认识内能、温度、热量之间的关系.doc

正确认识内能、温度、热量之间的关系 在热学中，内能、温度、热量是本质不同的三个基本物理量，同学们往往弄不清它们之间的关系，在学 习过程中应注意把它们区别开来 内能：指物体内部所包含的总能量，它既包括分子无规则热运动的动能，分子之间的相互作用的势能， 还包括分子原子内的能量，原子核内的能量等在热学中，由于在热运动中后两项不发生变化所以我 们所说的内能一般指前两项由于分子的动能与温度有关，分子间的相互作用的势能与分子间的距离有 关，所以物体的内能跟温度、分子间的作用情况和分子的数目有关 温度：表示物体的冷热程度的物理量从分子动理论的观点来看，温度是分子平均动能 的标志温度越高，分子动能越大 热量：指热传递过程中内能的改变量它是一个过程量，是量度热传递中内能的变化量 1. 温度和内能的关系 温度从微观上反映物体内部大量分子无规则运动的剧烈程度，它与物体分子动能有关，物体分子热运动 越剧烈，它的温度就越高对于同一个物体来说，温度升高，分子无规则运动加快，它的内能增加；反 之，温度降低，内能减小但是这里要注意两点：一是当物体的温度不变时，内能可能不变，但也可能 减小或增大，例如 0℃的水凝固成 0℃的冰（或 0℃的冰熔化成 0℃的水） ，虽温度不变，但分子运动剧烈 程度发生变化，故内能也发生变化。

二是物体的内能不仅与它的温度有关，还与分子数目、物质的种类 以及分子间的距离等有关，因此要注意温度高的物体内能不一定多 例 1 下列说法中不正确的是（（A） 、 （B） 、 （C） ） （A）温度为 0℃的物体没有内能 （B）温度高的物体内能一定多 （C）物体的内能增加，它的温度一定升高 （D）一个物体温度升高，内能一定增加 2. 热量与内能的关系 热量的实质是内能的转移过程例如两个物体之间发生热传递，高温物体放出了 50J 的热量，表示它的内 能减少了 50J；同样低温物体吸收了 50J 的热量，则内能增加了 50J，实际上就是 50J 的内能从高温物体 传给了低温物体 物体吸收热量，分子运动剧烈，内能增加，但内能的增加不仅可以通过吸热来实现，还可以通过对物体 做功来实现在不清楚内能变化的过程时，我们不能肯定究竟是通过哪种方式实现的 另外要注意的是热量是一个过程量，而内能是状态量，因此我们不能说物体含有热量 例 2 下列说法中正确的是（ A） （A）物体吸收热量，内能一定增加 （B）物体的温度升高，内能一定增加 （C）物体的内能增加，一定吸收了热量 （D）温度很低的物体没有内能 3. 温度与热量的关系 关于温度和热量的关系，可以从两个方面来理解：一方面，物体吸收或放出热量，但温度不一定改变。

例如晶体熔化和液体沸腾，物体吸热，但不升温；液体凝固成晶体和气体液化，物体放热，但不降温 另一方面，物体温度发生变化，不一定是由于吸热或放热因为做功和热传递在改变物体的内能上是等 效的 下面例举几题，供同学们参考： 例 3 下列说法中正确的是（ C D） （A）物体温度升高，它一定吸收了热量 （B）物体吸收了热量，温度一定升高 （C）物体吸收了热量，它的内能就会增加 （D）物体温度升高，它的内能一定增加 例 4 关于物体的温度、热量、内能的说法中，正确的是（B ）（A）物体的内能增大时，其温度就会升高 （B）物体的温度升高时，其内能就增大 （C）物体的温度升高时，物体的热量就增加 （D）物体的内能越大，物体的热量就越多 例 5 关于热量、温度、内能的关系，下列说法中正确的是（D ） （A）物体吸收了热量，它的温度一定升高，内能一定增加 （B）物体温度升高，它的内能一定增加，一定是吸收了热量 （C）物体内能增加了，它一定吸收了热量，温度一定升高 （D）物体吸收了热量，它的内能一定增加，温度可能升高温度、内能、热量的区别与联系温度、内能、热量是既有区别又有联系的物理量，很多同学常常理解不好，容易出错。

