【优化设计】2015-2016学年高中物理 第七章 分子动理论 5 内能课件 新人教版选修3-3

温度是分子平均动能的标志，这是温度的微观含义。

宏观上物体的冷热程度是微观上大量分子热运动的集体表现。

温度越高，分子热运动的平均动能就越大。

温度不反映单个分子的特性，两个物体只要温度相同，它们的分子平均动能就相同，但是它们单个分子动能不定相同，温度高的物体内部也存在着动能很小的分子物质种类不同的物体，如果温度相同，它们分子的平均动能就相同，但它们的平均速率不同，因为分子质量不同。

分子的总动能物体内分子运动的总动能是所有分子热运动的动能总和。

它等于分子的平均动能与分子数的乘积，即它与物体的温度和所含的分子数目有关。

探究探究二探究三例题当氢气和氧气温度相同时，下列说法中正确的是两种气体分子的平均动能相等氢气分子的平均速率大于氧气分子的平均速率两种气体分子热运动的总动能相等两种气体分子热运动的平均速率相等解析因为温度是分子平均动能的标志，所以项正确。

因为氢气和氧气的分子质量不同，平均动能又相等，所以两种气体分子的平均速率不同，由𝑚𝑣可得，分子质量大的平均速率小，故项正确，项错误。

虽然两种气体分子平均动能相等，但由于两种气体的质量不清楚，即分子数目关系不清楚，故项错误。

答案探究探究二探究三题后反思温度是物体分子平均动能大小的唯标志，因此温度相同的所有物体的分子平均动能都相等，但温度并不是分子平均速率的标志，所以即使温度相同，分子平均速率也不定相同。

探究探究二探究三探究二分子势能问题导引为什么说分子组成的系统具有分子势能分子势能的大小由什么因素决定提示如果宏观物体之间存在着引力或斥力，它们组成的系统就具有势能，分子之间存在着分子力，因此分子组成的系统具有分子势能。

分子势能的大小由分子间的相互位置决定。

分子势能为零和分子势能最小的含义相同吗提示分子势能为零和分子势能最小的含义不同，前者与选择的零势能点有关，般选无穷远处为分子势能的零点，而后者的位置是确定的，在处。

可见，如果选处为分子势能的零点，这两者的位置是相同的。

探究探究二探究三名师精讲分子势能的变化规律及判断依据分子力做正功，分子势能减小，分子力做了多少正功，分子势能就减小多少分子力做负功，分子势能增加，克服分子力做了多少功，分子势能就增加多少。

时，增大，分子势能增大，反之，减小。

时，增大，分子势能减小，反之，增大。

时，分子势能为零时，分子势能最小。

分子势能的“弹簧小球”模型分子势能随分子间距离的变化类似于弹簧，弹簧为原长相当于分子间的距离为。

弹簧在原长的基础上无论拉伸还是压缩，势能都会增加。

探究探究二探究三分子势能曲线分子势能曲线如图所示，规定无穷远处分子势能为零。

分子间距离从无穷远逐渐减小至以前的过程，分子间的合力为引力，合力做正功，分子势能不断减小，其数值将比零还小，为负值。

当分子间距离到达以后再继续减小，分子作用的合力为斥力，在分子间距离减小过程中，合力做负功，分子势能增大，其数值将从负值逐渐变大至零，甚至为正值，故时分子势能最小。

从曲线上可看出在处，曲线比较缓，这是因为分子间的引力随分子间距的增大而变化得慢，分子势能的增加也就慢在处，分子势能最小，但不定为零，因为零势能的位置是任意选定的。

般取无穷远处分子势能为零，则分子势能最小位置是在处，且为负值，故分子势能最小与分子势能为零绝不是回事。

探究探究二探究三分子势能与体积的关系由于物体分子间距离变化的宏观表现为物体的体积变化，所以忽略不计，这种情况下气体的内能由哪些因素决定呢提示气体分子间作用力为零，则分子势能不变，气体内能的变化就是指所有气体分子动能总和的变化，所以这种情况下温度和分子数目决定气体的内能。

若是定质量的种气体，其内能就只与温度有关。

探究探究二探究三名师精讲内能的决定因素从宏观上看物体内能的大小由物体的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。

从微观上看物体的内能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。

内能与机械能的区别和联系项目内能机械能对应的运动形式微观分子热运动宏观物体的机械运动能量常见形式分子动能分子势能物体动能重力势能或弹性势能能量存在的原因物体内大量分子的热运动和分子间存在相互作用力由于物体做机械运动和物体发生弹性形变或被举高探究探究二探究三物态变化对内能的影响些物质在物态发生变化时，例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。

例题下列说法正确的是分子的动能与分子的势能的和叫作这个分子的内能物体的分子势能由物体的温度和体积决定物体的温度不变，其内能就不变物体的动能减小时，物体的温度可能增大探究探究二探究三解析内能是指物体的内能，单个分子无内能可言，选项是错误的物体的分子势能由分子间距离决定，宏观上反映为由物体的体积决定，所以选项也是错误的物体的内能与物体做宏观的机械运动的速度无关，故选项也是错误的物体的温度由分子的平均动能决定，与物体宏观运动的动能无关，因此选项是正确的。

答案题后反思物体的内能与温度体积和物质的量有关，单个分子无内能可言，内能与物体的宏观运动无关。

块的铁与块的铝相比，以下说法中正确的是铁的分子动能之和与铝的分子动能之和相等铁的每个分子动能与铝的每个分子的动能相等铁的分子平均速率与铝的分子平均速率相等以上说法均不正确解析两物体温度相等，说明它们分子的平均动能相等，因为温度是分子运动平均动能的标志由于没有说明铁与铝的质量，只有当它们所含分子数目样时，分子总动能才相等，故错分子平均动能相等，但对每个分子而言，它运动的速率是变化的，且每个分子的速率都是不同的，所以每个分子的动能相等的说法不正确，故错虽然分子的平均动能相等，但铁分子铝分子质量不同，因此分子平均速率不等，所以错故只有正确。

