质分子了解物质分子运动规律的基础。
分子热运动可以从许多生活中的现象中提现出来，如扩散现象、物质三态的物理性质等。
本节主要知识点有物质的构成、分子热运动和分子间相互作用力。
考点主要集中在分子热运动和分子之间的作用力两个方面；主要题型是选择题和填空题，并以选择题居多。
从历年中考来看，从现象解释分子无规则热运动、分子之间的作用力、物质三态和分子热运动的关系等。
2.中考题型分析纵观各地中考考纲和近三年考卷来看，对本节知识点的考查主要集中在分子热运动上，对于分子之间的作用力的考查也不容忽视；常见考查方式是用分子热运动和分子间作用力解释生活中的现象，对分子热运动进行判断等。
此部分考题不多，一般在一个题目或者和其他知识点结合组成一个题目，分值在1-3分之间，平均分值在1.5分左右。
本节考点在2019年中考物理试卷中出现概率还会很高，也会延续以前的考查方式和规律，不会有很大变化。
考查思路主要分为三个方面：（1）对分子热运动的理解；（2）用分子热运动解释现象；（3）用分子间作用力解释现象等。
3.考点分类：考点分类见下表考点分类考点内容考点分析与常见题型常考热点分子无规则热运动选择题或填空题较多，用分子热运动解释现象一般考点分子之间作用力选择题和填空题较多，用规律解释现象冷门考点对组成物质的分子理解选择题和填空题，考查对物质结构的理解典例精析★考点一：分子热运动◆典例一：（2018·东营）水煎包是东营特色名吃，其特色在于兼得水煮油煎之妙，色泽金黄，一面焦脆，三面嫩软，皮薄馅大，香而不腻。
热学第一讲分子动理论内能
第一讲分子动理论内能一、分子动理论1．物体是由大量分子组成的(1)分子的大小①分子的直径(视为球模型)：数量级为10－10 m；②分子的质量：数量级为10－26 kg.(2)阿伏加德罗常数①1 mol的任何物质都含有相同的粒子数．通常可取N A＝6.02×1023 mol－1；②阿伏加德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁．2．分子永不停息地做无规则运动(1)扩散现象①定义：不同物质能够彼此进入对方的现象；②实质：扩散现象并不是外界作用引起的，也不是化学反应的结果，而是由分子的无规则运动产生的物质迁移现象，温度越高，扩散现象越明显．(2)布朗运动①定义：悬浮在液体中的小颗粒的永不停息地无规则运动；②实质：布朗运动反映了液体分子的无规则运动；③特点：颗粒越小，运动越明显；温度越高，运动越剧烈．(3)热运动①分子永不停息地做无规则运动叫做热运动；②特点：分子的无规则运动和温度有关，温度越高，分子运动越激烈．3．分子间同时存在引力和斥力(1)物质分子间存在空隙，分子间的引力和斥力是同时存在的，实际表现出的分子力是引力和斥力的合力；(2)分子力随分子间距离变化的关系：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，但斥力比引力变化得快；图1(3)分子力与分子间距离的关系图线由分子间的作用力与分子间距离关系图线(如图1所示)可知：①当r＝r0时，F引＝F斥，分子力为零；②当r＞r0时，F引＞F斥，分子力表现为引力；③当r＜r0时，F引＜F斥，分子力表现为斥力；④当分子间距离大于10r0(约为10－9 m)时，分子力很弱，可以忽略不计．[深度思考]当两个分子之间的距离大于r0时，分子间只有引力，当小于r0时，分子间只有斥力，这种说法是否正确？二、温度和内能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①微观上：决定于分子间距离和分子排列情况；②宏观上：决定于体积和状态．5．物体的内能(1)概念理解：物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和，是状态量；(2)决定因素：对于给定的物体，其内能大小由物体的温度和体积决定，即由物体内部状态决定；(3)影响因素：物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小无关；(4)改变物体内能的两种方式：做功和热传递．[深度思考]当两个分子从无穷远逐渐靠近时，分子力大小如何变化，分子力做功情况如何？分子势能如何变化？1.(人教版选修3－3P7第2题改编)以下关于布朗运动的说法正确的是()A．布朗运动就是分子的无规则运动B．布朗运动证明，组成固体小颗粒的分子在做无规则运动C．一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚．这说明温度越高布朗运动越激烈D．在显微镜下可以观察到煤油中小粒灰尘的布朗运动，这说明煤油分子在做无规则运动2．关于温度的概念，下列说法中正确的是()A．温度是分子平均动能的标志，物体温度高，则物体的分子平均动能大B．物体温度高，则物体每一个分子的动能都大C．某物体内能增大时，其温度一定升高D．甲物体温度比乙物体温度高，则甲物体的分子平均速率比乙物体的大3．对内能的理解，下列说法正确的是()A．系统的内能是由系统的状态决定的B．做功可以改变系统的内能，但是单纯地对系统传热不能改变系统的内能C．不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能D．1 g 100 ℃水的内能小于1 g 100 ℃水蒸气的内能4．根据分子动理论，下列说法正确的是()A．一个气体分子的体积等于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比B．显微镜下观察到的墨水中的小炭粒所做的不停地无规则运动，就是分子的运动C．分子间的相互作用的引力和斥力一定随分子间的距离增大而增大D．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大5．(人教版选修3－3P9第4题)如图2所示，把一块洗净的玻璃板吊在橡皮筋的下端，使玻璃板水平地接触水面．如果你想使玻璃板离开水面，向上拉橡皮筋的力必须大于玻璃板的重量．请解释为什么．图2．命题点一分子动理论和内能的基本概念例1下列说法正确的是()A．只要知道水的摩尔质量和水分子的质量，就可以计算出阿伏加德罗常数B．悬浮微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多，布朗运动越明显C．在使两个分子间的距离由很远(r＞10－9m)减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先减小后增大；分子势能不断增大D．温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，但并非所有分子的速率都增大E．物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度有关1．下列说法正确的是()A．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动B．扩散现象表明，分子在永不停息地运动C．当分子间距离增大时，分子间引力增大，分子间斥力减小D ．当分子间距等于r 0时，分子间的引力和斥力都为零 2．关于分子力，下列说法中正确的是( ) A ．碎玻璃不能拼合在一起，说明分子间斥力起作用 B ．将两块铅压紧以后能连在一块，说明分子间存在引力C ．水和酒精混合后的体积小于原来体积之和，说明分子间存在引力D ．固体很难被拉伸，也很难被压缩，说明分子间既有引力又有斥力E ．分子间的引力和斥力同时存在，都随分子间距离的增大而减小 命题点二 微观量估算的两种建模方法1．求解分子直径时的两种模型(对于固体和液体) (1)把分子看成球形，d ＝ 36V 0π.(2)把分子看成小立方体，d ＝3V 0.提醒：对于气体，利用d ＝3V 0算出的不是分子直径，而是气体分子间的平均距离． 2．宏观量与微观量的相互关系(1)微观量：分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m 0.(2)宏观量：物体的体积V 、摩尔体积V mol 、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：m 0＝M N A ＝ρV molN A.②一个分子的体积：V 0＝V mol N A ＝MρN A (注：对气体，V 0为分子所占空间体积)；③物体所含的分子数：N ＝V V mol ·N A ＝m ρV mol ·N A 或N ＝m M ·N A ＝ρVM ·N A.