热学问题中的常用思维方法

概要：关于温度的概念，下列说法中正确的是（） A．温度是分子平均动能的标志，物体温度高，则物体的分子平均动能大 B．物体温度高，则物体每一个分子的动能都大 C．某物体内能增大时，其温度一定升高 D．甲物体温度比乙物体温度高，则甲物体的分子平均速率比乙物体的大 解析：物质分子由于不停地运动而具有的能叫分子动能。分子的运动是杂乱的，同一物体内各个分子的速度大小和方向是不同的。从大量分子的总体来看，速率很大和速率很小的分子数比较少，具有中等速率的分子数比较多。在研究热现象时，有意义的不是一个分子的动能，而是大量分子的平均动能。从分子动理论观点来看，温度是物体分子热运动平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能就越大；反之亦然。注意同一温度下，不同物质分子的平均动能都相同，但由于不同物质的分子质量不尽相同，所以分子运动的平均速率不尽相同，显然正确答案为A。 四、类比分析法 学习“分子势能”时，类比“重力势能”；学习“分子力做功与分子势能改变”的关系时，类比“重力做功与重力势能改变的关系”

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　关于温度的概念，下列说法中正确的是（　　）   　　A．温度是分子平均动能的标志，物体温度高，则物体的分子平均动能大   　　B．物体温度高，则物体每一个分子的动能都大   　　C．某物体内能增大时，其温度一定升高   　　D．甲物体温度比乙物体温度高，则甲物体的分子平均速率比乙物体的大   　　解析：物质分子由于不停地运动而具有的能叫分子动能。分子的运动是杂乱的，同一物体内各个分子的速度大小和方向是不同的。从大量分子的总体来看，速率很大和速率很小的分子数比较少，具有中等速率的分子数比较多。在研究热现象时，有意义的不是一个分子的动能，而是大量分子的平均动能。从分子动理论观点来看，温度是物体分子热运动平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能就越大；反之亦然。注意同一温度下，不同物质分子的平均动能都相同，但由于不同物质的分子质量不尽相同，所以分子运动的平均速率不尽相同，显然正确答案为A。   　　四、类比分析法   　　学习“分子势能”时，类比“重力势能”；学习“分子力做功与分子势能改变”的关系时，类比“重力做功与重力势能改变的关系”等。但是，要注意有相似的地方，也有本质的区别，如假定甲分子固定，乙分子以一定的初速度正对甲分子运动，当接近到不能再接近时，从宏观的角度考虑，乙分子的速度为零，但从微观的角度考虑，只是定向运动的速度为零，其实乙分子的速度不为零，因为分子无规则的热运动是永不停息的。   　　例4　分子甲和乙相距较远时，它们之间的分子力可忽略。现在分子甲固定不动，将分子乙由较远处逐渐向甲靠近直到不能再靠近，在这一过程中（    ）   　　A．分子力总是对乙做正功   　　B．分子乙总是克服分子力做功   　　C．先是分子力对乙做正功，然后是分子乙克服分子力做功   　　D．分子力先对乙做正功，再对乙做负功，最后又对乙做正功   　　解析：与重力、弹力相似，分子力做功与路径无关，可以引进分子势能的概念。分子间所具有的势能由它们的相对位置所决定。分子力做正功时分子势能减小，分子力做负功时分子势能增加。通常选取无穷远处（分子间距离r>10r₀处）分子势能为零。当两分子逐渐移近时（r>r₀），分子力做正功，分子势能减小；当分子距离r=r₀时，分子势能最小（且为负值）；当两分子再靠近时（r<r₀），分子力做负功，分子势能增大．显然正确答案为C。   　　五、图象记忆法   　　分子间相互作用力的特点、分子势能随分子间距变化的规律都可以借助于图象记忆，非常形象直观，若能把两个图象画在同一个坐标系中进行比较，效果会更好。但要注意分子力的正负与分子势能的正负的意义不同。   　　例5　如图1，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F＞0为斥力，F＜0为引力，a、b、c、d为x轴上四个特定的位置，现把乙分子从a处由静止释放，则（    ）     　　A．乙分子从a到b做加速运动，由b到c做减速运动   　　B．乙分子从a到c做加速运动，到达c时速度最大   　　C．乙分子由a到b的过程中，两分子间的分子势能一直减少   　　D．乙分子由b到d的过程中，两分子间势能一直增大     　　解析：由图1、2可知F=0处的c点是r=r₀的平衡位置，当r>r₀时表现为引力，当r<r₀时表现为斥力。所以分子乙从a到b再到c，分子力做正功，动能增加，分子势能减少，从c到d分子力做负功，动能减少，势能增加，所以A、D错，B、C正确。

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