答案两分子相距为，当稍增大时分子力定减小，分子势能定增大分子力定增大，分子势能定减小分子力可能增大也可能减小，分子势能定减小因为不知道大小，对分子力和分子势能的变化都无法判定解析分子间距离时，分子势能最小。

时，表现为引力，分子距离越小，引力做正功，分子势能越小。

时，表现为斥力，分子距离越小，斥力做负功，分子势能越大。

本题没有告诉我们多大，所以对分子力和分子势能的变化都无法判定。

答案如图为两分子系统的势能与两分子间距离的关系曲线。

下列说法正确的是当大于时，分子间的作用力表现为引力当小于时，分子间的作用力表现为斥力当等于时，分子间的作用力为零在由变到的过程中，分子间的作用力做负功解析分子间距离为即分子力为零时分子势能最小，由题图可知，所以时表现为斥力，选项错误，正确当时分子间作用力为零，选项正确在由变到的过程中，分子力表现为斥力做正功，选项错误。

答案长春高二检测氢气和氧气的质量温度都相同，在不计分子势能的情况下，下列说法正确的是氧气的内能较大氢气的内能较大两者的内能相等氢气分子的平均速率较大解析氢气与氧气的温度相同，分子的平均动能相同，由于氧分子质量比氢分子质量大，所以氢分子的平均速率更大。

又因为两种气体的总质量相等，氢分子质量比氧分子质量小，所以氢分子数大于氧分子数，氢气的分子动能总和大于氧气的分子动能总和，由于不计分子势能，所以氢气的内能更大。

答案甲乙两名同学对的水和的冰进行了如下争论甲说“冰和水的温度相同，所以分子平均动能相等。

质量相同时，冰的体积大，因此冰的分子势能大，所以说冰的内能大于水的内能。

”乙说“的水变成的冰需要向外界放出热量，在质量相同的情况下，水的内能大于冰的内能。

”请你判断下甲乙两名同学谁的说法是正确的。

解析乙同学的说法正确。

甲同学认为冰的体积大，分子势能大，这是错误的冰的体积大的主要原因在于宏观的冰晶粒间空隙大。

分子势能大小与体积有关，但体积大，分子势能不定大。

的冰变成的水需吸热，故水内能大，它们相同的是分子平均动能，不同的是分子势能，显然水的分子势能大。

答案乙同学的说法正确。

内能情境导入课程目标年月日时分，嫦娥三号探测器由长征三号乙运载火箭从西昌卫星发射中心发射，首次实现月球软着陆和月面巡视勘察，并取得了圆满成功。

这喜讯激励了国人，震撼了世界。

如果我们只研究火箭发射离地的过程，那么在火箭加速上升的过程中，火箭的速度逐渐增大，高度也逐渐升高。

有的同学说，由于火箭速度增大，所以组成火箭的每个分子动能也在增大火箭升高具有较大的势能，因此分子也具有较大的势能。

这种说法对吗知道分子热运动的动能跟温度有关，知道温度是分子热运动平均动能的标志。

渗透统计的方法。

知道什么是分子势能，知道改变分子间的距离分子力要做功，因而分子势能发生变化知道分子势能跟物体的体积有关。

知道什么是内能，知道物体的内能跟温度和体积有关，能够区别内能与机械能。

二三分子动能定义做热运动的分子所具有的动能叫分子动能。

分子的平均动能定义物体内所有分子的动能的平均值叫作分子的平均动能。

决定因素温度是物体分子热运动平均动能的标志。

思考温度高的物体中每个分子的动能都大吗提示不是。

温度高的物体中分子的平均动能定大，但其中组成物体的各个分子动能却有大有小。

二三二分子势能定义由于分子间存在着分子力，因此分子组成的系统也存在着由分子间的相互位置决定的势能，这种势能叫分子势能。

决定因素微观上分子势能的大小由分子间相互位置决定。

宏观上分子势能的大小与物体的体积有关。

变化规律当分子间距离时，分子间的作用力表现为引力，分子间距离增大时，分子力做负功，因此分子势能随分子间距离的增大而增大。

当分子间距离时，分子间的作用力表现为斥力，分子间距离减小时，分子力做负功，因此分子势能随分子间距离的减小而增大。

当分子间距离时，分子力为零，分子势能最小。

二三思考当物体的体积增大时，分子势能定增大吗提示不定。

例如定质量的的水凝固成的冰后体积增大，但水的分子势能大于冰的分子势能。

二三三内能定义物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和，叫作物体的内能。

特点组成任何物体的分子都在做无规则的热运动，所以任何物体都具有内能。

决定因素微观因素物体内能的大小由组成物体的分子个数分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定。

宏观因素物体内能大小由物体所含物质的多少即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。

探究探究二探究三探究分子动能问题导引在热现象的研究中，为什么研究单个分子的动能没有意义，而是要研究所有分子动能的平均值提示物体内分子是大量的，各个分子的速度大小不同，方向不。

因此，每个分子的动能大小不同，并且还在不断地改变。

由于热现象是大量分子热运动的结果，因此研究单个分子运动的动能没有意义，而是要研究大量分子运动的平均动能。

温度与分子平均动能的关系是怎样的同温度下，不同物质如空气水铁块木头等分子的平均动能都相同吗提示分子的平均动能是所有分子动能的平均值。

温度是分子平均动能大小的标志，在相同的温度下，各种物质分子的平均动能都相同。

探究探究二探究三物体内分子