是气体分子的势能大还是固体分子的势能大
来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/08/23 09:31:56
是气体分子的势能大还是固体分子的势能大
首先要在同一种物质下讨论这个问题,不同的物质比较就说不好了.
你可以想想一种物质的升华过程(比如加热使碘固体升华为碘蒸汽),固体变成气体,这过程中一直吸热,但温度并不升高.温度是衡量分子平均动能的标志,温度没升高说明分子总动能没有增加,那么它吸收的热量去了哪里呢?只能变成分子势能,所以固体加热升华为气体的过程中,分子势能增加,所以气体的分子势能比固体要大.
这种基本的物理过程和概念要掌握清楚,就能想出来.
再问: 但是你不觉得分子间距比较小,斥力就很大吗?而且气体分子之间的间距较大它们之间的作用力十分微弱,可以忽略
再答: 我上面的回答故意绕开了你说的这种思路,因为这种思路很容易弄错,一般分析能量的问题最好都从功能关系、能量守恒之类的角度去分析,而从力的角度出发去分析会麻烦一点。不过既然你问了我就说一下。 先说你的思路中存在的问题: ①物体势能多大,和它受的力有多大没有关系,并不是受力越大势能越大,受力越小势能越小。比如同一个物体,在1楼的时候重力势能比在3楼的时候小,但是它在1楼和在3楼受到的重力都等于mg,是一样的。所以,不能从气体分子间作用力小,推出势能小。 ②物体势能多大,和它受到的力是引力还是斥力没有关系。比如墙和小球用弹簧连起来,弹簧在自然长度的时候小球不受力,如果把小球往墙那边推,弹簧被压缩,小球受到斥力,但是能量储存到了弹簧中,弹性势能增加了;如果往外拉,弹簧被拉长,小球受到墙的“引力”,依然是弹性势能增加了。 ③退一步说,固体分子之间并不存在斥力,固体分子之间的位置相当于弹簧的平衡位置一样,这个距离分子恰好不受力,只有分子间距进一步缩小,比固体的分子间距还小的时候,才有斥力。 我怀疑你的想法是:斥力大的时候,分子稍微动一点位置就能获得很大势能,而几乎没有作用力的时候,分子动一点位置并不能获得多少势能,所以斥力大的时候势能大。这种比较存在逻辑上的问题,势能比较大小必须要有统一的参考零点,要么把斥力大的时候分子的平衡位置看成0点,要么把作用力小的时候平衡位置看成0点,不能把这两者都看成0点。 然后说说用力的思路如何正确分析。 分析势能还是要看过程,看把固体变成气体的过程中,分子是否克服力做功了,如果克服力做功了,那么势能一定是增加的。分子力类似于弹簧,固体那样基本上正好是平衡状态,如果间距再近一点斥力会急剧增加,如果远一点引力会增加,但是再远的话引力有减小了,最后到气体那样的距离,引力几乎为0。固体变到气体,就是外力拉着分子,让分子间距增加,克服分子间引力做功的过程,所以势能上升,和把物体抬高克服重力做功,物体的重力势能上升是一个道理。从这个角度说,依然是固体分子势能高于气体。
再问: 一开始你说气体分子势能高于固体,现在又说固体分子势能高于气体,到底怎样? 而且我有个问题不明白,为什么做功能改变物体的内能? 我是初三的,能尽量用已学的知识为我解答吗?
再答: 我最后笔误了,不好意思 但是你关键看我的分析过程啊,肯定是气体分子势能高于固体,只要你理解了过程,肯定能看出来这是笔误。另外你觉得我上面哪些知识超出了初三的范围?如果有一定要提醒我一下,我想办法说得更清楚一些。 做功改变物体内能这是很自然的事情啊,你可以理解为,“做功”这个词的定义就是发生能量转移,不光可以改变内能,基本上所有形式的能量都可以通过做功改变。比如压缩固体,就是外界对固体做功,通过压缩固体分子间距变小,分子势能升高,分子势能是内能的一部分,所以内能就升高了。
再问: 我真心彻底晕了,你说你最后笔误了,那你的意思是气体分子势能高于固体? 但是你又说“通过压缩固体分子间距变小,分子势能升高”,固体的分子间距不是高于气体?
