分子势能随分子间距离变化的关系曲线如图乙所示,纵轴表示分子势能Ep;图象横轴上方的势能一定大于横轴下方的势能,即分子势能有正负,但正负反映其大小,正值一定大于负值;横轴表示分子间距离r,其中r0为分子间的平衡距离,此时分子势能最小。
3.曲线的比较
图甲中分子间距离r=r0时,对应的是分子力为零,而在图乙中分子间距离r=r0处,对应的是分子势能最小,但不为零。若取r>10r0处,分子力为零,则该处分子势能为零。
[例3] 如图3所示,用F表示两分子间的作用力,Ep表示分子间的分子势能,在两个分子之间的距离由10r0变为r0的过程中( )
图3
A.F不断增大,Ep不断减小
B.F先增大后减小,Ep不断减小
C.F不断增大,Ep先增大后减小
D.F、Ep都是先增大后减小
解析 当r=r0时,分子间的引力与斥力大小相等,分子力F=0;在两个分子之间的距离由10r0变为r0的过程中,由图看出,分子力F先增大后减小,此过程分子力表现为引力,分子力做正功,分子势能Ep减小,所以选项B正确。
答案 B
四、物体的内能与分子热运动
1.分子热运动
分子热运动是永不停息无规则的,温度越高运动越剧烈,大量分子的运动符合统计规律,例如温度升高,分子的平均动能增加,单个分子的运动没有规律也没有实际意义。
2.物体的内能与分子动能、分子势能的比较