【熱學(xué)物理 2】做分子勢能題就是在滾小球？
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【熱學(xué)物理 1】中我們探究了氣體偏宏觀的一面，這次看看組成他們的微觀粒子。組成物質(zhì)的分子之間存在分子勢能。根據(jù)課本，這是由它們之間引力和斥力所組成的分子力所產(chǎn)生，畢竟兩者都是保守力，即做功與路徑無關(guān)。（渦旋電場力不是保守力，詳見同文集專欄）
先看看保守力與勢能的關(guān)系。
這或許更好理解下力和勢能最低點有偏移：力函數(shù)是勢能導(dǎo)函數(shù)的負(fù)值，所以勢能到達(dá)最底點時，力恰為零。（復(fù)習(xí)導(dǎo)數(shù)doge）??時力是正值，勢能單減；??時力是負(fù)值，勢能單增。
那么我們常遇到要求根據(jù)勢能圖或力圖來判斷分子的運動狀態(tài)，這里或許可以提供一個不錯的思考角度。
類比是物理中十分有效的思想。在這里我們將研究對象分子看作一個小球，而它運動軌道就是勢能曲線，同時把它具有的能量當(dāng)做在軌道上可以到達(dá)的最高點。這樣就直觀很多，如下例子。
一個類似反應(yīng)活化能的勢能圖。如果要讓小球可以滾過最高點，那么根據(jù)能量守恒定律，初始小球的動能應(yīng)滿足? ，這樣小球才能到達(dá)軌道右側(cè)。這一過程中，小球很顯然先減速再加速。
上圖中，由于總能量不足，小球只會在紅線下做往返的做周期運動。對應(yīng)的分子宏觀現(xiàn)象就是：升溫，物質(zhì)發(fā)出聲音、光(紅外線)；平均距離增大(即熱脹冷縮)。如果能量再高點呢？
就像上圖，小球能量一旦高于最大勢能，就會墜入深淵，再也回不來了，相應(yīng)地釋放巨大勢能。這或許對于一些高能反應(yīng)的理解有啟發(fā)。
這種思想還可以看一些定量計算很復(fù)雜的東西，擺個圖，就不贅述了<_<
總的來說，做分子勢能題有幾個思想：
1.力是勢能的負(fù)導(dǎo)數(shù)
2.類比小球滾軌道
3.能量對于運動非常重要
……
Warning：要注意的是，“滾小球”只適合勢能圖，分子間作用力的圖不能用（除非通過力與勢能的關(guān)系轉(zhuǎn)化為勢能圖?。?/span>