再答: 你怎么理解的?压缩使得分子间距变小,本来分子间距就很小了,现在更小,怎么会比气体高呢?你还是非要认为分子间距越大势能越高,这完全是不对的啊,分子间距很小了势能可以很大,分子间距很大的时候势能也可以很大,只有正好处于中间的时候势能最小(也就是固体的时候),这个无法理解吗? 注意看我上面两种思路的分析过程,第一种是通过实验现象分析的,得出的结果是气体分子势能高于固体;第二是通过克服力做功,分析出的还是气体分子势能高于固体。没有说过气体分子势能高于固体是因为间距大,间距不是直接原因。
再问: 我个人认为分子间距为平衡状态时, 势能是最小的,小于平衡状态越小势能就越大,大于平衡状态越大势能就越大,不知这样理解是否有误
再问: 而你说的,把气体压缩,那分子的间距不就往平衡状态接近吗,那势能不是越小吗
再答: 你的理解没错啊。 我没有说过把气体压缩的话,我举的例子是压缩固体。如果真的把气体压缩到平衡状态附近,那势能必然是减小的,这种情况做功抵抗气体压强(压强完全是另一个概念,是气体分子碰撞容器壁产生的),会使得气体分子碰撞更加剧烈,动能急剧增大,总体内能=分子势能+分子动能会增加,这还是做功增加物体内能的例子。 你有什么进一步的问题可以去百度私信问我,这里追问多了会扣分。
再问: 我现在用手机应该不怕吧 原来是我看错了,对不起 那这样说来,就是气体分子的势能最大,固体分子最小咯?那固体分子应该是处于平衡状态吧? 还有你之前说的,物体有克服力做功的话势能不然增加,有点不明白? 而且我们老师还说过,物体内能不变,温度也一定不变,但是我觉得温度下降了,物体从液体转化为气体,那不就平衡了吗?
再答: 固体分子确实处于平衡状态,势能最低的。 第二个我不太清楚你们书上是怎么界定的,估计初中这个知识没有讲这么细致。老师有没有给你们讲过如何判断一个物体势能升高还是下降?势能的引入条件是先有一个保守力(做功和物体运动路径无关只和物体初末位置有关的力,比如重力就是这样,它做多少功只和物体高度变化有关,和物体的运动路径无关),如果把一个物体静止放在这个力的作用范围内,物体就会在力的作用下获得速度,也就是力对物体做功,这时候理解成:物体的动能是另一种能量转化过来的,也就是势能(或者叫位能,“位能”一词更能反映出本质,就是位置所决定的能量,这个力决定了空间某些位置是能量高的位置,某些位置能量低);如果物体逆着力的方向运动,力会对它造成减速作用(物体克服力做功),于是动能降低,按照前面的那种理解,可以看成动能转化为了那种由位置决定的势能,所以说克服力做功的时候势能增加,这基本上是从势能的原始定义得到的。这应该有些高中的知识,到高中还要详细学这个。 温度下降液体反而转化成气体这是不可能的,你想想温度下降就是分子运动更慢,就更容易被分子的引力所吸引聚拢,不可能还有力气往更远的地方跑变成气体。
再问: 那温度下降,质量变大咯
再答: 质量怎么会变呢?质量是物质的固有属性,每个分子的质量都是一样的,只要分子数目不变质量肯定不变的。
再问: 我还能问个问题吗
再问: 我还是不明白为什么做功可以改变物体的内能,例如摩擦生热,是怎么将机械能转化为内能的
再答: 摩擦力的产生机制是相当复杂的。但是你可以大致理解一下:比如外力推动木块在桌面上摩擦,木块和桌子表面都粗糙不是绝对光滑的,这样的话木块粗糙表面的那些分子会和桌子粗糙表面的那些分子产生碰撞以后振动,这样相当于增加了表面分子的运动速度,也就提高的温度,增加了内能。 很多现象粗略解释都可以从“内能=分子动能+分子势能”“温度=分子平均动能的标志”“宏观运动→微观分子如何动”这几个角度分析。
你可以想想一种物质的升华过程(比如加热使碘固体升华为碘蒸汽),固体变成气体,这过程中一直吸热,但温度并不升高.温度是衡量分子平均动能的标志,温度没升高说明分子总动能没有增加,那么它吸收的热量去了哪里呢?只能变成分子势能,所以固体加热升华为气体的过程中,分子势能增加,所以气体的分子势能比固体要大.