例2 已知常温常压下CO 2气体的密度为ρ，CO 2的摩尔质量为M ，阿伏加德罗常数为N A ，则在该状态下容器内体积为V 的CO 2气体含有的分子数为________．在3 km 的深海中，CO 2浓缩成近似固体的硬胶体，此时若将CO 2分子看做直径为d 的球，则该容器内CO 2气体全部变成硬胶体后体积约为________．3．(2015·海南单科·15(1))已知地球大气层的厚度h 远小于地球半径R ，空气平均摩尔质量为M ，阿伏加德罗常数为N A ，地面大气压强为p 0，重力加速度大小为g .由此可估算得，地球大气层空气分子总数为________，空气分子之间的平均距离为________．4．空调在制冷过程中，室内水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥．某空调工作一段时间后，排出液化水的体积V＝1.0×103 cm3.已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3、摩尔质量M＝1.8×10－2 kg/mol，阿伏加德罗常数N A＝6.0×1023 mol－1.试求：(结果均保留一位有效数字)(1)该液化水中含有水分子的总数N；(2)一个水分子的直径d.命题点三布朗运动与分子热运动1．布朗运动(1)研究对象：悬浮在液体或气体中的小颗粒；(2)运动特点：无规则、永不停息；(3)相关因素：颗粒大小，温度；(4)物理意义：说明液体或气体分子做永不停息地无规则的热运动．2．扩散现象：相互接触的物体分子彼此进入对方的现象．产生原因：分子永不停息地做无规则运动．3．扩散现象、布朗运动与热运动的比较现象扩散现象布朗运动热运动活动主体分子微小固体颗粒分子区别分子的运动，发生在固体、液体、气体任何两种物质之间比分子大得多的微粒的运动，只能在液体、气体中发生分子的运动，不能通过光学显微镜直接观察到共同点①都是无规则运动；②都随温度的升高而更加激烈联系扩散现象、布朗运动都反映分子做无规则的热运动例3关于布朗运动，下列说法中正确的是()A．布朗运动就是热运动B．布朗运动的激烈程度与悬浮颗粒的大小有关，说明分子的运动与悬浮颗粒的大小有关C．布朗运动虽不是分子运动，但它能反映分子的运动特征D．布朗运动的激烈程度与温度有关，这说明分子运动的激烈程度与温度有关5．(2015·课标Ⅱ·33(1))关于扩散现象，下列说法正确的是()A．温度越高，扩散进行得越快B．扩散现象是不同物质间的一种化学反应C．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的D．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生E．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的6．下列哪些现象属于热运动()A．把一块平滑的铅板叠放在平滑的铝板上，经相当长的一段时间再把它们分开，会看到与它们相接触的面都变得灰蒙蒙的B．把胡椒粉末放入菜汤中，最后胡椒粉末会沉在汤碗底，但我们喝汤时尝到了胡椒的味道C．含有泥沙的水经一定时间会变澄清D．用砂轮打磨而使零件温度升高命题点四分子动能、分子势能和内能1.分子力、分子势能与分子间距离的关系：分子力F、分子势能E p与分子间距离r的关系图线如图3所示(取无穷远处分子势能E p＝0)．图3(1)当r＞r0时，分子力表现为引力，当r增大时，分子力做负功，分子势能增加．(2)当r＜r0时，分子力表现为斥力，当r减小时，分子力做负功，分子势能增加．(3)当r＝r0时，分子势能最小.2．内能和机械能的区别能量定义决定量值测量转化内能物体内所有分由物体内部分子微观任何物体都无法测量．其变在一子的动能和势能的总和运动状态决定，与物体整体运动情况无关具有内能，恒不为零化量可由做功和热传递来量度定条件下可相互转化机械能物体的动能及重力势能和弹性势能的总和与物体宏观运动状态、参考系和零势能面选取有关，和物体内部分子运动情况无关可以为零可以测量例4关于分子间相互作用力与分子间势能，下列说法正确的是()A．在10r0距离范围内，分子间总存在着相互作用的引力B．分子间作用力为零时，分子间的势能一定是零C．当分子间作用力表现为引力时，分子间的距离越大，分子势能越小D．分子间距离越大，分子间的斥力越小E．两个分子间的距离变大的过程中，分子间引力变化总是比斥力变化慢例5以下说法正确的是()A．温度低的物体内能一定小B．温度低的物体分子运动的平均速率小C．温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，但并非所有分子的速率都增大D．外界对物体做功时，物体的内能不一定增加判断分子动能变化的两种方法1．利用分子力做功判断仅受分子力作用时，分子力做正功，分子势能减小，分子动能增加；分子力做负功，分子势能增加，分子动能减小．图42．利用分子势能E p与分子间距离r的关系图线判断如图4所示，仅受分子力作用时，分子动能和势能之和不变，根据E p变化可判知E k变化．而E p变化根据图线判断．但要注意此图线和分子力与分子间距离的关系图线形状虽然相似，但意义不同，不要混淆．7．关于分子间的作用力，下列说法正确的是()A．分子之间的斥力和引力同时存在B．分子之间的斥力和引力大小都随分子间距离的增大而减小C．分子之间的距离减小时，分子力一定做正功D．分子之间的距离增大时，分子势能一定减小E．分子之间的距离增大时，可能存在分子势能相等的两个点8.两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图5中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0.相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近．若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是()图5A．在r＞r0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小B．在r＜r0阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小C．在r＝r0时，分子势能最小，动能最大D．在r＝r0时，分子势能为零E．分子动能和势能之和在整个过程中不变题组1分子动理论的理解1．(2015·山东·37(1))墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀．关于该现象的分析正确的是() A．混合均匀主要是由于碳粒受重力作用B．混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动C．使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速D．墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的2．(2016·北京理综·20)雾霾天气是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，是特定气候条件与人类活动相互作用的结果．雾霾中，各种悬浮颗粒物形状不规则，但可视为密度相同、直径不同的球体，并用PM10、PM2.5分别表示球体直径小于或等于10 μm、2.5 μm的颗粒物(PM是颗粒物的英文缩写)．某科研机构对北京地区的检测结果表明，在静稳的雾霾天气中，近地面高度百米的范围内，PM10的浓度随高度的增加略有减小，大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小，且两种浓度分布基本不随时间变化．据此材料，以下叙述正确的是()A．PM10表示直径小于或等于1.0×10－6 m的悬浮颗粒物B．PM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其受到的重力C．PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动D．PM2.5的浓度随高度的增加逐渐增大3．关于分子动理论的规律，下列说法正确的是()A．扩散现象说明物质分子在做永不停息的无规则运动B．压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体分子间存在斥力的缘故C．两个分子距离减小时，分子间引力和斥力都在增大D．如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量是内能E．