热能 热量 内能 温度,热量,内能之间有什么关系?

www.zhiqu.org     时间: 2024-05-28
热量,热能,内能的比较

内能和热量是热力学中两个既有联系,又易混淆的重要概念,在中学物理中还提到热能的概念,这三个概念到底有何本质区别和联系,本文拟就内能和热量,内能和热能两方面加以比较。

一、内能和热量的比较

内能,是物质系统的内部状态所决定的能量,以u表示,内能是态函数,由系统平衡态的态参量单值地确定。从微观上说,内能包括系统内分子热运动的各种动能(平动动能、转动动能、振动动能)、分子间的相互作用能、分子内原子间的振动势能、原子内的能量、原子核内的能量等,此外,当有电磁场与系统相互作用时,还应包括相应的电磁形式能量。由于在热力学过程中有些能量并不发生变化,如原子内的能量、原子核内的能量,因此当系统的状态发生变化时,在内能的增量△u中仅包括热运动动能及分子间相互作用能的变化,所以在热力学中内能一般仅指分子热运动的动能及分子的相互作用能。系统的内能是温室及体工巧匠积的函数,即u=u(t,v),并和系统的总质量成正比。

在热现象的宏观理论中,内能是从绝热功引入的。我们先说明一下绝热过程的定义,即一个过程,其中物理状态的改变,如果完全由于机械的或电的直接作用的结果而没有受到其他影响,就叫做绝热过程。焦耳的大量实验无可辨级地指出:当系统的状态从确定的平衡态ⅰ改变到平衡态ⅱ时,在各种不同的绝热过程中,实验所测得的绝热功的数值aa都是相同的,即这功与具体的绝热过程的途径无关,仅由状态ⅰ和状态ⅱ确定,可见任何系统都存在一个状态函数,把它称为系统的内能,以u表示,上述实验事实可表示为:

△u=u2-u1=aa

上面的定义式只能由绝热功aa确定两状态的内能增量,而不能确定某一状态的内能值,要确定某一状态的内能值还应该有一个相加常数,这个常数可以是某一个被选作标准状态的内能值u0,在实际过程中,这个常数总是被消去,有用的只是两状态内能的增量,因此u0的具体数值是不重要的。

热量,物体间或物体各部分之间由于存在温度差而传递的能量。历史上当热质说占统治地位时,人们曾错误地认为“热”是一种物质称为热质,热量即热质的量,并定义了热量的单位“卡”。热力学第一定律建立后,揭示了热量是热接触中由于温度差而传递的能量,热量与传递的过程有关,它不是热力学系统状态的函数,而仅仅在系统状态发生变化时才有意义,因此不能说物体处在某个状态时含有多少热量。喀喇氏在1909年提出,由热力学第一定律来定义热量,这样可使热量的定义完全摆脱热质说的影响。首先,在绝热过程中系统内能的增量等于外界对系统所作的功u2-u1=a,进一步,如果系统不绝热,则系统内能的增量不等于外界所作的功,二者之差定义为热量

q=u2-u1-a

热量和功相当,都是被传递着的能量,其区别在于作功同系统在广义力作用下产生广义位移相联系,即同系 统各部分的宏观运动相联系,而传热是分子间或分子与 电磁场相互作用的结果,是和物质的微观运动相联系的。

热量的数值可通过热容量(或比热)及温度的变化计算得出,对于一微小的变化过程dq=cdt,或dq=cmdt,dq是被传递的热量,c为某过程的热容,dt为系统热力学温室的变化,m为物体的质量,c为物

在温度范围不太大时可看作常数,则

q=c(t2-t1)

通过以上讨论知道,内能和热量是互相区别的独立的两个物理量,但它们又是互相联系、密切相关的。内能、热量和功的转换,由热力学第一定律来描述。在一般过程中,系统与外界有热量交换。根据热力学第一定律,系统从平衡态ⅰ变化到平衡态ⅱ,内能的增量△u等于在这个过程中系统所吸收的热量q和外界对系统所作的功a的和,即△u=u2-u1=q+a(若为无限小过程,则为du=dq+da),a可以是任一种形式的功,如机械功、电磁功等,上式表明:热运动的能量可以与其他形式的能量相互转换,在转换中其总量是守恒的。正因为热量是被传递的能量,所以国际单位制规定,内能、热量和功的单位相同,都是焦耳(j).并建议一般不使用“卡”。

二、内能和热能的比较

热能,热运动能量,即内能。在没有给出内能定义的情况下,常常把热运动的能量称为热能。

也有人主张,热能是分子热运动的动能,是内能的一部分。

为了避免混乱,在高中教学中应尽量不用热能这个名词。

总而言之,内能是热力学系统所含能量的多少,热量是被传递的能量,热能则是内能不甚确切的通俗说法;内能、热能跟系统的某一热力学状态相对应,而热量则与系统的某一热力学过程相联系。

加油哦

关于温度、热量和内能,说法正确的是?



