15分子热运动内能详解

分子热运动内能一、本周知识概述前面，大家已经学习了物质是由分子组成的知识，但大家有没有用肉眼看到分子的运动？为什么打开一瓶香水，很快就会闻到香味，是什么跑到鼻子里去了呢？本周我们将进入微观的分子领域，探讨分子运动之谜。

二、重难点知识精讲（一）分子热运动1、扩散现象与分子的热运动（1）扩散现象：不同物质在相互接触时，彼此进入对方的现象叫扩散。

扩散现象可以发生在固体之间、液体之间和气体之间。

（2）分子的热运动：扩散现象表明，一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。

由于分子的运动跟温度有关，所以这种无规则的运动又叫分子的热运动。

温度越高，热运动越剧烈。

2、分子间的作用力（1）分子间的引力：固体和液体的分子不易飞散，是由于固体和液体之间存在着引力。

正是这种分子引力使它们能保持一定的体积，它里面的分子不致散开。

（2）分子间的斥力：由于扩散现象我们可以想到，分子之间存在着间隙，那么固体或液体很难被压缩就表明了分子之间有斥力，正是这种斥力使固体和液体难以被压缩。

例1、固体、液体很难被压缩，是因为物体内（）A、大量分子做无规则运动B、分子间相互作用的引力C、分子间相互作用的斥力D、分子间没有空隙解析：分子间的引力和斥力是同时存在的，当分子处于平衡位置时，分子间距离为，分子间的引力和斥力相等。

当分子间的距离大于时，引力大于斥力，分子间的作用力表现为引力。

当分子间的距离小于时，斥力大于引力，分子间作用力表现为斥力。

在正常情况下，固体、液体的分子在平衡位置振动，引力等于斥力，当挤压固体或液体时，分子间距离小于，分子间作用力表现为斥力，以反抗它被挤压，这就是固体，液体很难被压缩的原因。

答案：C例2、下列几种说法中说明分子不停地做无规则运动的实例，正确的是（）A、食盐在水中溶解，使水全部有了咸味B、烧开水时，水蒸气不断地上升C、室内扫地时，在阳光照射下看见尘土飞扬D、夏天吃冰棍时，打开包装纸会看见白色气体E、空气定向运动形成风F、水由高处流向低处解析：A、食盐放入水中溶解从而使水变咸，是因为食盐分子和水分子彼此进入对方造成的；B、烧开水时水蒸气上升，是汽化现象，上升的水蒸气是大量的水分子组成的，汽化使得其密度变小，在浮力作用下上升，不能说明它们在做无规则运动；C、尘土飞扬是尘土小颗粒的运动，尘土小颗粒不是分子，且这种运动是扫帚施力造成的；D、白色气体是空气中的水蒸气液化成的小水珠；E、风的形成是空气分子的定向运动，是对流而不是分子无规则运动形成的；F、水的流动是在重力作用下的运动。

应该注意的是，扩散现象是大量分子永不停息地做无规则运动，而扩散现象的判断就更确切一些，不同的物质相互接触时，仅仅由于分子的运动而彼此进入对方的现象，与扩散现象容易混淆的是对流，而对流是在压力的作用下大量分子的定向运动。

答案：A例3、下列叙述中能说明温度越高分子的无规则运动越剧烈的是（）A．腌咸蛋时，放盐后要过较长时间蛋才变咸；炒菜时，放盐后菜很快就有了咸味B．气温高时，植物生长快些C．洗过的衣服在夏天比冬天干得快D．固体的体积随温度降低而缩小解析：A项中腌蛋或炒菜时，蛋或菜变咸，都是由于盐分子发生扩散的结果，炒菜时菜很快就有了咸味，表明温度越高，分子运动越剧烈。

因而扩散运动加剧；C项中夏天比冬天的温度高，水的蒸发快，表明温度高时液体分子的无规则运动加剧，因而能挣脱液面其他液体分子的吸引而跑到液体外面，成为气体分子的机会越多；D项温度降低时，固体体积缩小，表明了温度降低时分子间的平均距离减小，即振动减弱，反之，温度升高，分子的无规则运动加剧，这时固体的体积就会增大。

