物体的内能与三个因素有关: 1、物体的温度; 2.物体的体积和形状; 3.物体的质量(物体所含分子的数量)。原则上,物体的内能应包括其所有微观粒子的动能、势能、化学能、电离能和核能之和。然而,在一般的热力学状态变化过程中;物质的分子结构、原子结构、核结构不发生变化。因此不能考虑这些能量变化。
物体的内能与哪些因素有关
1、质量:由于组成物质的分子处于不断运动状态,因此分子具有动能;因为组成物质的分子之间存在相互作用的引力和斥力,所以分子之间也存在相应的引力和斥力。势能。在物理学中,我们把物体中所有分子的动能和势能的总和称为物体的内能。
2、温度:扩散现象表明组成物质的分子在运动,分子具有动能;温度越高,扩散速度越快,表明分子运动越剧烈,分子的平均动能越大。可见,温度越高,分子的平均动能越大,物体的内能也越大。
3、体积:分子之间存在势能,对应于分子的吸引力和排斥力。当分子距离减小时,分子吸引力对应的势能减小,分子斥力对应的势能增大,使得分子总势能在分子吸引力与分子斥力合力的位置处具有最小值。无论分子距离如何,分子排斥力为零。无论增加还是减少,总分子势能都会增加。可见,固体和液体的分子势能随体积变化。
对于气体来说,由于分子间的距离很大,分子间的作用力很弱甚至可以忽略不计。因此,我们一般认为气体分子之间不存在相互作用,并进一步认为气体的分子势能与气体的体积无关。
4、状态:同一物体的分子间作用力在不同的相状态下是不同的。例如:在理想气体中,由于气体分子间的距离比较大,分子间的相互作用很小,可以忽略不计;那么,我们可以认为气体分子之间不存在分子势能。但当其处于液态或固态时,分子间作用力不能忽略,应考虑分子势能。
物体的内能可以为零吗
通常认为内能是一个相对值,因为它包含多个势能项。势能的零势面可以任意选择。无穷远处的势能通常为零,但其他表面可以指定为零势能表面。这样理解的内能当然是一个相对值,完全可以通过选择零势面使总内能为零。
但事实上,静止物体的能量(即内能)是客观存在的,不应该有任何值。也就是说,零电势面的选择并不是真正任意的。随意选择只是为了解决问题的方便。一般问题中,通常只涉及内能的变化,而往往不需要关心内能的绝对大小。事实上,无论零势面选择在哪里,只要这个准则不变,内能的变化就不会改变。
物体的内能增加温度一定升高吗
当物体内的能量增加时,温度不一定会增加。内能的大小与物体的质量、体积、温度以及构成物体的材料种类有关。例如,当晶体熔化或液体沸腾时,温度保持不变,但热量被吸收,内能增加。
狭义内能:在一般物理问题(不涉及电子激发电离、化学反应和核反应)中,只有分子动能和势能会发生变化。这时,我们只关心这两部分,而这两部分的总和被定义为内能。这是狭义内能的简化定义。当谈到电子的激发电离、化学反应和核反应时,为了不引起误解,狭义的内能应严格称为热力学能(以前称为热能,热能的概念至今仍被广泛使用)一些工程领域)。
广义内能:在不涉及核反应的物理或化学过程中,原子核内部的能量不会发生变化。在这种情况下,内能可以定义为热力学能和电子能的总和。
从最广泛的意义上讲,内能是物体或系统内所有微观粒子的各种运动形式所拥有的能量总和。即热力学能、电子能和原子核内能的总和。