分子势能与分子间距离的关系

文/叶丹

关系:当分子间距离大于平衡距离时,分子力表现为引力,此时增大分子间距离,分子力作负功,分子势能增加;当分子间距离小于平衡距离时,分子力为斥力,此时减小距离,分子力还是做负功,分子势能增加。

分子势能与分子间距离的关系

分子势能关系

当分子间距离大于平衡距离时,分子力表现为引力,此时增大分子间距离,分子力作负功,分子势能增加;当分子间距离小于平衡距离时,分子力为斥力,此时减小距离,分子力还是做负功,分子势能增加;由此可见分子间距离等于平衡距离时分子势能最小,但不一定为零,因为分子势能是相对的。

以下是一些常见结论。

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,无穷远处为0。

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。

补充:分子热运动引起的的分子间势能取决于物体的体积。

此外值得注意的是:理想气体不考虑分子势能。因为理想气体假设中有给出:除碰撞时刻外,忽略分子间作用力,并且分子碰撞时间极短。

一般情况下的气体分子势能可以忽略。因为,一般情况下的气体之间距离约在10-9m,分子间距大于平衡位置的间距r0,10倍以上。

影响分子势能的因素

一、温度影响分子动能,对分子势能没有直接关系,最多是间接有那么一点关联吧。

二、势能大小是由分子间的相互作用力来决定。分子间相互作用力主要由分子种类、结构(极性)、分子间的相互距离、分子间的组合形式等因素来决定。

特别的,对于气体分子,其分子间间隔非常大,通常可以近似认为分子间的相互作用力为0,即势能几乎为0,所以气体内能一般是指分子动能的大小。在精确度较高不能忽略势能时,其分子间的距离对气体势能大小起到了决定性的作用,间距越大,势能越小。

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