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内能是状态量还是过程量

内能是状态量还是过程量

2023-12-08 18:14 864浏览

内能是初中物理所接触到的一个知识点,他到底是一个状态量还是过程量需要从他的概念中得到。因此,接下来的文章为大家整理了一些相关的知识点,供大家参考和学习。

内能是状态量还是过程量

内能是能量的一种形式,物体的内能是一个状态量

它是物体内部所有分子无规则运动的分子平均动能与分子平均势能的总和,分子平均动能与温度有关。温度越高,热运动越剧烈,分子平均动能越大。分子平均势能与物体的体积有关,分子间距离改变时,分子平均势能也随之改变(类似于弹簧)宏观上物体体积改变(分子间距离改变),则物体的分子平均势能通常改变。物体的内能与物体所呈现的状态(固态、液态、气态)有关,因为同一物体在不同相态下分子间的作用力是不一样的。比如:理想气体,由于气体分子间的距离相对太大,分子间的作用很小,以至可以忽略;则气体分子间,我们可以认为没有分子势能。但是,当它在液态或固态时,分子间的作用力不能忽略,应该考虑分子势能。所以物体的内能的大小与物体温度、(分子个数)质量、状态、体积有关。气态物体的内能,与物体的温度、物质量有关;固态、液态物体的内能与物体的温度、体积、物质的质量有关。

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。

内能的概念总结

1、内能:物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和,叫做物体的内能。

2、物体在任何情况下都有内能:因为任何情况下物体内部都分子永不停息地运动着,分子之间都存在着相互作用,所以内能就会无条件地存在着。

3、内能是一个状态量。比如一杯开水,此状态下具有的内能大小,就是这杯水内所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和。

4、影响物体内能大小的因素: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。④状态:在物体的温度、材料质量相同时,物体存在的状态不同时,物体的内能也可能不同。

5、改变内能的两种方式

内能的改变

(1)内能改变的外部表现:

物体温度升高(降低),则物体内能增大(减小)。

物体存在状态改变(熔化、汽化、升华),则内能改变。

反过来,不能说内能改变必然导致温度变化。(因为内能的变化有多种因素决定)

(2)改变内能的方法:做功和热传递。

A、做功改变物体的内能:

①做功可以改变内能:

a.对物体做功物体内能会增加。

比如,钻木取火:使木头相互摩擦,人对木头做功,使它的内能增加,温度升高,达到木头的燃点而燃烧。

打气筒打气:压缩气体做功,内能增加,筒壁的温度升高。

b.物体对外做功物体内能会减少。

比如,水烧开把壶盖顶起,燃放烟花爆竹。

②做功改变内能的实质是内能和其他形式的能的相互转化。

③如果仅通过做功改变内能,可以用做功多少度量内能的改变大小。

B、热传递可以改变物体的内能。

①热传递是热量从高温物体向低温物体或从同一物体的高温部分向低温部分传递的现象。

②热传递的唯一条件是有温度差,热传递方式是:传导、对流和辐射。热传递过程中传递的是内能(热量),而不是温度。

③热传递过程中,物体吸热,温度升高,内能增加;放热温度降低,内能减少。

C、做功和热传递改变内能的区别:由于它们改变内能上产生的效果相同,所以说做功和热传递改变物体内能上是等效的。但做功和热传递改变内能的实质不同,前者能的形式发生了变化,后者能的形式不变。

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