热量和内能和热能有什么区别~

1、影响因素不同
热能的大小可从热量上反映,随温度的变化而单调变化;在一般情况下,内能与温度却没有确定的关系。
2、覆盖范围不同
从分子运动论观点看,热能的本质是物体内部所有分子动能(包括分子的平动能和转动能)之和,而内能除包括物体内部所有分子的动能之外,还包括分子间势能的总和,以及组成分子的原子内部的能量、原子核内部的能量、物体内部空间的电磁辐射能等。
因此,内能通常是指物体内部分子无规则运动的动能与分子间势能的总和。可见,热能只是内能中的一部分。
3、产生原因不同
内能的产生来自于电子。原子组成分子,原子和分子组成物质,因此,任何运动物体内的每一个电子和夸克都产生各自的磁场和感应电场,这些磁场和感应电场的总合就是运动物体的内能。
而热能的产生来自于人体的消耗。人的每天劳务活动、体育运动、上课学习和从事其他一切活动,以及人体维持正常体温、各种生理活动都要消耗能量。就像蒸汽机需要烧煤、内燃机需要用汽油、电动机需要用电一样。

4、性质不同
内能的产生与电子、磁场有关,因此偏向于微观概念,热能与体温、身体消耗、热量有关,因此偏向于宏观的概念。
参考资料来源:百度百科-内能
参考资料来源:百度百科-热能


#廉荆蒋# 热能与内能有什么分别 - 作业帮
(19533016508):[答案] 三楼回答大致正确,不过不够准确,补充一下.内能通常有两种理解.一种理解是狭义的,就是热能,即物体内部大量分子无规则运动的动能和势能总和.热能这个词常用于工程领域,在科学领域一般称之为内能(狭义内能),或热力学...

#廉荆蒋# 温度,热量,内能的区别. - 作业帮
(19533016508):[答案] 温度是表示物体冷热程度的物理量,微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度. 热量,指的是由于温差的存在而导致的能量转化过程中所转移的能量 内能是物体内部一切微观粒子的一切运动形式所具有的能量总和.

#廉荆蒋# 物理中,什么叫“内能”,与“热能”有什么关系? -
(19533016508): 它们其实是一样的,只不过热能是比较粗浅的说法,内能是较比精准的说法

#廉荆蒋# 热量就是内能对吗?这句话对吗? - 作业帮
(19533016508):[答案] 热量与内能之间的关系就好比是做功与机械能之间的关系一样.若两区域之间尚未达至热平衡,那么热便在它们中间温度高的地方向温度低的另一方传递.任何物质都有一定数量的内能,这和组成物质的原子、分子的无序运动有关....

#廉荆蒋# 热能与内能的联系 -
(19533016508): 在通常情况下,热能只是内能的一部分,在理想气体这一特殊情况下,热能等于内能.

#廉荆蒋# 内能和热量的区别 -
(19533016508): 内能包括分子热运动能量、分子间的相互作用势能,分子和原子内部运动的能量,以及电场能和磁场能等.热能的本质是物体内部所有分子无规则运动的动能之和 内能包含热能.

#廉荆蒋# 关于温度 热量和内能的说法 -
(19533016508): 温度升高,一定吸收了热量. 错,温度升高可能是外界对其做功,或者是摩擦等其他原因造成. 温度升高,内能一定升高. 错,内能=分子动能+分子势能.温度升高=分子动能增加.但是如果分子势能减小(宏观表现为体积变化)的话,内能可能减小的. 内能增加,温度一定升高. 错,同理,内能=分子动能+分子势能,可以是只增加分子势能,不增加分子动能,那么温度就不会增加. 给你以下等式以供参考: 热量 + 做功 = 内能 = 分子动能(温度) + 分子势能(体积) 其中,每个物理量都是独立的.当然,做功可能跟体积有点关系,但是不是绝对关系. 其他的物理量都是独立的.

#廉荆蒋# 内能和热量的单位为什么相同 -
(19533016508): 因为内能和热量,实际上都是属于能量,因此单位相同. (内能是由于物体分子热运动所具有的能量. 热量是物体在某一过程中吸收或者放出的能量.) 这就好比,平时,我们说男人、女人、小孩儿的数量时,都是用“个”这个单位来形容的.

#廉荆蒋# 热量与内能的关系与区别 -
(19533016508): 热量(heat)指的是由于温差的存在而导致的能量转化过程中所转化的能量.而该转化过程称为热交换或热传递.热量的公制为焦耳. 物体内所有分子作无规则运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能(internal energy).内能的单位是焦.一切物体都具有内能. 由以上定义可知,热量与温度差有关,而内能与分子热运动和分子势能有关. 另外,有两个或多个物体发生热传递时热量的概念才有意义;温度是表示物体冷热程度的物理量;任何物体无论它运动与否、温度高或低,因其均由不停地运动的分子或原子构成,所以都具有内能.

#廉荆蒋# 把热能,内能,热量的具体的概念说下
(19533016508): 内能:物体内所有分子的动能和势能的总和叫物体的内能. 热量:热量是热传递过程中物体内能的改变量.是能量传递的微观形式.热量与物体内能的多少、温度高低无关. 可不是复制的,是在我物理参考书找到的.