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内能的三个决定因素

内能的三个决定因素

2023-09-05 10:32 965浏览

内能从微观的角度来看,是分子无规则运动能量总和的统计平均值。分子无规则运动的能量包括分子的动能、分子间相互作用势能以及分子内部运动的能量。物体的内能不包括这个物体整体运动时的动能和它在重力场中的势能。

内能的三个决定因素:

1、温度:在物体的质量,材料、状态相同时,温度越高物体内能越大。

2、质量:在物体的温度、材料、状态相同时,物体的质量越大,物体的内能越大。

3、材料:在温度、质量和状态相同时,物体的材料不同,物体的内能可能不同。

内能的分类:

1、狭义内能

在一般的物理问题中(不涉及电子的激发电离,化学反应和核反应),内能中仅分子动能和势能两部分会发生改变,此时我们只关心这两部分,而将这两部分之和定义为内能。这是一种简化的定义,即狭义内能。在涉及电子的激发电离,化学反应和核反应时,为不引起误解狭义内能应严格称为热力学能(以前称为热能,热能这一概念在一些工程领域内仍广泛使用)。

2、广义内能

在不涉及核反应的物理过程或化学过程中,原子核内部的能量不会改变,此时可以将内能定义为热力学能与电子能之和。

最广义的内能就是物体或系统内部一切微观粒子的一切运动形式所具有的能量总和。即热力学能、电子能与原子核内部能量之和。

内能的性质:

1、内能是物体、系统的一种固有属性,即一切物体或系统都具有内能,不依赖于外界是否存在、外界是否对系统有影响。内能是一种广延量(或容量性质),即其它因素不变时,内能的大小与物质的数量(物质的量或质量)成正比。

2、当系统发生某一变化,从原先的平衡态过渡到另一个新的平衡态时,内能的变化量仅取决于变化前后的系统状态,而与这个变化是如何发生的(例如变化的快慢)以及变化经历了怎样曲折的过程(例如是经历一个等温过程、等压过程还是一个任意过程)完全无关。内能的这一性质和功、热量有着本质的区别。

3、功和热量都是系统与外界之间交换的能量,或者说系统(从外界)吸收或放出(给外界)的能量。一旦系统对外界做了功或传了热,这部分能量就不再是系统的能量(即不再是系统内能的一部分),而是变成外界物体的能量(构成外界物体内能或动能的一部分)。

4、系统只存在或含有内能(内能的存在不依赖于外界),不存在热量或功(离开外界和系统的相互作用,谈不上热量和功)。仅当系统在外界(外力或温差)的作用下,系统内能中的一部分以功或热量这两种能量形式传给外界(或反之)。功和热量的大小,不仅取决于系统变化前后的状态,还取决于变化的每一细节过程。

内能变化的途径:

1、做功可以改变物体的内能。(如钻木取火)

当外力对物体做正功时,物体内能增大,反之亦反。

2、热传递可以改变物体的内能。(如放置冰块使物体降温)

热传递的三种形式:热传导,热对流(一般见于气体和液体)以及热辐射。热传递的条件是物体间必须有温度差。

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