
物理教案-分子动理论.docx
5页物理教案-分子动理论 物理教案-分子动理论 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需克服斥力做功,因此,分子势能随分子间距离的减小而增大这种情形与弹簧被压缩时弹性势能增大是相像的如图1中弹簧压缩,弹性势能Ep增大 假如分子间距离大于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需克服引力做功,因此,分子势能随分子间的距离增大而增大这种状况与弹簧被拉伸时弹性势能增大是相像的如图1中弹簧拉伸,Ep增大 从以上两种状况综合分析,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假如分子间距离是无限远时,取分子势能为零值,分子间距离从无限远渐渐削减至r0以前过程,分子间的作用力表现为引力,而且距离削减,分子引力做正功,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r0以后再减小,分子作用力表现为斥力,在分子间距离减小过程中,克服斥力做功,使分子势能增大其数值将从负值渐渐变大至零,甚至为正值分子势能随分子间距离r的变化状况可以在图2的图象中表现出来从图中看到分子间距离在r0处,分子势能最小。
既然分子势能的大小与分子间距离有关,那么在宏观上什么物理量能反映分子势能的大小变化状况呢?假如对于确定的物体,它的体积变化,直接反映了分子间的距离,也就反映了分子间的势能变化所以分子势能的大小变化可通过宏观量体积来反映 3.物体的内能 (1)物体中全部分子热运动的动能和分子势能的总和,叫做物体的内能一切物体都是由不停地做无规章热运动并且相互作用着的分子组成,因此任何物体都是有内能的 提问同学:宏观量中哪些物理量是分子热运动的平均动能和分子势能的标志? 依据同学的回答,引导到一个确定的物体,分子总数是固定的,那么这物体的内能大小是由宏观量——温度和体积打算的假如不是确定的物体,那么物体的内能大小是由质量、温度、体积和物态来打算 课堂争论题:下列各个实例中,比较物体的内能大小,并说明理由 ①一块铁由15℃上升到55℃,比较内能 ②质量是1kL,Q=mλ(后面的两个公式分别是物质熔解和汽化时热量的计算式)热量的单位是焦耳,过去的单位是卡 所以做功和热传递是转变物体内能的两种方式 (3)做功和热传递对转变物体的内能是等效的 一杯水可以用加热的方法(即热传递方式)传递给它肯定的热量,使它从某一温度上升到另一温度。
这过程中这杯水的内能有肯定量的变化也可以实行做功的方式,比如用搅拌器在水中不断搅拌,也可以使这杯水从相同的初温度上升到同一高温度,这样,水的内能会有相同的变化量两种方式不同,得到的结果是相同的除非事先知道,否则我们无法区分是哪种方式使这杯水的内能增加的 因此,做功和热传递对转变物体的内能是等效的 (4)虽然做功和热传递对转变物体的内能是等效的,但是这两种方式的物理过程有本质的区分做功使物体内能转变的过程是机械能转化为内能的过程而热传递的过程只是物体之间内能的转移,没有能量形式的转化 课上练习: 1.推断下面各结论是否正确? (1)温度高的物体,内能不肯定大 (2)同样质量的水在100℃时的内能比60℃时的内能大 (3)内能大的物体,温度肯定高 (4)内能相同的物体,温度肯定相同 (5)热传递过程肯定是从内能大的物体向内能小的物体传递热量 (6)温度高的物体,含有的热量多,或者说内能大的物体含有的热量多 (7)摩擦铁丝发热,说明功可以转化为热量 答案:(1)、(2)是对的 2.在标准大气压下,100℃的水汲取热量变成同温度的水蒸气的过程,下面的说法是否正确? (1)分子热运动的平均动能不变,因而物体的内能不变。
(2)分子的平均动能增加,因而物体的内能增加 (3)所汲取的热量等于物体内能的增加量 (4)分子的内能不变 答案:以上四个结论都不对 (三)课堂小结 (1)这节课上新建立了三个物理概念:分子热运动的平均动能、分子势能、内能要知道这三个概念的准确含义,更为重要的是能够区分温度、内能、热量,知道内能与机械能的区分和联系 (2)要把握三个物理规律:分子热运动的平均动能与温度的关系、分子间的相互作用力与分子间距离的关系、做功与热传递在使物体内能转变上的关系 (四)说明 这节课是概念性很强的课,又不是从物理试验或物理现象直接得出结论的课对于概念要知道引入的目的、准确含义、与其他概念的区分和联系所以课上要讲分子热运动平均动能、内能、热量等概念的意义,并且要通过实际例题,让同学通过推断、推理来加深对这些概念的熟悉 。












