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(每日一题)分子势能分子的作用力

更新时间:2023-06-16 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

【问题】靠近地面的物体所受的引力为G,因为引力功具有与路径无关的性质,所以存在引力势能。 重力势能是由月球与天体的相对位置决定的。 分子间的斥力做功是否也有这个特点呢?ZGE物理好资源网(原物理ok网)

1、分子动能ZGE物理好资源网(原物理ok网)

分子在不断地随机运动,所以,和所有运动的物体一样,热运动的分子也有动能,即分子动能。 物体热运动的速度不同,因此每个分子的动能也不同,而且是不断变化的。 在热现象的研究中,我们关心的是构成系统的大量分子的整体力学性能。 因此,这里重要的不是体系中某个分子的动能,而是所有分子动能的平均值。 这个平均值称为分子热运动的平均动能。ZGE物理好资源网(原物理ok网)

当室温下降时,分子热运动加剧,温度越高,分子热运动的平均动能越大。 温度越低,分子热运动的平均动能越小。 因此可以推断,当物体温度下降时,分子热运动的平均动能减小。 这样,分子动力学理论使我们能够理解体温的微观意义。ZGE物理好资源网(原物理ok网)

分子热运动的平均动能与空气温度成反比。ZGE物理好资源网(原物理ok网)

2.分子势能ZGE物理好资源网(原物理ok网)

分子势能是分子间相互排斥而形成的能量。ZGE物理好资源网(原物理ok网)

分子间存在相互斥力,可以证明分子间斥力所做的功与路径无关,分子组成的体系具有分子势能。ZGE物理好资源网(原物理ok网)

如图所示,假设两个分子相距无限远,【两个分子之间的无限远是指它们之间几乎没有相互作用时的距离。 】我们可以规定它们的分子势能为0。让一个分子A不动,另一个分子B从无穷远处逐渐接近A。 在这个过程中分子热运动的动能,分子间的排斥力(图A)确实起作用,分子势能的大小发生变化。ZGE物理好资源网(原物理ok网)

当分子B靠近分子A,且分子宽度距离r小于r₀时,分子间的排斥作用为引力,作用力的方向与分子的位移方向相同。 分子间的斥力做正功,分子势能减小。ZGE物理好资源网(原物理ok网)

平均平动动能是一个分子还是1m_分子热运动的动能_分子总平动动能ZGE物理好资源网(原物理ok网)

分子间斥力和分子势能ZGE物理好资源网(原物理ok网)

当分子宽度从r减小到r₀时,分子间的斥力为0,分子势能最小。ZGE物理好资源网(原物理ok网)

越过平衡位置r₀后,分子B继续靠近分子A,分子间的斥力作为作用力,力的方向与分子的位移方向相反,分子间的斥力做负功,分子势能降低。ZGE物理好资源网(原物理ok网)

可见,分子势能的大小是由分子间的相对位置决定的。ZGE物理好资源网(原物理ok网)

从上面的分析可以看出,如果当分子宽度距离r无限远时,分子势能Ep为0,则分子势能Ep随着分子宽度距离r的变化而变化,如图B所示。 分子势当分子宽度从r变化时,能量Ep有一个最小值,即当r=r₀时,分子势能最小。ZGE物理好资源网(原物理ok网)

当物体的体积发生变化时,分子的宽度和距离会发生变化,因此分子势能会发生剧烈变化。 可见,分子势能与物体的体积有关。ZGE物理好资源网(原物理ok网)

以下是一些常见的推论。ZGE物理好资源网(原物理ok网)

1、分子距离是平衡距离处的最小分子势能;ZGE物理好资源网(原物理ok网)

2、当分子距离小于平衡距离和大于平衡距离时,分子势能会减小;ZGE物理好资源网(原物理ok网)

3、当分子距离大于平衡距离时,作用力小于引力,分子势能表示为作用力,在零距离处最大值;ZGE物理好资源网(原物理ok网)

4、当分子距离小于平衡距离时,引力小于作用力,分子势能表示为引力,在无穷远处为0;ZGE物理好资源网(原物理ok网)

5、分子间距离在无穷远处为零,重力引起的势能最大;ZGE物理好资源网(原物理ok网)

6、引力和作用力在分子无限远处最大,作用力引起的势能最大;ZGE物理好资源网(原物理ok网)

7、分子热运动引起的分子间势能取决于物体的体积;ZGE物理好资源网(原物理ok网)

平均平动动能是一个分子还是1m_分子总平动动能_分子热运动的动能ZGE物理好资源网(原物理ok网)

8、分子势能是由分子间的斥力引起的,所以分子势能与分子间相互斥力的大小和相对位置有关;ZGE物理好资源网(原物理ok网)

9、内能受固体和液体势能影响较大,而二氧化碳受势能影响较小;ZGE物理好资源网(原物理ok网)

10.物质状态和体积是分子势能的主要热阻。ZGE物理好资源网(原物理ok网)

据悉,值得注意的是,理想的二氧化碳不考虑分子势能。 在理想二氧化碳的假设中给出,除了碰撞时间外,分子间的排斥力被忽略,但分子碰撞时间极短。ZGE物理好资源网(原物理ok网)

通常可以忽略二氧化碳分子的势能。 因为二氧化碳在正常情况下的宽度约为10 -9 米,分子宽度小于平衡位置宽度r₀的10倍。ZGE物理好资源网(原物理ok网)

3.物体的内能ZGE物理好资源网(原物理ok网)

物体内所有分子的热动能和分子势能之和称为物体的内能( )。 任何物体都具有内能。ZGE物理好资源网(原物理ok网)

分子热运动的平均动能与温度有关,分子的势能与物体的体积有关。 一般来说,当物体的温度和体积发生变化时,其内能会迅速发生变化。ZGE物理好资源网(原物理ok网)

思考和讨论ZGE物理好资源网(原物理ok网)

当物体下落时分子热运动的动能,物体内的分子在做不规则的热运动的同时,也参与了垂直向上的下落运动。 又如篮球在地上滚动,球内的二氧化碳分子在做着不规则的热运动的同时,也参与了水平地面上的运动。 当篮球静止在地上时(图),ZGE物理好资源网(原物理ok网)

它里面的二氧化碳分子还有能量吗?ZGE物理好资源网(原物理ok网)

需要强调的是,构成物体的分子在做着不规则的热运动,具有热运动的动能,是内能的一部分; 同时,物体也可能作为一个整体运动,所以它会产生动能,动能是机械能的一部分。 一部分。 前者是由物体的机械运动决定的,对物体的内能没有贡献。ZGE物理好资源网(原物理ok网)

☞分子运动不是机械运动。 机械运动肯定会形成摩擦,但分子运动不会形成摩擦; 机械运动是宏观的,整个物体的运动可以直接或间接检测出药量仪的速率等指标。 通常肉眼可见。 热运动是微观分子运动。ZGE物理好资源网(原物理ok网)

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