7-3分子间的作用力,7-4温度和温标,7-5内能详解

▲分子力和分子间距的变化图
F 纵轴表示分子间的作用力 正值表示F斥 F斥 0 横轴表示分子间的距离
r
F引
负值表示F引
▲分子力和分子间距的变化图
F
F 斥= F 引 F斥> F引
r0 F斥 F分 F引
F 斥< F 引
r
0
r0 F斥
F引
F引
F斥
（1）当r=r0=10-10m时，F引＝F斥，分子力F分＝0， 处于平衡状态
练习
4.甲、乙两分子相距较远(分子力为零)， 固定甲、乙逐渐靠近甲，直到不能再靠 近的过程中 A、分子力总是对乙做正功 B、乙总是克服分子力做功 C、先是乙克服分子力做功，后分子力对 乙做正功 D、先是分子力对乙做正功，后乙克服分 子力做功
§7.4
温度和温标
温 阅读课文,回答以下问题: 度 和 1、什么是系统和状态参量? 温 标 2、什么是平衡态? 3、什么是热平衡和热平衡定律? 4、温度和温标是如何定义的? 5、如何确定温标?
•如果分子间距离约为 10-10m数量级时，分 子的作用力的合力为
零，此距离为r0。
•当分子距离小于r0时，分子间的作用力表现为斥力，要减 小分子间的距离必须克服斥力做功，因此，分子势能随分 子间距离的减小而增大。 •如果分子间距离大于r0时，分子间的相互作用表现为引力，要 增大分子间的距离必须克服引力做功，因此，分子势能随分子 间的距离增大而增大
F斥 0 r0 F分 F引 r
如果你想使玻璃离开水面,必须用比 玻璃板重量大的力向上拉细线.动 手试一试,并解释为什么?
玻璃板离开水面后，可以看到玻璃板
下表面上仍有水，说明玻璃板离开水 时，水层发生断裂． 水分子发生分裂时，由于玻璃分子和 水分子、水分子之间存在引力，外力 要要克服这些分子引力，造成外界拉 力大于玻璃板的重力．
)
【解题指导】解答本题时要明确热力学系统 处于平衡态的特点，根据其特点作出判断.
【规律方法】
解决平衡态问题的技巧
处理平衡态的问题要注意以下三点： (1)平衡态问题与热平衡不同，平衡态指的是一 个系统内部达到的一种动态平衡. (2)必须要经过较长一段时间，直到系统内所有
性质都不随时间变化为止.
(3)系统与外界没有能量的交换.
减小到零，然后又从零逐渐增大到某一数值.
2、设空间存在两个不受外界影响的分子，当它们间的
距离等于r0 时，分子间作用力为零，则固定一个分子，
另一分子以一定初动能向它靠近的过程中（ ABCD ） A、当它们间的距离大于r0时，分子力做正功，分 子速度变大 B、当它们间的距离等于r0时，分子速度最大 C、当它们间的距离小于r0时，分子力做负功，分 子速度变小 D、当它们间距离最小时，分子速度为零
2、热平衡定律（热力学第零定律）
若系统A，C达到热平衡 若系统B，C达到热平衡 A和B也是处于热平衡
如果两个系统分别与第三个系统达 到热平衡，那么这两个系统也必定处于 热平衡。
三、温度与温标
1、温度
两个系统达到热平衡时具有的共同 性质是温度相同 温度是决定一个系统与另一个系统 是否达到热平衡状态的物理量
有斥力作用，而且引力大于斥力
练习
2.下列现象可以说明分子间存在引力的是 A.打湿了的两张纸很难分开 B.磁铁吸引附近的小铁钉 C.用斧子劈柴，要用很大的力才能把柴劈开 D.用电焊把两块铁焊在一起
练习
3.玻璃打碎后，不能把它们再拼在一起， 说法正确的是（ ） A．玻璃分子间的斥力比引力大 B．玻璃分子间不存在分子力的作用 C．一块玻璃内部分子间的引力大于斥力； 而两块碎玻璃之间，分子引力和斥力大 小相等合力为零 D．两块碎玻璃之间绝大多数玻璃分子间 距离太大，分子引力和斥力都可忽略， 总的分子作用力为零
1、有两个分子，设想它们之间相
隔10倍直径以上的距离，逐渐被压
缩到不能再靠近的距离，在这过程
中，下面关于分子力变化的说法正 确的是（ CD ）
Ａ．分子间的斥力增大，引力变小;
Ｂ．分子间的斥力变小，引力变大;
Ｃ．分子间的斥力和引力都变大，但斥力比引
力变化快; Ｄ．分子力从零逐渐变大到某一数值后，逐渐
100 解析：每格表示的摄氏度为 ＝0.5℃，比冰点高出 200 的温度为(150－50)×0.5℃＝50℃，C对，A、B、D错.
