(2)分子势能与分子间距离的关系。
提问:分子力与分子间距离有什么关系?
应答:当r=r0时,F=0,r<r0时,F为斥力,r>r0时,F为引力。
教师指出:由于分子间既有引力又有斥力,好象弹簧形变有伸长或压缩两种情况,因此分子势能与分子间距离也分两种情况。
①当r>r0时,F为引力,分子势能随着r的增大而增加。此种情况与弹簧被拉长弹性势能的增加很相似。
②当r 小结:分子势能随着分子间距离变化而变化,而组成物体的大量分子间距离若增大(减小)则宏观表现为物体体积增大(减小)。可见分子势能跟物体体积有关。 (3)物体的内能。 教师指出:物体里所有的分子动能和势能的总和叫做物体的内能。由此可知一切物体都具有内能。 ①物体的内能是由它的状态决定的(状态是指温度、体积、物态等)。 提问:对于质量相等、温度都是100℃的水和水蒸气来说它们的内能相同吗? 应答,质量相等意味着它们的分子数相同,温度相等意味着它们的平均动能相同,但由于水蒸气分子间平均距离比水分子间平均距离大得多,分子势能也大得多,因而质量相等的水蒸气的内能比水大。 ②物体的状态发生变化时,物体的内能也随着变化。 举例说明:当水沸腾时,水的温度保持不变,所供给的大量能用于把分子拉开,增大了分子势能,因而增大了物体的内能,当水汽凝结时,分子动能没有明显变化,但分子靠得更紧密了,分子势能便减小了,因此物体的内能减小了。 ③物体的内能是不同于机械能的另一种形式的能。 a.静止在地面上的物体以地球为参照物,物体的机械能等于0,但物体内部的分子仍然在不停地运动着和相互作用着,物体的内能永远不能为0。 b.物体在具有一定的内能时,也可以具有一定的机械能。如飞行的子弹。 C.不能把物体的机械能和物体的内能混淆。只要物体的温度、体积、物态不变,不论物体的机械能怎样变化其内能仍保持不变。反之,尽管物体的内能在变化,它的机械能可以保持不变。 课堂练习: 如图33-3为一分子势能随距离变化的图线,从图中分析可得到(B) A.r1处为分子的平衡位置; B.r2处为分子的平衡位置; C.r→∞处,分子间的势能为最小值,分子间无相互作用力; D.若r<r1,r越小,分子间势能越大,分子间仅有斥力存在. (4)学生讨论题: ①静止在光滑水平地面上的木箱具有什么能?若木箱沿光滑水平地面加速运动,木箱具有什么能?此时