内能与什么有关?改变内能的两种方式是什么?
来源:华讯网     时间:2022-09-01 15:14:00

内能与什么有关

内能与温度、体积、质量、状态有关。

1、质量

由于组成物质的分子处于永不停息的运动之中,因此分子具有动能;由于组成物质的分子之间存在相互作用的引力和斥力,因此分子之间存在着与引力和斥力相对应的势能。在物理学中,我们将物体内所有分子的动能和势能的总和叫做物体的内能。

2、温度

扩散现象表明,组成物质的分子是运动的,分子具有动能;温度越高,扩散越快,表明分子运动越剧烈,分子平均动能越大。可见,温度越高,分子平均动能越大,物体内能越大。

3、体积

分子间存在着与分子引力和斥力相对应的势能。当分子间距减小,对应于分子引力的势能减小而对应于分子斥力的势能增大,这样总的分子势能就在分子引力和分子斥力的合力为零的位置存在一个最小值,无论分子间距增大还是减小,总的分子势能都将增大。可见,固体和液体的分子势能随体积的变化而改变。

对于气体,由于分子间距较大,分子间的作用力很微弱甚至可以忽略,因此一般我们认为气体分子间没有相互作用,进而认为气体的分子势能与气体的体积无关。

4、状态

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。

改变内能的两种方式

做功和热传递是改变内能的两种方式。

1、改变内能一是物体对外做功,物体自身的内能会减少.如为药爆炸后产生的燃气将子弹推出后,燃气的内能会减少,将内能转化为机械能。二是外界对物体做功,物体自身的内能会增加,如压缩空气后,空气的温度会升高,将机械能转化为内能。

2、内能的定义是所有分子的分子动能加分子势能的总和。这里有几个物理量,物质的量,动能Ek,势能Ep。只要这里一个量改变内能就改变。内能如果增加了有两种可能,外界对物体做功和物体吸收热量,所以,内能增加,不一定是吸收了热量。反过来物体吸收了热量,内能一定增加。内能由分子动能和分子势能构成,温度从微观上反应物体内部大量分子无规则运动的剧烈程度,它与分子的动能有关,所以温度增加内能一定增大,但内能增大,温度不一定升高。

3、重力只能引起空气分子的统一加速,但是分子本身就是不断碰撞的,加速使分子获得的能量,经过碰撞在分子间传递,结果就是本来向下的加速度引起的速度增加,经过各个方向的碰撞,变成了各个方向的速度增加,变成了杂乱无章的运动,也就变成了内能。而碰撞,表现为宏观的力,就是压强。

内能的大小与质量有关吗?

当然有关系.广义地说,内能是由系统内部状况决定的能量.热力学系统由大量分子、原子组成,储存在系统内部的能量是全部微观粒子各种能量的总和,即微观粒子的动能、势能、化学能、电离能、核能等等的总和 .由于在系统经历的热力学过程中,物质的分子、原子、原子核的结构一般都不发生变化,即分子的内禀能量(原子间相互作用能、原子内的能量、核能)保持不变,可作为常量扣除.因此,系统的内能通常是指全部分子的动能以及分子间相互作用势能之和,前者包括分子平动、转动、振动的动能(以及分子内原子振动的势能),后者是所有可能的分子对之间相互作用势能的总和.内能是态函数.真实气体的内能是温度和体积的函数.理想气体的分子间无相互作用,其内能只是温度的函数.

通过作功、传热,系统与外界交换能量,内能改变,其间的关系由热力学第一定律给出.

内能和物质状态的关系

物体的内能包括分子动能和分子势能,分子由于运动而具有的能叫做分子动能,分子由于相互作用和间距而具有的能叫做分子势能,内能与物体的质量,体积,温度等因素有关;温度越高,分子动能越大;体积越大,分子势能越大。

物体由液态变成固态,会释放热量,所以液态的内能会高于固态。

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