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高中三年级物理

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    下列关于分子运动和热现象的说法正确的是
    [     ]

    A.气体如果失去了容器的约束就会散开,这是因为气体分子之间存在势能的缘故
    B.一定量100℃的水变成100℃的水蒸汽,其分子之间的势能增加
    C.对于一定量的气体,如果压强不变,体积增大,那么它一定从外界吸热
    D.如果气体分子总数不变,而气体温度升高,气体分子的平均动能增大,因此压强必然增大
    E.一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和
    F.如果气体温度升高,那么所有分子的速率都增加
    本题信息:2008年海南省高考真题物理不定项选择难度一般 来源:马凤霞
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本试题 “下列关于分子运动和热现象的说法正确的是[ ]A.气体如果失去了容器的约束就会散开,这是因为气体分子之间存在势能的缘故B.一定量100℃的水变成100℃的水蒸汽,...” 主要考查您对

分子势能

物体的内能

气体温度的微观意义

气体实验定律的微观解释

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  • 分子势能
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分子势能:

分子势能则是组成物质的分子间由于有相互作用力而具有由它们的相对位置决定的势能。分子势能的大小与分子间的距离有关,即与物体的体积有关。分子势能的变化与分子间的距离发生变化时分子力做正功还是做负功有关。
1、当分子间的距离r>r0时,分子间作用力表现为引力,随着分子间距离的增大,分子力做负功,所以分子势能随分子间距离的增大而增大;
2、当分子间的距离r<r0时,分子间作用力表现为斥力,随着分子间距离的减小,分子力做负功,所以分子势能随分子间距离的减小而增大;
3、当分子间的距离r=r0时,分子间作用力合力为零,此时分子势能最小;
4、若取无穷远处(即分子间距r≥10r0时,此时分子间作用力可忽略不计)分子势能为零,则分子势能Ep与分子间距r的关系图象如图所示。


分子力曲线与分子势能曲线的对比:


利用分子势能图像解题:

分子势能与分子间距离有关。当改变分子间距离时,分子力做功,分子势能也随之改变。当分子力做正功时,分子势能减小;当分子力做负功时,分子势能增大。结合分子势能图像,可以更清楚地理解。
(1)当r>r0时,分子间的作用力表现为引力,分子间的距离增大时,分子力做负功,因而分子势能随分子间距离的增大而增大。
(2)当r<r0时,分子间的作用力表现为斥力,分子间的距离增大时,分子力做正功,因而分子势能随分子间距离的增大而减小。
(3)当r≥10r0(数量级为10一9m)时,分子间的作用力可以忽略。如果选取此时的分子势能为零,那么分子势能与分子间距离的关系可用下图表示。注意,当r=r0时,分子势能最小。分子势能最小并不等同于分子势能为零。分子势能有正负,这里的正负号表示大小,不表示方向。


物体的内能:

1.定义:物体内所有分子的热运动动能与分子势能的总和,叫做物体的内能
2.备注: ①物体的内能跟物体的温度和体积有关,还跟物体所含的分子数有关
②物体做机械运动具有的机械能对物体的内能没有贡献
③一切物体都具有内能


内能与温度、体积的关系:

 (1)内能与温度高低的关系温度只是物体内分子热运动平均动能大小的标志,不是物体内能大小的标志。温度高的物体,内能不一定大:温度低的物体,内能不一定小。相同温度相同质量的同种物质也会因状态不同而内能不同。如0℃ 的冰和0℃的水,冰变为同温度的水要熔化吸热,而质量不变,分子数不变,温度不变,分子的平均动能不变,所以所有分子的总动能不变,而吸热内能要增大,所以应该是其分子势能增大了。
(2)内能与体积大小的关系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,称为分子势能。分子势能的决定因素:微观上,决定于分子间距离和分子排列情况:宏观上,决定于体积和状态。由于分子间距离变化了。在宏观上必然会引起物体的体积变化,因此我们说分子势能与物体的体积有关。但同样是物体的体积增大,有时表现为分子势能增大(如在r>r0范围内),有时表现为分子势能减小(如在r<r0范围内)。
一般我们只笼统地说物体的体积变化了,分子势能也变化了。


气体温度的微观意义:

温度是分子平均动能的标志。
气体实验定律的微观解释:

一定质量的理想气体:
1、等温变化:V减小时,分子密集程度增大,气体压强P增大。
2、等容变化:T增大时,分子平均动能增大,气体压强P增大。
3、等压变化:T增大时,分子平均动能增大了,只有V同时增大,使分子密集程度减小,才能保持压强不变。
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