已知某种气体的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为N A，则该气体分子之间的平均距离可以表示为3MρN A题组2 分子力、分子势能和内能4．下列关于温度及内能的说法中正确的是()A．温度是分子平均动能的标志，所以两个动能不同的分子相比，动能大的温度高B．两个不同的物体，只要温度和体积相同，内能就相同C．质量和温度相同的冰和水，内能是相同的D．一定质量的某种物质，即使温度不变，内能也可能发生变化5．两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近．在此过程中，下列说法正确的是()A．分子力先增大，后一直减小B．分子力先做正功，后做负功C．分子动能先增大，后减小D．分子势能先增大，后减小E．分子势能和动能之和不变6．对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是()A．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大B．外界对物体做功，物体内能一定增加C．温度越高，布朗运动越显著D．当分子间的距离增大时，分子间作用力就一直减小E．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大7．以下说法中正确的是()A．物体运动的速度越大，其内能越大B．分子的热运动是指物体内部分子的无规则运动C．微粒的布朗运动的无规则性，反映了液体内分子运动的无规则性D．若外界对物体做正功，同时物体从外界吸收热量，则物体的内能必增加E．温度低的物体，其内能一定比温度高的物体小8．下列四幅图中，能正确反映分子间作用力F和分子势能E p随分子间距离r变化关系的图线是()题组3 微观量的估算9．石墨烯是目前发现的最薄、最坚硬、导电导热性能最强的一种新型纳米材料．已知1 g石墨烯展开后面积可以达到2 600 m2，试计算每1 m2的石墨烯所含碳原子的个数．(阿伏加德罗常数N A＝6.0×1023 mol－1，碳的摩尔质量M＝12 g/mol，计算结果保留两位有效数字)10．很多轿车为了改善夜间行驶时的照明问题，在车灯的设计上选择了氙气灯，因为氙气灯灯光的亮度是普通灯灯光亮度的3倍，但是耗电量仅是普通灯的一半，氙气灯使用寿命则是普通灯的5倍，很多车主会选择含有氙气灯的汽车．若氙气充入灯头后的容积V＝1.6 L，氙气密度ρ＝6.0 kg/m3，氙气摩尔质量M＝0.131 kg/mol，阿伏加德罗常数N A＝6×1023 mol－1.试估算：(结果保留一位有效数字)(1)灯头中氙气分子的总个数N；(2)灯头中氙气分子间的平均距离．。
2018-2019学年高中物理 第一章 分子动理论 第五节 物体的内能
势能增加．当 r>r0 时，分子间的作用力为引力，
将分子间距离增大时，分子力做负功，分子势能增 大．当 r<r0 时，分子间的作用力为斥力，将分子间距离增 大时，分子力做正功，分子势能减小．经以上分析可知本 题 D 选项正确．
答案：D
知识点三 内能 提炼知识 1．定义：物体中所有分子做热运动的动能和分子势 能的总和. 2．决定因素： (1)分子总个数由物体物质的量决定． (2)分子热运动的平均动能由温度决定． (3)分子势能宏观上与物体的体积有关． (4)物体的内能由物质的量、温度、体积共同决定．
答案：B
题后反思 1．分子势能与分子力做功有关，分子力做正功，分 子势能减小，动能增大，克服分子力做功，分子势能增大， 动能减小． 2．分子的受力方向与运动方向相同还是相反，决定 分子力是做正功还是做负功，继而决定分子势能是减小还 是增大．
1．当分子间距离大于 10r0(r0 是分子平衡位置间距离) 时，分子力可以认为是零，规定此时分子势能为零．当 分子间距离是平衡距离 r0 时，下面的说法中正确的是 ()
1.分子势能与分子力做功 的关系. 2.分子势能随分子间距离 变化的关系.
知识点一 分子动能
提炼知识 1．定义：由于分子永不停息地做无规则运动而具有的 能． 2．分子的平均动能：所有分子的热运动动能的平均值． 3．温度的微观意义：温度是分子热运动的平均动能的 标志．
判断正误
(1)物体内一个分子的动能增加，则物体的温度一定 升高．(×)
解析：温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子 的平均动能增加，但是其中个别分子的动能却有可能减 小，A 错，B 对；分子的平均动能等于物体内所有分子的 动能之和与所有分子总数的比值，所以 C 错，D 对．
第5讲 内能
3．分子力、分子势能 与分子间距离的关系：
4．决定分子势能的因素 从宏观上看：分子势能跟物体的体积有关． 从微观上看：分子势能跟分子间距离r有关．
课堂练习
例2、关于分子势能，下列说法中正确的 Nhomakorabea(设两分子间距无穷远
时分子势能为0)( C )
A.体积增大，分子势能增大，体积缩小，分子势能减小 B.当分子间距离r=r0时，分子间合力为0，所以分子势能为0 C.当分子间作用力为引力时，体积越大，分子势能越大 D.当分子间作用力为斥力时，体积越大，分子势能越大
物体的内能
1．物体的内能： 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． 2．决定物体内能的因素 从微观上看：物体内能的大小由组成物体的分子总数，分子热运动的平均 动能和分子间的距离三个因素决定． 3、改变物体内能的方式 热传递和做功 ⑴热传递与内能的改变
物体吸热，温度升高，内能增加；物体放热，温度降低，内能减少 从能量的角度来讲： 热传递过程就是内能转移的过程，内能从高温物体转移到低温物体
A.分子的动能与分子的势能的和叫做这个分子的内能 B.物体的分子势能由物体的温度和体积决定 C.物体的速度增大时，物体的内能增大 D.物体的内能减小时，物体的温度可能增加
4．分子动能与温度的关系：
温度 升高
分子运 动加剧
分子平均动 能增加
对分子动能的理解
1．单个分子的动能； (1)分子在永不停息地做无规则热运动，每个分子的动能时刻发生变化。
(2)热现象是大量分子无规则运动的统计结果，研究单个分子的动能没有实际意义。
2．分子的平均动能； (1)温度是大量分子无规则热运动的宏观表现，具有统计意义。温度升高，分子的 平均动能增大，但不是每个分子的动能都增大，个别分子的动能可能减小，但总 体上所有分子的动能之和一定是增加的。
高中物理《分子动理论内能》
⾼中物理《分⼦动理论内能》选修3-3《热学》第⼀单元《分⼦动理论内能》【基础知识梳理】知识点⼀、分⼦动理论⼀．物体是由⼤量分⼦组成的1、分⼦的⼤⼩（1）．直径数量级：m.（2）．油膜法测分⼦直径：d＝，V是油滴的体积，S是⽔⾯上形成的的⾯积．（3）．分⼦质量的数量级为kg.2.微观量的估算（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）．关系①分⼦的质量：m0＝MN A＝ρV mN A。
②分⼦的体积：V0＝V mN A＝MρN A。
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）．分⼦的两种模型①球体模型直径d＝36Vπ。
(常⽤于固体和液体)②⽴⽅体模型边长d＝3V0。
(常⽤于⽓体)对于⽓体分⼦，d＝3V0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。
【例1】空调在制冷过程中，室内空⽓中的⽔蒸⽓接触蒸发器(铜管)液化成⽔，经排⽔管排⾛，空⽓中⽔分越来越少，⼈会感觉⼲燥。
某空调⼯作⼀段时间后，排出液化⽔的体积V＝1.0×103 cm3。
已知⽔的密度ρ＝1.0×103kg/m3、摩尔质量M＝1.8×10－2kg/mol，阿伏加德罗常数N A ＝6.0×1023 mol－1。
试求：(结果均保留⼀位有效数字)(1)该液化⽔中含有⽔分⼦的总数N；(2)⼀个⽔分⼦的直径d。
⼆．分⼦的热运动1、扩散现象：由于分⼦的⽆规则运动⽽产⽣的物质迁移现象。
温度越，扩散越快。
2、布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体中的的永不停息地⽆规则运动。
其特点是：①永不停息、运动。
②颗粒越⼩，运动越。
③温度越⾼，运动越。
提⽰：①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。
高中物理选修3-3第七章 分子动理论5 内能