故A、C、D都是正确的，但B与分子运动无关。

答案：ACD例4、同学们做作业时，常用透明胶带把错处揭掉，在操作时往往把胶带用力抹一下使之与纸紧贴，才能很容易将错处的纸揭掉一层，为什么？思路分析：用力抹胶带，可以缩小胶带与纸之间的距离，使分子之间引力增大。

答案：要使分子间的引力产生作用，分子间的距离应小到一定的程度（约10－10m），用力抹纸面上的胶带，可以缩小胶带与纸的分子间的距离，使写有字的纸在分子引力下被揭掉一层。

所以用胶带改错时，用力抹一下胶带效果较好（二）内能1、内能（1）物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和，叫物体的内能。

（2）一切物体都有内能。

因为分子的运动不会停息，所以分子总有动能，又因为分子之间的作用力不会消失，所以分子之间总存在着势能。

2、内能与机械能的区别机械能与整个物体的机械运动情况有关，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。

3、物体的内能跟温度有关同一个物体，温度越高，内能越大；温度降低，内能减少。

因为同一个物体，温度越高，分子热运动的速度越大，所以内能越大。

4、改变物体的内能的方式（1）做功改变物体的内能：如果对物体做功，那么物体的内能就会增加，如克服摩擦做功、压缩气体做功都会使物体的温度升高，内能增加。

如果物体对外做功，它的内能就会减少，如气体膨胀对外做功，自己的温度降低，内能减少。

（2）热传递改变物体的内能：发生热传递的条件是物体之间存在温度差，不同温度的物体相互接触时，温度较高的物体放出热量，内能减少；温度较低的物体吸收热量，内能增加。

（3）做功和热传递对改变物体的内能是等效的。

如果你事先没有观察到物体内能的改变过程，那么，你就无法确定是用哪种方法改变物体内能的。

例5、物体的温度升高了，那么物体（）A、一定吸收了热量B、一定是物体对外做功C、一定是外界对物体做了功D、可能是物体吸收了热量，也可能是外界对物体做了功解析：物体温度升高了，物体内大量分子无规则运动的速度变快，物体的内能一定增加。

改变物体内能的方法有两种，一种是热传递，吸收了热量可以使物体的温度升高，另一种是做功，外界对物体做功，把其它形式的能转化为物体的内能，使物体内能增加，物体温度升高，且这两种方式是等效的。

答案：D例6、在物体没有发生物态变化的前提下，下列各种说法正确的是（）A、温度较高的物体，所含的热量较多B、质量相同的物体，温度较高的，所含的热量较多C、同一物体温度较高时，所含的热量较多D、同一物体温度升高较大时，所吸收的热量较多解析：物体吸收或放出热的多少叫热量，也就是说，在热传递过程中，传递能的多少。

可见热量是一个过程量，只有在热传递的过程中才能称为热量，由此判定，A、B、C 三个选项中所讲温度较高的物体所含热量较多是错误的，因为温度是一个状态量，温度再高没有发生热传递，也就谈不上热量，而D选项中所说的温度升高较大时，说明温度这个状态量发生了变化，温度变化是个过程，因为有热传递发生，物体的温度才会发生变化，对于同一物体来说，温度升的越高，吸收的热量就越多。

答案：D例7、下面关于能量转化的几种说法中正确的是（）A．用砂轮磨刀时，刀的温度升高了，内能转化为机械能B．陨石进入大气层成为流星时，机械能转化为内能C．壶中水沸腾时，壶盖不停地跳动，水的内能转化为壶盖的动能D．用打气筒给车胎打气时，筒内空气的内能转移到气筒上，使气筒壁温度升高分析：砂轮磨刀时，刀静止不动，砂轮转动，刀的温度升高，应是砂轮对刀做功，机械能转化为内能；陨石成为流星发光和热，是由于空气与陨石间摩擦时，陨石的机械能转化为陨石的内能；蒸汽冲动壶盖时，是水蒸气对壶盖做功，壶盖的动能是由水蒸气内能转化的；用打气筒打气时，是外力通过活塞挤压筒内空气柱做功，气体内能增加，温度升高，通过热传递方式使内能转移。

解答：BCD注意：在做出决定之前，一定要把题中叙述的过程和结果对应起来，再利用自己已有的知识进行判断。

例8、如图所示，瓶内装有少量的水，瓶口已塞紧，水上方空气中有水蒸气，用打气筒向瓶内打气，当塞子从瓶口跳出时，瓶内出现“白雾”，这一现象产生的原因可以用下面三句话解释：甲，水蒸气凝结成小水珠；乙，瓶内气体推动瓶塞做功，内能减少；丙，温度降低。

