Question

分子势能随分子间距离r的变化情况可以在下图所示的图象中表现出来.就下图象回答：

（1）从图中看到分子间距离在r₀处，分子势能最小.试说明理由.

（2）图中分子势能为零的点选在什么位置？在这种情况下分子势能可以大于零，也可以小于零，也可以等于零，对吗？

（3）如果选两个分子相距r₀时分子势能为零，分子势能有什么特点？

Answer 1

（1）如果分子间距离约为10^-10 m数量级时，分子的作用力的合力为零，此距离为r₀.当分子距离小于r₀时，分子间的作用力表现为斥力，要减小分子间的距离必须克服斥力做功，因此，分子势能随分子间距离的减小而增大.如果分子间距离大于r₀时，分子间的相互作用表现为引力，要增大分子间的距离必须克服引力做功，因此，分子势能随分子间距离的增大而增大.

从以上两种情况综合分析，分子间距离以r₀为数值基准，r不论减小或增大，分子势能都增大.所以说，分子在平衡位置处是分子势能最低点.

（2）由图可知，分子势能为零的点选在了两个分子相距无穷远的位置.因为分子在平衡位置处是分子势能最低点，据图也可以看出：在这种情况下分子势能可以大于零，也可以小于零，也可以等于零是非常正确的.

（3）因为分子在平衡位置处是分子势能的最低点，最低点的分子势能都为零，显然，选两个分子相距r₀时分子势能为零，分子势能将大于等于零.