5内能[学科素养与目标要求]物理观念：1.知道温度是分子平均动能的标志.2.明确分子势能与分子间距离的关系.3.理解内能的概念及其决定因素.4.了解内能和机械能的区别．科学思维：通过分析分子力做功情况，判断分子势能的变化情况，从而确定分子势能与分子间距离的关系．一、分子动能1．分子动能：由于分子永不停息地做无规则运动而具有的能量．2．分子的平均动能所有分子热运动动能的平均值．3．温度是物体分子热运动的平均动能大小的唯一标志．二、分子势能1．分子势能：由分子间的相互位置决定的能．2．决定因素(1)宏观上：分子势能的大小与物体的体积有关．(2)微观上：分子势能与分子之间的距离有关．三、内能1．内能：物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和．2．普遍性：组成任何物体的分子都在做着无规则的热运动，所以任何物体都具有内能．3．相关因素(1)物体所含的分子总数由物质的量决定．(2)分子热运动的平均动能由温度决定．(3)分子势能与物体的体积有关．故物体的内能由物质的量、温度、体积共同决定，同时受物态变化的影响．1．判断下列说法的正误．(1)温度反映了每个分子热运动的剧烈程度．(×)(2)温度是分子平均动能的标志．(√)(3)分子的势能是由分子间相互位置决定的能量，随分子间距的变化而变化．(√)(4)温度高的物体内能大．(×)2．(1)1千克10 ℃的水比10千克2 ℃的铁的分子的平均动能________．(2)质量和体积一定的同种气体，温度高时气体的内能________．答案(1)大(2)大一、分子动能(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？(2)物体温度升高时，物体内每个分子的动能都增大吗？(3)物体运动的速度越大，其分子的平均动能也越大吗？答案(1)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)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，对于个别分子，温度是没有意义的．所以物体温度升高时，个别分子的动能可能减小，也可能不变．(3)不是．分子的平均动能与宏观物体运动的速度无关．1．单个分子的动能(1)定义：组成物体的每个分子都在不停地运动，因此每个分子都具有动能．(2)由于分子运动的无规则性，在某时刻物体内部各个分子的动能大小不一，就是同一个分子，在不同时刻的动能也可能是不同的，所以单个分子的动能没有意义．2．分子的平均动能(1)定义：物体内所有分子的动能的平均值．(2)决定因素：温度是分子热运动的平均动能的标志．温度升高，分子的平均动能增大，但不是每个分子的动能都增大，个别分子的动能可能减小或不变，但总体上所有分子的动能之和一定是增加的．3．物体内分子的总动能物体内分子运动的总动能是指所有分子热运动的动能总和，它等于分子热运动的平均动能与分子数的乘积．物体内分子的总动能与物体的温度和所含分子总数有关．例1(多选)当氢气和氧气的质量和温度都相同时，下列说法正确的是()A．两种气体分子的平均动能相等B．氢气分子的平均速率大于氧气分子的平均速率C．两种气体分子热运动的总动能相等D．两种气体分子热运动的平均速率相等答案AB解析因为温度是分子平均动能的标志，温度相同，则分子平均动能相同，故选项A正确．因为氢气分子的质量小于氧气分子的质量，而分子平均动能又相等，所以氢气分子的平均速率大，故选项D错误，B正确．虽然气体质量和分子平均动能(温度)都相等，但由于气体摩尔质量不同，分子数目就不相等，故选项C错误．由于不同物质的分子质量一般不同，所以同一温度下，不同物质的分子热运动的平均动能相同，但平均速率一般不同.二、分子势能(1)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？(2)若分子力表现为引力，分子间距离增大时，分子力做什么功？分子势能如何变化？分子间距离减小时，分子力做什么功？分子势能如何变化？(3)若分子力表现为斥力，分子力做功情况以及分子势能的变化情况又如何呢？答案(1)分子力做功对应分子势能的变化(2)负功分子势能增加正功分子势能减小(3)分子间距离增大时，分子力做正功，分子势能减小；分子间距离减小时，分子力做负功，分子势能增大．1．分子力、分子势能与分子间距离的关系分子间距离r＝r0r＞r0，r增大r＜r0，r减小分子力等于零表现为引力表现为斥力分子力做功分子力做负功分子力做负功分子势能最小随分子间距离的增大而增大随分子间距离的减小而增大分子势能与分子间的距离的关系图象如图1所示．图12．分子势能的特点由分子间的相互位置决定，随分子间距离的变化而变化．分子势能是标量，正、负表示的是大小，具体的值与零势能点的选取有关．3．分子势能的影响因素(1)宏观上：分子势能跟物体的体积有关．(2)微观上：分子势能跟分子间距离r有关，分子势能与r的关系不是单调变化的．例2A、B两分子的距离等于分子直径的10倍，若将B分子向A分子靠近，直到不能再靠近的过程中，关于分子力做功及分子势能的变化说法正确的是()A．分子力始终对B做正功，分子势能不断减小B．分子力先对B做正功，而后B克服分子力做功，分子势能先减小后增大C．B分子先克服分子力做功，而后分子力对B做正功，分子势能先增大后减小D．分子间的距离不断减小，所以分子势能不断增大答案 B解析将B分子从距离等于分子直径10倍处向A分子靠近，分子力先表现为引力，引力做正功，分子势能减小，当r小于r0时，分子力表现为斥力，分子力又做负功，分子势能增加，B正确．1．分子势能的变化情况只与分子力做功相联系．分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增大．分子力做功的大小等于分子势能变化量的大小．2．讨论分子势能变化时，绝不能简单地由物体体积的增大、减小得出结论．导致分子势能变化的原因是分子力做功．例3(多选)(2019·济宁市高二下期末)两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图2所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0，相距很远的两分子仅在分子力作用下，由静止开始相互靠近．若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法中正确的是()图2A．在r＝r0时，分子势能为零B．在r＝r0时，分子势能最小，但不为零C．在r>r0阶段，分子势能一直减小D．在r<r0阶段，分子势能先减小后增加答案BC解析因为两分子相距无穷远时分子势能为零，在r＝r0时，斥力和引力大小相等，方向相反，分子力合力为零，分子势能最小，但不为零，A错误，B正确；在r>r0阶段，随着两分子的靠近，分子间表现为引力，引力做正功，分子势能一直减小，C正确；在r<r0阶段，分子间作用力表现为斥力，在两分子靠近的过程中，分子力做负功，分子势能一直增加，D错误．分子势能图象问题的解题技巧1．要明确分子势能、分子力与分子间的距离关系图象中拐点的不同意义．分子势能图象的最低点(最小值)对应的距离是分子平衡距离r0，分子力图象与r轴交点的横坐标表示平衡距离r0.2．要把图象上的信息转化为分子间的距离，再求解其他问题．三、内能(1)结合影响分子动能和分子势能的因素，从微观和宏观角度讨论影响内能的因素有哪些？(2)物体的内能随机械能的变化而变化吗？内能可以为零吗？答案(1)微观上：物体的内能取决于物体所含分子的总数、分子的平均动能和分子间的距离．宏观上：物体的内能取决于物体所含物质的量、温度和体积及物态．(2)物体的机械能变化时其温度和体积不一定变化，因此其内能不一定变化，两者之间没有必然联系．组成物体的分子在做永不停息的无规则运动，因此物体的内能不可能为零．1．内能的决定因素(1)宏观因素：物体内能的大小由物质的量、温度和体积三个因素决定，同时也受物态变化的影响．(2)微观因素：物体内能的大小由物体所含的分子总数、分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定．2．温度、内能和热量的比较(1)温度宏观上表示物体的冷热程度，是分子平均动能的标志．(2)内能是物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和．(3)热量指在热传递过程中，物体吸收或放出热的多少，等于物体内能的变化量．3．内能和机械能的区别与联系内能机械能对应的运动形式微观分子热运动宏观物体机械运动常见的能量形式分子动能、分子势能物体动能、重力势能、弹性势能影响因素物质的量、物体的温度、体积及物态物体的质量、机械运动的速度、相对于零势能面的高度、弹性形变量大小永远不等于零一定条件下可以等于零联系在一定条件下可以相互转化4.