三句话正确的顺序是（）A．甲乙丙B．乙丙甲C．丙甲乙D．乙甲丙分析：题意因果顺序的进程为：空气推动瓶塞跳起做功→空气内能减少→瓶内空气温度降低→瓶内水蒸气液化成小水珠即“白雾”。

瓶内有少量水，水面上方的空气中有水蒸气，向瓶内打气，瓶塞跳起时，出现“白雾”是由水蒸气凝结而成的小水珠；而瓶塞跳起的原因是用打气筒往瓶内打气使空气压强增大所至。

解答：B注意：要按实际顺序，合理地安排因与果，试想，瓶塞不跳出，这些现象均不能发生；瓶塞跳起后，瓶内空气质量减小，温度降低，直接导致的后果是瓶内水蒸气遇冷液化成小水珠。

在线测试一、选择题1、“八月桂花遍地开”时，很远就能闻到桂花的香味，主要原因是（）A．大量分子在不停地做无规则运动，不断扩散B．分子间没有足够的引力，分子可远离C．分子间间隙很大，分子可自由扩散D．分子间存在斥力，分子被排斥而远离2、如图所示，一滴墨汁滴入一杯水中（如图甲），过一会儿，整杯水变黑了（如图乙），这是因为（）A．水会流动的缘故B．水分子的无规则运动撞击了墨汁的微粒，墨汁的微粒也在进行扩散运动C．墨汁的微粒自发地不停运动D．墨汁和水分子之间发生了相互作用3、下列现象中，不属于扩散现象的是（）A．一滴墨水滴进清水中，水渐渐变黑B．长期堆煤的墙角里，墙壁相当厚的一层染上黑色C．摩托车发动机喷出的黑烟，用一大广口瓶收集，过一会儿整个瓶的颜色变黑D．风雪天，雪花飘飘4、关于分子间作用力的说法正确的是（）A．两分子处于平衡位置时，合力为0，不受引力也不受斥力作用B．两分子间距由平衡距离再增大时，分子间引力加大，斥力减小，合力表现为引力C．只要分子间距加大，引力、斥力都减小；间距减小，引力、斥力都增大D．当分子间相距很远时，作用力就变得十分微弱，可以忽略了5、下列说法中不正确的是（）A．一切物体都有内能B．内能大小与物体内部分子的热运动和分子间的相互作用情况有关C．在空中飞行的子弹具有动能、热能和内能D．物体的温度降低，其分子运动变慢，当温度为0℃时，物体中的分子停止运动6、下列说法中正确的是（）A．运动的物体有内能，静止的物体没有内能B．物体温度在0℃以下时没有内能C．质量大且温度高的物体的内能一定比同状态质量小，温度低的物体的内能大D．内能只跟温度有关，高温物体的内能一定比低温物体的内能大7、一块0℃的冰和一杯0℃的水比较，则（）A．水的内能一定大，因为水结冰时放出热量B．冰的内能一定较小，因为冰化成水要吸热C．若它们的质量相等，则它们的内能一定相同D．冰的内能有可能比水的内能大一些8、有两杯水，甲杯水的温度比乙杯水的温度高10℃，则两杯水的内能（）A．甲杯水的内能一定比乙杯水的内能大B．乙杯水的内能大C．乙杯水的内能可能比甲杯水的内能大D．甲、乙两杯水的内能有可能相等9、“铁块被铁锤敲热”，下列所举的现象中，与前面所讲的不是同种方法改变物体内能的是（）A．用砂轮打磨工件时迸出火花B．夏天，柏油马路被太阳晒烫C．压缩空气引火器中的空气，乙醚被点燃D．手不断拍打篮球，球会受热10、热传递的本质是（）A．温度高的物体把温度传给温度低的物体B．热量大的物体把温度传给热量小的物体C．能量大的物体把能量传给能量小的物体D．温度高的物体把能量传给温度低的物体B 卷二、综合题11、如图所示，在厚玻璃瓶内装入少量的水，然后再向密闭的瓶内打气，当塞子跳起来时，瓶内会出现雾，这是因为瓶内的空气推动瓶塞__________时，内能___________，温度降低，使水蒸气液化成小水珠。