§7.5
内能
一、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 大量分子的运动速率不尽相同，动能也有大有小，而 且在不断改变，在研究热现象时，有意义的不是单个分 子的动能，而是大量分子动能的平均值。
§7.3分子间的相互作用力
问题1：既然分子在运动，那么固体和 液体中的分子为什么不会飞散开，而总 是聚合在一起，保持一定的体积呢？
☆ 分子之间存在引力
问题2： 既然分子之间有间隙，为什么压 缩固体和液体很困难？
☆ 分子之间存在斥力
一.分子间的作用力
1.分子间存在相互作用的引力. 2.分子间存在相互作用的斥力. 3.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 子力）．
二.分子的势能
地面上的物体,由于与地球相互作用 发生弹性形变的弹簧, 相互作用 分子间相互作用 分子势能 重力势能 弹性势能
所具有的由它们的相对位置所决定的能。
1.分子势能：分子间存在着相互作用力，因此分子间
2.分子力做功跟分子势能变化的关系 分子力做正功时，分子势能减少，分子力做 负功时，分子势能增加。
【变式备选】(2011· 徐州高二检测)关于平衡态 和热平衡，下列说法中正确的有( )
A.只要温度不变且处处相等，系统就一定处于 平衡态 B.两个系统在接触时它们的状态不发生变化， 这两个系统原来的温度是相等的 C.热平衡就是平衡态
D.处于热平衡的几个系统的压强一定相等
下列说法正确的是 ( ) A．两个系统处于热平衡时，它们一定具有相 同的热量 B．如果两个系统分别与第三个系统达到热平 衡，那么这两个系统也必定处于热平衡 C．温度是决定两个系统是否达到热平衡状态 的惟一物理量 D．热平衡定律是温度计能够用来测量温度的 基本原理
ΔT=Δt
三.华氏温标： 华氏温标的温度tF与t之间的关系： tF＝32+9/5t 单位： °F
华氏温标在欧美使用非常普遍，摄氏 温标在亚洲使用较多，科学研究中多使用 绝对温标。
体积与温度成线性变化
【典例1】下列状态中处于平衡态的是( A.将一金属块放在沸水中加热足够长的时间 B.冰水混合物处在0℃环境中 C.突然被压缩的气体 D.开空调2分钟内教室内的气体
麦克斯韦速率分布规律
温度
宏观含义：温度是表示物体的冷热程度． 微观含义（从分子动理论的观点来看）：温度是物体 分子热运动的平均动能的标志，温度越高，物体分子 热运动平均动能越大．
需要注意：
1．同一温度下，不同物质分子的平均动 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． 2．温度反映的是大量分子平均动能的大 小，不能反映个别分子的动能大小，同一 温度下，各个分子的动能不尽相同．
二.分子动理论
1 2 3
物质是由大量分子组成的 分子永不停息地做无规则的运动 分子之间存在着相互作用力
热现象的宏观理论——研究热现象一般规律， 不涉及热现象微观解释（热力学）
热学
热现象的微观理论——从分子动理论的角度 来研究宏观热现象的规律（统计物理学）
统计规律
物体是由大量分子组成，这些分子没有统一运动步调， 单独来看，各个分子的运动都是不规则的、带有偶然 性的，但从总体来看，大量分Hale Waihona Puke 的运动且有一定的规 律。练习
1.当两个分子间距离为r0时，正好处于平衡状态，下
面关于分子间的引力和斥力的各种说法中，正确的应
是：（ CD ）
Ａ.两分子间的距离r<r0时，它们之间只有斥力作用
Ｂ.两分子间的距离r<r0时，它们之间只有引力作用
Ｃ.两分子间的距离r<r0时，既有引力又有斥力作用，
而且斥力大于引力
Ｄ.两分子间的距离等于2r0时，它们之间既有引力又
一切达到热平衡的系统都具有相同的温度
高中
温度：两个系统处于热平衡时，它 们具有一个“共同性质”。我们就 把表征这一“共同性质”的物理量 定义为温度。
初中
温度是描述物体冷热程度的物理量
热 例2、一金属棒的一端与0℃冰接触，另一 平 端与100℃水接触，并且保持两端冰、水的温 衡 度不变．问当经过充分长时间后，金属棒所处 与 的状态是否为热平衡态?为什么? 温 度 解析：因金属棒一端与0℃冰接触，另一端 与100℃水接触，并且保持两端冰、水的温度 不变时，金属棒两端温度始终不相同，虽然金 属棒内部温度分布处于一种从低到高逐渐升高 稳定状态，但其内部总存在着沿一定方向的能 量交换，所以金属棒所处的状态不是平衡态．
答案：否，因金属棒各部分温度不相同， 存在能量交换．
2、温标 定量描述温度的方法叫温标。
建立一种温标的三要素： ①选择测温物质（水银/铂/气体/热电偶） ②确定测温属性（体积/电阻/压强/电动势） ③选定温度零点和分度方法 温标种类： 一：摄氏温标(摄氏度t , 单位：0C) 冰水混合物零度,沸水为100度,期间分为100等份 二：热力学温标(热力学温度T,单位：开尔文 K） 七个基本物理量之一 T=t+273.15 (K)
F斥
r＜ F r0 F
引
引
F斥
(2)当r＜r0时，随r的减小，F引、F斥都增大，F斥比F引增大得快， F斥＞F引，分子力表现为斥力，r减小，分子力增大
F斥
r＞ F引r0 F引
F斥