物态变化对内能的影响一些物质在物态发生变化时，如冰的熔化、水在沸腾时变为水蒸气，温度不变，此过程中分子的平均动能不变，由于分子间的距离变化，分子势能变化，所以物体的内能变化．例4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 D解析温度是分子平均动能的标志，内能是所有分子热运动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等因素，故C项错误；机械运动的速度与分子热运动的平均动能无关，故B项错误．比较物体内能的大小和判断内能改变的方法具体比较和判断时，必须抓住物体内能的大小与分子总数、温度、物体的体积及物态等因素有关，结合能量守恒定律，综合进行分析．(1)当物体质量m一定时(相同物质的摩尔质量M相等)，物体所含分子数n就一定．(2)当物体温度一定时，物体内部分子的平均动能就一定．(3)当物体的体积不变时，物体内部分子间的相对位置就不变，分子势能也不变．(4)当物体发生物态变化时，要吸收或放出热量，使物体的温度或体积发生改变，物体的内能也随之变化．1．(分子动能)关于温度与分子动能的关系，下列说法正确的是()A．某物体的温度为0 ℃，说明物体中分子的平均动能为零B．温度是分子热运动平均动能的标志C．温度较高的物体，其分子平均动能较大，则分子的平均速率也较大D．物体的运动速度越大，则物体的温度越高答案 B解析某物体温度是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做无规则运动，A错误；温度是分子热运动平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大，但由于分子的质量不一定相同，则分子平均速率不一定大，B正确，C错误；物体内分子无规则热运动的速度与机械运动的速度无关，物体的运动速度越大，不能代表物体内部分子的热运动越激烈，所以物体的温度不一定高，D错误．2．(分子力和分子势能)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答案 C解析当分子力表现为引力时，分子间距离增大，分子力可能先增大后减小，也可能一直减小，分子力做负功，分子势能增大，所以A、B错误；当分子力表现为斥力时，分子间距离减小，分子力增大，分子力做负功，分子势能增大，所以C正确，D错误．3．(分子力和分子势能)下列四幅图中，能正确反映分子间作用力F和分子势能E p随分子间距离r变化关系的图线是()答案 B解析当r<r0时，分子力表现为斥力，随分子间距离r增大，分子势能E p减小；当r>r0时，分子力表现为引力，随分子间距离r增大，分子势能E p增大；当r＝r0时，分子力为零，此时分子势能最小，故选项B正确．4．(内能)关于物体的内能，下列说法中正确的是()A．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 A解析机械能是宏观能量，可以为零，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项正确；物体的内能与物质的量、温度和体积及物态有关，B、C、D错误．一、选择题考点一分子动能1．(多选)对于20 ℃的水和20 ℃的水银，下列说法正确的是()A．两种物体的分子的平均动能相同B．水银分子的平均动能比水的大C．两种物体的分子的平均速率相同D．水银分子的平均速率比水分子的平均速率小答案AD解析温度是分子平均动能的标志，温度相同的物体的分子的平均动能相同，故A对，B错；由水银的摩尔质量大于水的摩尔质量，知D 对，C 错．2．(多选)下列关于分子动能的说法，正确的是( )A ．物体的温度升高，每个分子的动能都增加B ．物体的温度升高，分子的平均动能增加C ．如果分子的质量为m ，平均速率为v ，则平均动能为12m v 2 D ．分子的平均动能等于物体内所有分子的动能之和与所有分子的总数之比答案 BD解析 温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能增加，但是其中个别分子的动能却有可能减小，A 错，B 对；分子的平均动能等于物体内所有分子的动能之和与所有分子总数的比值，所以C 错，D 对．3．若一气泡从湖底上升到湖面的过程中，温度保持不变，体积增大，则在此过程中关于气泡中的气体，下列说法中正确的是( )A ．气体分子间的作用力增大B ．气体分子的平均速率增大C ．气体分子的平均动能减小D ．气体分子的平均动能不变答案 D解析 气泡在上升的过程中，内部气体温度不变，分子的平均动能不变，平均速率不变，体积增大，分子间的作用力减小，故D 正确．4．下列说法正确的是( )A ．只要温度相同，任何物体分子的平均动能都相同B ．分子动能指的是由于分子定向移动具有的动能C ．10个分子动能和势能的总和就是这10个分子的内能D ．温度高的物体分子平均速率小于温度低的同种物质组成的物体分子平均速率答案 A解析 温度是分子平均动能的标志，温度相同，则物体分子的平均动能相同，A 正确；分子动能是分子做无规则运动而具有的动能，B 错误；物体内能是对大量分子而言的，对于10个分子而言毫无意义，C 错误；若组成物体的物质相同，温度高的物体分子平均速率大，D 错误．考点二 分子势能与分子力的功5．分子具有与分子间距离有关的势能，这种势能叫做分子势能．关于分子势能下列说法中正确的是()A．分子间作用力做负功，分子势能一定减少B．分子间作用力做正功，分子势能一定减少C．分子间距离增大时，分子势能一定增加D．分子间距离减小时，分子势能一定增加答案 B解析分子力做正功，分子的动能增加，分子的势能减少，分子力做负功，分子动能减少，分子势能增加，A错误，B正确；在平衡位置以内，分子间距离增大时，分子势能减少，C 错误；在平衡位置以外，分子间距离减小时，分子势能减少，D错误．6.如图1所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲、乙两分子间的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F>0为斥力，F<0为引力．a、b、c、d为x轴上四个特定的位置，现将乙分子从a移动到d的过程中，两分子间的分子力和分子势能同时都增大的阶段是()图1A．从a到b B．从b到cC．从b至d D．从c到d答案 D解析根据分子力做功与分子势能的关系，分子力做正功分子势能减少，分子力做负功分子势能增加，故D选项正确．7．(2019·上海市宝山区模拟)当两分子间距变化时分子势能变大了，则可以判定在此过程()A．分子力一定做了功B．分子力一定增大C．分子间距一定变大D．分子力一定是引力答案 A8．(多选)图2甲、乙两图分别表示两个分子之间分子力和分子势能随分子间距离变化的图象．由图象判断以下说法中正确的是()图2A．当分子间距离为r0时，分子力和分子势能均最小且为零B．当分子间距离r>r0时，分子力随分子间距离的增大而增大C．当分子间距离r>r0时，分子势能随分子间距离的增大而增大D．当分子间距离r<r0时，随着分子间距离逐渐减小，分子力和分子势能都逐渐增大答案CD解析由题图可知，当分子间距离为r0时，分子力和分子势能均达到最小，但此时分子力为零，而分子势能不为零，为负值；当分子间距离r>r0时，分子力随分子间距离的增大先增大后减小，此时分子力做负功，分子势能增大；当分子间距离r<r0时，随着分子间距离逐渐减小，分子力逐渐增大，而此过程中分子力做负功，分子势能增大，由此知选项C、D正确．考点三内能、物体的机械能及综合应用9．(多选)(2018·全国卷Ⅱ改编)对于实际的气体，下列说法正确的是()A．气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能B．气体的内能包括气体整体运动的动能C．气体的体积变化时，其内能可能不变D．气体的内能包括气体分子热运动的动能答案ACD解析实际气体的内能包括气体分子间相互作用的势能和分子热运动的动能，当气体体积变化时影响的是气体的分子势能，内能可能不变，所以A、C、D正确，B错误．10．关于物体的内能，以下说法正确的是()A．箱子运动的速度减小，其内能也减小B．篮球的容积不变，内部气体的温度降低，其气体的内能将减小C．物体的温度和体积均发生变化，其内能一定变化D．