内能

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内能名词解释： 内能是指由物质系统内部状态所决定的能量。从分子运动论的观点 看，热力学系统的内能，包括组成物质的所有分子热运动的动能、分子与 分子间相互作用的势能的总和，以及分子中原子、电子运动的能量和原子 核内的能量等等。当有电磁场和系统相互作用时，还应包括相应的电磁形 式的能。内能是热力学系统的态函数，完全由系统的初、终状态所决定的 物理量。当状态一定时，系统的内能也一定。当系统从一个状态转变到另 一个状态时，不论这种转变通过什么过程实现，只要系统的初、终状态不 变，在各种不同的绝热过程中，采用各不相同的做功形式，所测得功的数 值都相同，而与转变过程无关。对于均匀系统而言，若没有外力场的作用， 内能可以表示为温度T 和体积V 的函数，即 U=U （T ，V ） 当温度和体积分别增加dT 和dV 时，内能的增加量可如下表示 dU U T dT U V dV C dT C C T V P dV V T V P V P = = - - ( ) ( ) [( )( ) ] ¶ ¶ ¶ ¶ ¶ 　 式中C V和C P分别为系统的定容热容量和定压热容量。 对于理想气体系统而言，由于不存在分子间的相互作用，系统的内能 只是所有分子热运动动能的总和。而分子热运动动能只是温度的函数，所 以理想气体的内能也只是温度的函数，即 U=U （T ） 当温度增加dT 时，内能的增量可如下式表示： dU=C V dT 式中C V为理想气体系统的定容热容量。 物体内能的大小跟它的质量有关。质量越大，即分子数量越多，它的 内能就越大。还跟物体的温度和物体的聚集态（固态、液态和气态）以及 物体存在的状态（整块、碎块或粉末）有关。其原因是物体温度越高，分 子运动越快，分子动能越大；分子间距离越大，分子的势能就越大。对气 体来说，它的内能基本上只有分子的动能。因气体分子间的距离已经变得 很大，它们之间相互作用力实际上已不再发生作用、所以气体分子的势能 可以忽略。物体的内能跟整个物体的机械能含义不同，只要是物体的温度、 体积、形状、物态不变，尽管它的机械能在变，它的内能仍保持不变。 物体的温度升高，物体内能增加。因为分子无规则运动加快，分子的 动能增加；还因为一般物体受热体积膨胀，分子间距离增大，分子的势能 增加。相反，物体的温度降低时，物体的内能就减少。整块物体破成碎块 或粉末，分子的势能就要增加。物态变化也伴随物体内能的变化。在熔解、 蒸发，沸腾等过程中，物体的内能增加。相反，在凝固和液化等过程中， 物体的内能减少。改变物体内能的方式是做功和热传递两种方式。