分子势能为什么存在

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2022-06-30 20:23 标签： 分子势能受什么影响

这句话在有前提的条件下是正确的，但是一概而论就错了。当分子距离小于r0时，物体的体积越大，势能越小。准确地说是在分子距离大于r0时，物体的体积越大，分子势能越大。请你及时采纳。有问题再另行及时提问。我会随时帮你解困释疑以上回答你满意么？

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当物体的质量一定时，分子间势能大小只与分子间的距离有关。所以，如果不改变物体的质量，只要改变物体的体积，就会改变分子势能。分子间的作用表现为引力时，分子势能随着分子间的距离增大而增大；当分子间的作用力为斥力效应时，分子势能随着分子间距离增大而减小。

分子势能与分子距离的关系

1.分子距离在平衡距离处分子势能最小

2.分子距离在大于平衡距离和小于平衡距离时其分子势能将增大

3.分子距离在小于平衡距离时，斥力大于引力，分子势能表现为斥力，最大值在零距离处.

4.分子距离在大于平衡距离时，引力大于斥力，分子势能表现为引力，最大值在无穷远处.

5.分子距离在无穷远处引力和斥力都为零，引力引起的势能最大.

6.分子距离在无穷近处引力和斥力最大，斥力引起的势能最大。

分子间力是分子势能的根本原因。分子间作用力分为斥力和引力。在平衡位置时相对平衡，小于平衡位置时表现为斥力,大于平衡位置时表现为引力·但无论何时，引力与斥力都是同时存在的。

分子之间存在引力和斥力，但分子间距大于平衡位置的间距r010倍以上的时候，他们之间的作用力就变得十分微弱，可以忽略不计，如：碎玻璃之间的距离对于分子来说是巨大的，所以他们之间可认为没有作用力。

分子势能就是由分子间作用力引起的，所以分子势能与分子间的相互作用力的大小和相对位置有关。

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分子势能概念：分子势能是分子间由于存在相互的作用力，从而具有的与其相对位置有关的一种势能。

微观领域，我们高中物理研究的分子势能仅仅局限在两个分子间势能问题上。分子势能与分子间距离关系，是高考物理的常考点。

分子势能是内能的重要组成部分。我们先来复习的定义：

内能是组成物体分子的无规则热运动动能和分子间相互作用势能的总和。

物体的内能，并不包括这个物体宏观机械运动时的动能、重力势能、弹性势能等。

分子势能是势能中的一种，与重力做功与重力势能变化关系类似，也满足分子力做功与分子势能变化的关系。

简单来说，就是分子力做正功，分子势能减小；反之增加。

下面，笔者来进一步从分子力做功，的角度分析分子势能的变化情况。请同学们借助下方图像理解。

（1）当分子间的距离小于r0时，随着分子间距离的减小，表现的是斥力，此过程分子力做负功，分子势能增大；

（2）当分子间的距离大于r0时，随着分子间距离的增大，表现的是引力，此过程分子力做负功，分子势能也增大；

（3）当分子间的距离等于r0时，分子的势能最小。这一条，请同学们借助上面两条来理解。

分子势能与分子间距离关系

对两个分子而言，其分子势能满足下图曲线（规定无穷远处势能为零势能面）：

上式中的r0是分子斥力与引力相等的那一点，或者说这一点两个分子之间斥力、引力的合力为零。

图像所描述的变化关系，与上述分子力做功与分子势能变化关系的分析是一致的。

注意：这张图与分子间距离与分子力关系图相似，却有很大的不同，同学们借助下图来对照理解。

同学们可以借助高中物理选修3-3教材中的弹簧模型来对比理解。

分子势能Ep大小取决于物体的体积和状态。要注意不能简单地理解分子势能与物体的体积存在正比或反比的关系。

理想气体的分子势能不需要考虑，即认为理想气体的分子势能为零。这篇文章中有详细的介绍。

为何理想气体不需要考虑分子势能呢？还是请同学们借助上面的分子势能与分子间距离图像来理解。我们认为10r0处的分子力、引力势能都非常小了，接近于零。

而理想气体的分子间距离，要大于10r0。因为我们对理想气体的研究，认为其内能大小就等于其所有分子的分子动能之和；与分子势能无关了。

从力学知识中我们知道，一个物体所处的位置越低，势能就越小。

生活常识又告诉我们，物体的重心越低，就越稳定。

因此，物体处于越稳定的状态，物体（实际上是物体与地球所构成的系统）所具有的势能就越小。分子之间的相互作用亦是如此。

处于固态物质的分子形成空间点阵，分子不能自由移动，只能在自己的平衡位置上振动，与液态的分子相比处于更加稳定的状态。

因此，物质处于固态时，分子之间相互作用的势能较小。

在熔化过程中，一般来说，分子由较稳定的状态变成较不稳定的状态，因此分子之间相互作用的势能增加。

高中物理选修3-3内容概要

（文/王尚；笔者系高中物理网力学组主编。）

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