对于一些特殊的物体，可以没有内能答案 B解析物体的内能与物体的机械运动无关，故A错误；当气体的体积不变而温度降低时，气体的分子势能不变，分子的平均动能减小，气体的内能减小，故B正确；物体的温度和体积均发生变化时，物体内的分子势能和分子的平均动能都发生变化，其内能可能不变，故C错误；任何物体都有内能，故D错误．11．(2018·安阳市高二检测)关于物体的内能和机械能，下列说法正确的是()A．分子的动能与分子的势能的和叫做这个分子的内能B．物体的分子势能由物体的温度和体积决定C．物体的速度增大时，物体的内能增大D．物体的动能减小时，物体的温度可能升高答案 D解析分子具有热运动的动能，同时由于分子间存在着相互作用力而具有分子势能，所有分子的这两种能量的总和组成物体的内能．内能是物体具有的宏观物理量，而对单个分子来说，不存在分子内能的概念，A错误；分子势能与温度无关，由分子力做功决定，与分子间距有关，所以宏观上表现为与体积有关，B错误；物体的速度增大时，物体的动能增大，这里的动能是宏观物体的机械能中的动能，而不是分子的动能，C错误，D正确．二、非选择题12．三个瓶子分别盛有质量相同的氢气、氧气和氮气，它们的温度相同，则分子平均速率最大的是__________；在不计分子势能的情况下，气体内能最大的是________．答案氢气氢气13．(1)1 kg的40 ℃的水跟1 kg的80 ℃的水哪个内能多？(2)1 kg的40 ℃的水跟2 kg的40 ℃的水哪个内能多？(3)一杯100 ℃的开水跟一池塘常温下的水哪个内能多？(4)1 kg的100 ℃的水跟1 kg的100 ℃的水蒸气哪个内能多？答案见解析解析(1)两者质量一样，同种物质，所以分子数目一样，而80 ℃的水比40 ℃的水的水分子平均动能大，若不考虑水的膨胀引起的体积微小变化，则1 kg的80 ℃的水的内能多．(2)1 kg的40 ℃的水跟2 kg的40 ℃的水比较，2 kg的40 ℃的水内能多，因为后者分子数目多．(3)虽然100 ℃的开水的水分子平均动能较大，但池塘的水的分子数比一杯水的分子数多得多，故一池塘常温下的水的内能比一杯100 ℃的开水的内能多．(4)它们的质量相等，因而所含分子数相等，分子的平均动能也相同，但100 ℃的水蒸气分子势能比100 ℃的水的分子势能大，故1 kg的100 ℃的水蒸气的内能比1 kg的100 ℃的水的内能多．。
高中物理12第一章分子动理论内能(含解析)
高中物理12第一章分子动理论内能（含解析）一、单选题1.一开口向下导热平均直玻璃管，通过细绳悬挂在天花板上，玻璃管下端浸没在固定水银槽中，管内外水银面高度差为h ，下列情形中能使细绳拉力增大的是（）A.大气压强增加B.环境温度升高C.向水银槽内注入水银 D.略微增加细绳长度，使玻璃管位置相对水银槽下移2.关于分子动理论和物体的内能，下列说法中正确的是（）A.液体分子的无规则运动称为布朗运动B.物体的温度升高，物体内大量分子热运动的平均动能增大C.物体从外界吸取热量，其内能一定增加D.气体的温度升高，气体的压强一定增大3.下列现象中，最能恰当地说明分子间有相互作用力的是（）A.气体容易被压缩B.高压密闭的钢管中的油从筒壁渗出C.两块纯洁的铅块紧压后合在一起 D.滴入水中的墨汁微粒向不同方向运动4.如图所示，密闭气缸左侧导热，其余部分绝热性能良好，绝热轻活塞K把气缸分隔成体积相等的两部分，K与气缸壁的接触是光滑的，两部分中分别有相同质量、相同温度的同种气体a和b ，气体分子之间相互作用力可忽略，当外界环境温度缓慢降低到某一值的过程中，以下说法不正确的是（）A.a的体积减小，压强降低B.b的温度降低C.散失热量后a的分子热运动比b的分子热运动猛烈D.a减少的内能大于b减少的内能5.关于一定质量的理想气体，下列说法正确的是（）A.当气体温度升高，气体的压强一定增大 B.当气体温度升高，气体的内能可能增大也可能减小C.当外界对气体做功，气体的内能一定增大D.当气体在绝热条件下膨胀，气体的温度一定降低6.关于一定质量的理想气体，下面表述正确的是（）A.当分子热运动变剧烈时，压强一定增大 B.等温压缩过程，气体压强一定增大C.等容变化过程，气体温度一定不变 D.压强增大，体积一定减少7.如图所示，一定质量的理想气体，从状态1变化到状态2，其P﹣图像为倾斜直线，下述正确的是（）A.密度不变 B.压强不变 C.体积不变D.温度不变8.下列说法中错误的是()A.用手捏面包，面包的体积缩小了，证明分子间有间隙B.煤堆在墙角时刻长了，墙内部也变黑了，证明分子在永不停息地运动C.打开香水瓶后，专门远的地点能闻到香味，说明分子在不停地运动D.封闭在容器中的液体专门难被压缩，证明分子间有斥力9.关于固体的相关说法中正确的是（）A.所有固体都具有固定的熔点B.固体和液体之间形成的附着层只有收缩的可能C.只有单晶体具有固定的几何外形，多晶体和非晶体都不具有固定的几何外形D.晶体具有固定的几何外形，非晶体不具有固定的几何外形10.下列关于温度的各种说法中，正确的是（）A.某物体温度升高了200 K ，也确实是升高了200℃B.某物体温度升高了200℃，也确实是升高了473 KC.﹣200℃比﹣250℃温度低D.200℃和200 K的温度相同11.气体温度升高，则该气体（）A.每个分子的体积都增大B.每个分子的动能都增大C.速率大的分子数量增多D.分子间引力和斥力都增大二、多选题12.一定质量的理想气体（）A.先等压膨胀，再等容降温，其温度必低于起始温度B.先等温膨胀，再等压压缩，其体积必小于起始体积C.先等容升温，再等压压缩，其温度有可能等于起始温度D.先等容加热，再绝热压缩，其内能必大于起始内能13.当氢气和氧气的质量和温度都相同时，下列说法中正确的是（）A.两种气体分子的平均动能相等B.氢气分子的平均速率大于氧气分子的平均速率C.两种气体分子热运动的总动能相等 D.两种气体分子热运动的平均速率相等14.1g、100℃的水与1g、100℃的水蒸气相比较，下述说法中正确的是()A.分子的平均动能与分子的总动能都相同 B.分子的平均动能相同，分子的总动能不同C.内能相同D.1g、100℃的水的内能小于1g、100℃的水蒸气的内能15.把墨汁用水稀释后取出一滴放在显微镜下观看，如图所示，下列说法中正确的是()A.在显微镜下既能看到水分子也能看到悬浮的小炭粒，且水分子不停地撞击炭粒B.小炭粒在不停地做无规则运动，这确实是所说的布朗运动C.越小的炭粒，运动越明显D.在显微镜下看起来连成一片的液体，实际上确实是由许许多多的静止不动的水分子组成的16.关于封闭的某种理想气体，下列说法正确的是（）A.压强是由气体的重力产生的B.气体温度不变，压强可能增大C.气体分子平均动能增大，体积减小，压强一定增大D.压强与体积成反比E.单位体积分子数增多，气体的压强可能减小17.某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，图中f （v）表示v处单位速率区间内的分子数百分率，由图可知（）A.气体的所有分子，其速率都在某个数值邻近B.某个气体分子在高温状态时的速率可能与低温状态时相等C.高温状态下大多数分子的速率大于低温状态下大多数分子的速率D.高温状态下分子速率的分布范畴相对较小三、填空题18.扩散现象和布朗运动与温度有关，温度越高，分子运动越________ ，我们把分子的无规则运动叫做________。
2024届高考一轮复习物理课件(新教材鲁科版)：分子动理论 内能
2.(2023·江苏省昆山中学模拟)把墨汁用水稀释后取出一滴放在高倍显微镜下观 察，可以看到悬浮在液体中的小炭粒在不同时刻的位置，每隔一定时间把炭 粒的位置记录下来，最后按时间先后顺序把这些点进行连线，得到如图所示 的图像，对于这一现象，下列说法正确的是 A.炭粒的无规则运动，说明碳分子运动也是无规则的 B.越小的炭粒，受到撞击的分子越少，作用力越小，
炭粒的不平衡性表现得越不明显
√C.观察炭粒运动时，可能有水分子扩散到载物片的玻
例5 关于内能，下列说法正确的是 A.1克100 ℃的水的内能等于1克100 ℃的水蒸气的内能
B.质量、温度、体积都相等的物体的内能一定相等
√C.内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相等
D.一个木块被举高，组成该木块的所有分子的分子势能都增大
1克100 ℃ 的水需要吸收热量才能变为1克100 ℃的水蒸气，故1克 100 ℃的水的内能小于1克100 ℃的水蒸气的内能，选项A错误； 物体的内能与物质的量、温度、体积等因素有关，质量、温度、体积 都相等的物体其物质的量不一定相等，内能不一定相等，选项B错误； 内能不同的物体，其温度可能相等，它们分子热运动的平均动能可 能相等，选项C正确； 一个木块被举高，木块的重力势能增大，但木块的分子间距不变， 组成该木块的所有分子的分子势能不变，选项D错误.