这种基本的物理过程和概念要掌握清楚,就能想出来.
再问: 但是你不觉得分子间距比较小,斥力就很大吗?而且气体分子之间的间距较大它们之间的作用力十分微弱,可以忽略
再答: 我上面的回答故意绕开了你说的这种思路,因为这种思路很容易弄错,一般分析能量的问题最好都从功能关系、能量守恒之类的角度去分析,而从力的角度出发去分析会麻烦一点。不过既然你问了我就说一下。 先说你的思路中存在的问题: ①物体势能多大,和它受的力有多大没有关系,并不是受力越大势能越大,受力越小势能越小。比如同一个物体,在1楼的时候重力势能比在3楼的时候小,但是它在1楼和在3楼受到的重力都等于mg,是一样的。所以,不能从气体分子间作用力小,推出势能小。 ②物体势能多大,和它受到的力是引力还是斥力没有关系。比如墙和小球用弹簧连起来,弹簧在自然长度的时候小球不受力,如果把小球往墙那边推,弹簧被压缩,小球受到斥力,但是能量储存到了弹簧中,弹性势能增加了;如果往外拉,弹簧被拉长,小球受到墙的“引力”,依然是弹性势能增加了。 ③退一步说,固体分子之间并不存在斥力,固体分子之间的位置相当于弹簧的平衡位置一样,这个距离分子恰好不受力,只有分子间距进一步缩小,比固体的分子间距还小的时候,才有斥力。 我怀疑你的想法是:斥力大的时候,分子稍微动一点位置就能获得很大势能,而几乎没有作用力的时候,分子动一点位置并不能获得多少势能,所以斥力大的时候势能大。这种比较存在逻辑上的问题,势能比较大小必须要有统一的参考零点,要么把斥力大的时候分子的平衡位置看成0点,要么把作用力小的时候平衡位置看成0点,不能把这两者都看成0点。 然后说说用力的思路如何正确分析。 分析势能还是要看过程,看把固体变成气体的过程中,分子是否克服力做功了,如果克服力做功了,那么势能一定是增加的。分子力类似于弹簧,固体那样基本上正好是平衡状态,如果间距再近一点斥力会急剧增加,如果远一点引力会增加,但是再远的话引力有减小了,最后到气体那样的距离,引力几乎为0。固体变到气体,就是外力拉着分子,让分子间距增加,克服分子间引力做功的过程,所以势能上升,和把物体抬高克服重力做功,物体的重力势能上升是一个道理。从这个角度说,依然是固体分子势能高于气体。
再问: 一开始你说气体分子势能高于固体,现在又说固体分子势能高于气体,到底怎样? 而且我有个问题不明白,为什么做功能改变物体的内能? 我是初三的,能尽量用已学的知识为我解答吗?
再答: 我最后笔误了,不好意思 但是你关键看我的分析过程啊,肯定是气体分子势能高于固体,只要你理解了过程,肯定能看出来这是笔误。另外你觉得我上面哪些知识超出了初三的范围?如果有一定要提醒我一下,我想办法说得更清楚一些。 做功改变物体内能这是很自然的事情啊,你可以理解为,“做功”这个词的定义就是发生能量转移,不光可以改变内能,基本上所有形式的能量都可以通过做功改变。比如压缩固体,就是外界对固体做功,通过压缩固体分子间距变小,分子势能升高,分子势能是内能的一部分,所以内能就升高了。
再问: 我真心彻底晕了,你说你最后笔误了,那你的意思是气体分子势能高于固体? 但是你又说“通过压缩固体分子间距变小,分子势能升高”,固体的分子间距不是高于气体?
