有关“内能”问题的讨论

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1、有关“内能”问题的讨论董之庚《分子动理论内能》这一章相近概念多，又涉及物质的微观领域，许多同学学习起来感到困难，现就几个易模糊的问题加以讨论，以帮助同学们进一步理解“内能”的有关知识。由分子动理论的初步知识可知：物质是由分子组成的；一切物体的分子都在永不停息地做无规则运动；分子之间有相互作用的引力和斥力。因此，分子由于做无规则的运动而具有动能，又由于存在着相互作用力而具有势能。物体的内能指的是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。几个关键词是“所有分子”、“分子动能”、“分子势能”、“总

2、和”，可用关系式表示为：物体的内能＝物体内所有分子的分子动能＋分子势能。从内能的定义可知，影响物体内能大小的因素有三条：1.温度在宏观上是指物体的冷热程度，温度越高，分子无规则运动的速度越大。温度的高低会影响分子运动速度的快慢，从而使分子动能发生变化，所以物体的内能跟温度有关。2.物体内部还存在着与分子间距离有关的分子势能，因物体状态变化而引起分子间距离的变化，从而使分子势能发生改变。例如：一块0℃的冰熔化成0℃的水，虽然温度没有升高，但由于分子间距离的变化，使其内能也增加，所以，物体内能跟状态也有关

3、。3.温度相同的物体所具有的内能不一定相等，因为物体的内能还跟分子的个数有关。由于物体的内能并不是指单个分子或部分分子所具有的能，而是物体内部所有分子所具有的能，因此，物体的内能与质量有关。例如：同样温度的一桶水比一杯水所含分子个数多，虽然其它情况相同，但一桶水的内能远远大于一杯水所具有的内能。教材上“温度越高，物体内能越大”这句话并不确切，确切地讲应是：“质量相同、状态也相同时，温度越高，物体的内能越大”。因此，不能说“温度相同的物体内能一定相同”，也不能说“温度高的物体内能一定大”。但我们初中只比

4、较同一物体的内能，所以，教材上的这种说法也可以认为是正确的。从能量守恒定律看，任何能量的改变都只是由两种形式来完成，一是能量的转化，二是能量的转移。做功可将机械能与内能相互转化，而热传递是内能转移的过程。所以，做功和热传递都可以改变物体的内能，而且做功和热传递在改变物体的内能上是等效的，但也是有区别的。1.做功与内能对物体做功使物体的内能增加，一般是指对物体压缩、打击、扭折，令其发生形变，或进行摩擦。有些情况，虽对物体做了功，物体内能也不改变，例如：举高一物体，虽然对物体做了功，但全部转化为物体的重力

5、势能，而物体内能不变。2.热传递与内能从分子运动论的观点来看，热传递的实质是内能在物体之间的相互转移。热量表示的是热传递过程中内能的改变量，物体只要吸收热量，要么是分子动能增加，要么是分子势能增加，要么是其分子动能和分子势能同时增加，物体的内能一定会增加。1.一个物体内能的大小，与物体内部分子的热运动和相互作用情况有关；而机械能与物体的质量、速度、被举高的高度无关，它是宏观的。内能是不同于机械能的另一种形式的能量。2.一切物体都具有内能，因为一切物体的分子在任何情况下都永不停息地做无规则运动，分子间都

6、存在相互作用的引力和斥力，物体的内能不可能为零；物体的机械能与整个物体的机械运动情况有关，可能为零。3.内能与机械能之间可以通过做功来相互转化。