(3)1 mol 物体的体积：Vmol＝Mρ .
考向1 微观量估算的球体模型
例 1 (2023·宁夏银川二中质检)浙江大学高分子系高超教授的课题组制备出了 一种超轻气凝胶，它刷新了目前世界上最轻材料的记录，弹性和吸油能力令
人惊喜.这种固态材料密度仅为空气密度的61，设气凝胶的密度为 ρ，摩尔质量 为 M，阿伏加德罗常数为 NA，则下列说法不正确的是
九年级物理： 内能 课件(动图)
瓶塞冲开，是谁对谁做功？气体对瓶塞做功 内能转化为塞子的机械能
物体对外做功
物体内能减小
物体温度降低
二、内能的改变
途径二：做功改变物体内能
实验2 气体膨胀推动塞子
【例】现象：用气筒向装有少量水的瓶 里打气，当瓶塞从瓶口跳出时，看到瓶 中出现了白雾。
原因：在这个过程中，瓶内气__体__对 _塞__子__做功，气体内能__减__小__，温度 __降__低__，瓶内水蒸气遇冷__液__化__，这个 实验说明__物__体__对__外__做__功__，__内__能__减__小____。
A．阳光晒热棉被 B．锯木头时锯条变热 C．用热水袋取暖 D．冷气使房间温度降低
练一练
6.关于温度、热量、内能，以下说法正确的是（ ） A.0℃的冰没有内能 B.物体吸收热量，温度一定升高 C.冰熔化时虽然温度保持不变，但它的内能增加 D.只要物体的温度不变，物体的内能就一定不变 E.物体的温度越高，所含的热量越多
一、内能
1.定义：构成物体的所有分子，其热运动的动能和分子势能的总和， 叫做物体的内能
单位：焦耳（J）
内能=分子动能+分子势能
2.任何物体在任何情况下都具有内能
∵一切物质的分子在不停地做无规则运动 ∴一切物体都具有内能
内能和机械能是 一回事吗？
内能是不同于机械能的另外一种形 式的能 内能一定不为零，机械能可以为零
二、内能的改变
途径二：做功改变物体内能
做功和热传递在改变物体内能上是等效的（能产生相同的效果）
一个物体的温度升高了，内能增加了， 可能是外界对它做了功，也可能是它 刚从热传递过程中吸收了热量
练一练
4.下列各图所列举的事例中，属于热传递改变物体内能的是 ()
内能
分子的动能
分子运动
分子做无规则运 动而具有的能量
存在分子动能
分子运动无规则
分子平均动能
物体里所有分子动能的平均值
一、分子的动能 温度 1 ．分子动能：组成物体的分子由于热运动而 具有的能叫做分子动能． 大量分子的运动速率不尽相同，以中 等速率者占多数．在研究热现象时，有意 义的不是一个分子的动能，而是大量分子 动能的平均值． 2 ．平均动能：物体里所有分子动能的平均值 叫做分子热运动的平均动能 ．
例5：若已知分子势能增大，则在这个过程中 （A C） A．一定克服分子力做功 B．分子力一定减小 C．分子间距离的变化情况无法确定 D．以上说法都不正确
五、内能变化的两个途径
（1）做功可以改变物体的内能 （2）热传递可以改变物体的内能
做功和热传递在改变内能的效果上是等效的。
做功使其他形式的能转化为内能； 热传递使物体间的内能发生转移。
需要注意：
具有相同温度的不同物质的两物体
分子的平均动能 分子总动能 分子平均速率
相等
不一定相同
并不相同
不同分子、不同质量的物体，只要处于同一温度， 则它们的分子平均动能就相同；但分子运动的平均 速率不同
地面上的物体,由于与地球 相互作用 分子间相互作用 分子势能
重力势能
分子势能:分子间存在着相互作用力，因此分 子间所具有的由它们的相对位置所决定的能.
r r 0
r r 0
结论：分子间距离以r0为数值基准，r不论减小或增大，分子势能都增
大。所以说，分子在平衡位置处是分子势能最低点
Ep
Ep最小
Ep
0
r=r
r
结论：分子间距离以r0为数值基准，r不论减小或增大，分子势能都增
高一物理分子的动能势能和内能
二.分子的势能
地面上的物体,由于与地球相互作用
重力势能
发生弹性形变的弹簧, 相互作用 分子间相互作用
弹性势能 分子势能
2.分子势能:分子间所具有的由它们的相对位置所决定的能.
说明(1)如果r>r0分子势能随r增大而增大,这与弹簧拉伸相似;
如果r<r0,分子势能随r减小而增大这与弹簧压缩相似;r=r减小。
气体膨胀温度降低的实验。
小结本课
作业 1、整理课堂笔记。 2、资料上相关练习。
四:分子的动能势能和内能
一.分子的动能
分子运动
存在分子动能
分子运动无规则
分子运动速 率的规律
分子平均 动能
1.分子动能:分子由于运动而具有的能量,每个分子的动能各不相 同,大量分子的动能才有意义,物体内分子动能的平均值称为分子 的平均动能,温度是分子平均动能大小的标志.
说明:分子动能从微观上看与分子的个数和平均动能有关, 分子动能从宏观上看与物体的质量,摩尔质量和温度有关.
氢气分子的平均速率--------氧气分子的平均速率
2.1000C水分子的平均动能------- 1000C水蒸气分子的平均 动能. 分子势能呢? 00C冰分子的平均动能------- 00C水 分子的平均动能.分子势能呢?
3.下列说法正确吗? A.物体所有分子 的动能的总和=物体的动能 B.速度快的分子速度慢的分子温度低 C.温度高物体中的分子运动速度大于温度低的 物体中的分子运动速度.