再答: 你怎么理解的?压缩使得分子间距变小,本来分子间距就很小了,现在更小,怎么会比气体高呢?你还是非要认为分子间距越大势能越高,这完全是不对的啊,分子间距很小了势能可以很大,分子间距很大的时候势能也可以很大,只有正好处于中间的时候势能最小(也就是固体的时候),这个无法理解吗? 注意看我上面两种思路的分析过程,第一种是通过实验现象分析的,得出的结果是气体分子势能高于固体;第二是通过克服力做功,分析出的还是气体分子势能高于固体。没有说过气体分子势能高于固体是因为间距大,间距不是直接原因。
再问: 我个人认为分子间距为平衡状态时, 势能是最小的,小于平衡状态越小势能就越大,大于平衡状态越大势能就越大,不知这样理解是否有误
再问: 而你说的,把气体压缩,那分子的间距不就往平衡状态接近吗,那势能不是越小吗
再答: 你的理解没错啊。 我没有说过把气体压缩的话,我举的例子是压缩固体。如果真的把气体压缩到平衡状态附近,那势能必然是减小的,这种情况做功抵抗气体压强(压强完全是另一个概念,是气体分子碰撞容器壁产生的),会使得气体分子碰撞更加剧烈,动能急剧增大,总体内能=分子势能+分子动能会增加,这还是做功增加物体内能的例子。 你有什么进一步的问题可以去百度私信问我,这里追问多了会扣分。
再问: 我现在用手机应该不怕吧 原来是我看错了,对不起 那这样说来,就是气体分子的势能最大,固体分子最小咯?那固体分子应该是处于平衡状态吧? 还有你之前说的,物体有克服力做功的话势能不然增加,有点不明白? 而且我们老师还说过,物体内能不变,温度也一定不变,但是我觉得温度下降了,物体从液体转化为气体,那不就平衡了吗?
再答: 固体分子确实处于平衡状态,势能最低的。 第二个我不太清楚你们书上是怎么界定的,估计初中这个知识没有讲这么细致。老师有没有给你们讲过如何判断一个物体势能升高还是下降?势能的引入条件是先有一个保守力(做功和物体运动路径无关只和物体初末位置有关的力,比如重力就是这样,它做多少功只和物体高度变化有关,和物体的运动路径无关),如果把一个物体静止放在这个力的作用范围内,物体就会在力的作用下获得速度,也就是力对物体做功,这时候理解成:物体的动能是另一种能量转化过来的,也就是势能(或者叫位能,“位能”一词更能反映出本质,就是位置所决定的能量,这个力决定了空间某些位置是能量高的位置,某些位置能量低);如果物体逆着力的方向运动,力会对它造成减速作用(物体克服力做功),于是动能降低,按照前面的那种理解,可以看成动能转化为了那种由位置决定的势能,所以说克服力做功的时候势能增加,这基本上是从势能的原始定义得到的。这应该有些高中的知识,到高中还要详细学这个。 温度下降液体反而转化成气体这是不可能的,你想想温度下降就是分子运动更慢,就更容易被分子的引力所吸引聚拢,不可能还有力气往更远的地方跑变成气体。
再问: 那温度下降,质量变大咯
再答: 质量怎么会变呢?质量是物质的固有属性,每个分子的质量都是一样的,只要分子数目不变质量肯定不变的。
再问: 我还能问个问题吗
再问: 我还是不明白为什么做功可以改变物体的内能,例如摩擦生热,是怎么将机械能转化为内能的
再答: 摩擦力的产生机制是相当复杂的。但是你可以大致理解一下:比如外力推动木块在桌面上摩擦,木块和桌子表面都粗糙不是绝对光滑的,这样的话木块粗糙表面的那些分子会和桌子粗糙表面的那些分子产生碰撞以后振动,这样相当于增加了表面分子的运动速度,也就提高的温度,增加了内能。 很多现象粗略解释都可以从“内能=分子动能+分子势能”“温度=分子平均动能的标志”“宏观运动→微观分子如何动”这几个角度分析。
究竟是分子间的引力大时分子势能大还是斥力大时分子势能大?
固体,液体,气体的分子间距都比ro大?物体在固液气三者之间转化分子势能怎么变?
一定质量的气体,体积越大,分子势能改变?变大还是变小?
为什么分子之间的距离越大,势能越大?
同质量同温度的水的分子势能要比冰的分子势能大,这是为什么
固体液体气体哪种内能的势能大
分子间距离越近还是越远,分子势能大?
为什么气体分子间的势能很小?
固体和液体分子之间的空隙大,还是气体分子之间的空隙大
关于内能的几个问题为什么在熔化时,物体分子势能增大?增大的是固体的分子势能还是说相对于固体来说液体的分子势能增大?为什么
表现为引力时,分子间的间隔越大,分子势能越大;表现为斥力时,分子间的间隔越小,分子势能越大?是不?
气体分子的距离增大,分子势能增大吗?