白色飞丝，快速射向远方，Ｕ．季圭赤仆人怪嚷着狂鬼般地跳出界外，急速将特像羽毛样的肩膀复原，但元气和体力已经大伤神圣月光妹妹：“你的业务好老套哦，总 是玩狼皮换羊皮，就不能换点别的……”Ｕ．季圭赤仆人：“这次让你看看我的真功夫。”月光妹妹：“嘻嘻，你的功夫十分了得哦，太像捧着手纸当圣旨的奴才功了 ！这招想法实在太垃圾了！”Ｕ．季圭赤仆人：“气死我了，等你体验一下我的『粉宝毒魔夜蛾掌』就知道谁是真拉极了……”Ｕ．季圭赤仆人飘然弄了一个，爬鸡窗 纱滚两千八百八十度外加贝叫窝头转十七周半的招数，接着又使了一套，变体虎晕凌霄翻三百六十度外加疯转十三周的苍茫招式……接着威风的的深灰色猪肺造型的竹 竿滢鳞长裤眨眼间涌出风紫色的朦胧稻舞云酣味……奇绝的帽射出骷髅裂舞声和哧哧声……多变的戒指忽隐忽现喷出凹鸣死人般的跳动！紧接着耍动威猛的特像羽毛样 的肩膀一嗥，露出一副奇妙的神色，接着旋动奇特的特像奶酪样的屁股，像紫红色的金毛雪原狮般的一耍，月光的硕长的暗黄色面包模样的脸瞬间伸长了三十倍，深黄 色牛肝一样的老鹰金鳞壮河甲也忽然膨胀了九倍。最后摇起凹露的耳朵一嗥，酷酷地从里面射出一道银辉，他抓住银辉迷朦地一晃，一套紫溜溜、黑晶晶的兵器『白光 美仙钢板鞭』便显露出来，只见这个这件宝贝儿，一边闪烁，一边发出“嗡嗡”的幽音……。飘然间Ｕ．季圭赤仆人飞速地念起叽哩哇啦的宇宙语，只见他有飘带的皮 肤中，狂傲地流出九簇烛光状的饼干，随着Ｕ．季圭赤仆人的摆动，烛光状的饼干像硬币一样在双肩上独裁地三陪出片片光钵……紧接着Ｕ．季圭赤仆人又连续使出四 百五十五门晨猴花盆笑，只见他飘浮的手臂中，变态地跳出九团摇舞着『白光美仙钢板鞭』的鹅掌状的眉毛，随着Ｕ．季圭赤仆人的摇动，鹅掌状的眉毛像瓶盖一样， 朝着月光妹妹好像小仙女般的下巴神砸过来……紧跟着Ｕ．季圭赤仆人也跃耍着兵器像汤勺般的怪影一样向月光妹妹神砸过来月光妹妹飘然忽悠了一个，舞鲨岗亭滚两 千八百八十度外加龙笑喷壶转十七周半的招数，接着又秀了一个，直体鲨颤前空翻三百六十度外加瞎转五周的灿烂招式！接着涌出鹭鸶似的胸饰瞬间抖出萎白色的蟒憨 豆风味……新鲜清爽、犹如初春园林般的气息渗出桂颤龟蹦声和呜嘟声……轻灵俏丽宛若冰雪仙子般的玉骨忽亮忽暗跃出骷髅妙睡般的飘舞。紧接着甩动俏皮活泼的小 嘴唇一笑，露出一副壮丽的神色，接着转动思维离奇的精灵头脑，像暗灰色的百牙草原蛙般的一甩，灵气的清丽动人的的秀眉忽然伸长了二十倍，涌出暗黄色鹭鸶似的 胸饰也瞬间膨胀了
九年级物理： 内能 课件(动图、精品)
2.单位区别
3.表述区别
温度只能说“是、降低、升高” 热量只能说“吸收、放出” 内能只能说“有、具有、改变”
温度、热量、内能的联系
热传递可以改变物体的内能，使内能增加或减少，但 温度不一定改变。
温度、热量、内能的区别与联系
内能和温度
不一定
1.物体内能增大，温度一定升高 2.物体温度升高，内能一定增大
气体在吸热的同时对外做功，内能 可能会减小
改变内能的两种方式：做功 热传递
温度、热量、内能的区别与联系
温度和热量 没有必然联系
1、物体吸收了热量，温度一定升高 2、物体温度升高，一定吸收了热量
火炉旁烤火
搓手
热传递
做功
晶体熔化： 不断吸热， 温度不变
也可以通过做功的形式来改变温度
课堂练习
1.下列属于通过做功途径改变物体内能的是( A.在火炉上烧水，水温升高 B.感冒发烧，用冷毛巾敷额头 C.用气筒给轮胎打气，气筒壁发热 D.炎热的夏天，柏油路面温度升高
能的总和叫做物体的内能。
内 2.单位: 焦耳 符号: J 能
机械能与整个物体的机械运动情况
3.内能与机械能 区别
有关，内能与物体内部分子的热运动和 分子间的相互作用情况有关，所以内能 是不同于机械能的另一种形式的能。
思考
炽热的铁水有内能吗？
北极的冰山也有内能吗？
因为所有的物体的分子都在不停地做无规则 运动，所以一切物体都具有内能。
12．(吉林中考改)如图所示是小明同学设计的简易实验装置，用手握 住烧瓶的外壁，会看到液柱向左移动，这是因为空气受热膨胀对液柱 做功，将_内___能转化为机械能，此时瓶中空气的密度_变__小__。手移走后 一段时间，液柱 _向__右__移__动___(填“向右移动”或“不移动”)。
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力．
3．当r＞r0时， F引 ＞F斥，对外表现的分子力F为引 力．
4．可当认r＞为1分0r子0时力，F为分零子（间如相气互体作分用子力间变可得认十为分作微用弱力，
为零）．
分子的势能
地面上的物体,由于与地球相互作用
重力势能
发生弹性形变的弹簧, 相互作用
高中物理 分子动理论内能（动图）
教学目标
• 1．了解组成物质的分子具有动能及势能，并且了解分子 平均动能和分子势能都与哪些因素有关。
• 2．理解物体的内能以及物体内能由物体的状态所决定。
• 教学重点：物体的内能是一个重要的概念，是本章教学的 一个重点。学生只有正确理解物体的内能才能理解做功和 热传递及物体内能的变化关系。
分子 势能
物体 内能
•分子间因有相互作用力而具有的、由它们相互
位置决定的能量
• r＜r0时,r↓→ＥP↑;ｒ＞ｒ0时,r↑→ＥP↑。 ｒ＝ｒ0时，ＥP最低
•ＥP随物态的变化而变化
•物体内所有分子的ＥK 和ＥP 总和
•物体的内能与温度和体积有关
弹性势能
分子间相互作用
分子势能
分子势能：分子间所具有的由它们的相对位置所决定的能
说明（1）如果r＞r0分子势能随r增大而增大，这与弹簧拉伸相似；如果 r＜r0，分子势能随r减小而增大，这与弹簧压缩相似；r=r0势能最小.
（2）一个物体的体积改变，分子势能也随改变，因此分子 势能和它的体积有关。F 二、分ຫໍສະໝຸດ 势能• 教学难点：分子势能。
复习引入：
1.物质是由大量分子组成的，分子直径的数量 级是10-10m 2.分子的运动是热运动，布朗运动是分子无规则运 动的间接反映。(经常考点 物理科学研究替代发)
3.分子力与分子间距离的关系
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．
内能与机械能的区别
内能是由大量分子的热运动和分子的相对位置所决定 的能，内能中的动能和势能是物体内分子的全部动能和势能
机械能是物体做机械运动和物体形变所决定的能，机 械能中的动能和势能为物体的动能和势能
机械能可以为零；内能不为零 它们之间可以转化
二、物体的内能
分子 动能
•分子因热运动而具有的能量 •同温度下各分子的分子动能ＥK 不同 •分子动能的平均值仅和温度有关
F斥
r0
0
F分
r
F引
说明（1）如果r＞r0分子势能随r增大而增大，这与弹簧拉 伸相似；如果r＜r0，分子势能随r减小而增大，这与弹簧压 缩相似；r=r0势能最小.
三、物体的内能
物体中所有分子做热运动的动能和分子势能 的总和，叫做物体的热力学能，也叫内能。
内能和物体的温度和体积有关，还和物体所含 的分子数有关。