一、区别：温度表示物体的冷热程度，它是一个状态量，所以只能说“物体的温度是多少” 两个不同状态间可 以比较温度的高低温度是不能“传递”和“转移”的，其单位是“摄氏度” 从分子动理论的观点来看， 它跟物体内部分子的无规则运动情况有关，温度越高，分子无规则运动的平均速度就越大，分子运动就 越剧烈可以说，温度是分子无规则运动的剧烈程度的标志，它是大量分子无规则运动的集中体现，对 于个别分子毫无意义内能是能量的一种形式，它是物体内部所有分子无规则运动的动能与势能的总和内能和温度一样， 也是一个状态量，通常用“具有”等词来修饰内能大小与物体的质量、体积、温度及构成物体的物质种类都有关系现阶段主要掌握与温度的关 系一个物体温度升高时，它的内能增大，温度降低时，内能减小切记“温度不变时，它的内能一定 不变”是错误的如晶体熔化、液体沸腾时，温度保持不变，但要吸热，内能增加温度不变时，它的 内能也可能减小（想一想为什么？） 同样，物体放出热量时，温度也不一定降低热量是在热传递过程中，传递能量的多少它反映了热传递过程中，内能转移的数量，是内能转移 多少的量度，是一个过程量，要用“吸收”或“放出”来表述而不能用“具有”或“含有” 。

热量的单位 是“焦耳” 二、联系：（1）温度与内能因为温度越高，物体内的分子做无规则运动的速度越快，分子的平均动能越大，因此物体的内能越 多但要注意：温度不是内能变化的惟一标志物体的状态变化也是内能变化的标志（如晶体的熔化、 凝固，液体沸腾等） 2）温度与热量温度反映的是分子无规则运动的剧烈程度分子运动越剧烈，物体温度就越高热量是在热传递过 程中，内能转移的多少温度高的物体放出热量，内能减小，温度低的物体吸收热量，内能增加两物 体间不存在温度差时，物体具有温度，但没有热传递，也就谈不上“热量” 3）热量与内能热量反映了热传递过程中，内能转移的数量物体放出了多少热量，内能就减小多少；物体吸收了 多少热量，内能就增加多少要注意：内能增减并不只与吸收或放出热量有关，做功也可以改变物体内 能对物体做功，物体的内能会增加，对物体做了多少功，物体的内能会增加多少；物体对外做功，物 体的内能会减小，对外做功多少，物体的内能会减小多少4）内能与机械能内能是物体内部所有分子无规则运动的动能与势能的总和机械能是指整个物体发生机械运动时具 有的能量一个物体可以同时具有内能和机械能因为一切物质的分子都在不停的做无规则运动，总有 分子动能；分子间总是存在着引力和斥力，总有分子势能，所以一切物体在任何情况下都具有内能，即内能不可能为零。

机械能可以为零关于“温度•内能•热量”的分析关于“温度•内能•热量”的分析一. 温度 温度是指物体的冷热程度,能被人的触觉感知温度的高低决定于组成物体分子的平均动能分子热运动 越剧烈，平均动能越大，物体的温度越高热力学的观点认为：温度是分子平均动能的量度物体在任何时刻﹑任何状态都有温度，故温度是状态量宇宙中存在低温的极限，是绝对零度，即-273.15ºC,但未发现高温的极限温度值一般用 t 表示 二．内能 根据分子运动论的观点：物质由分子组成，分子在不停地做无规则运动，分子间存在相互作用的引力和 斥力物体中作热运动的分子具有分子动能；分子间的作用力与分子距离有关，故分子还具有分子势能 就象地球表面附近的物体受重力作用，具有重力势能一样物体里所有无规则运动分子的分子动能和分 子势能的总和叫物体的内能所以一切物体都有内能，任何时刻物体的内能都不可能为零，故内能也是 状态量内能用 E 表示 物体的内能大小与以下因素有关： （1）.温度 温度越高,分子平均动能大,物体内能大 （2）.物质的量 MOL 数大，分子数越多，物体内能大 （3）.种类 不同物质的分子不同，分子间的作用力不同，分子势能不同。

（4）.状态（体积） 0ºC 的冰吸热变成 0ºC 水，继续吸热才能变成 0ºC 的水蒸气可见，不同的状态，但质量和温度均相同的冰﹑水﹑水蒸气具有不同的内能状态不同，分子间的平均距离不同，分子势能不同，从而内能不同 内能和机械能是两种不同形式的能量内能和物体分子的运动有关，机械能和物体的机械运动有关内 能和机械能在一定条件下能相互转化 三．热量 热量是指在热传递的过程中,吸收或放出能量的多少.热量是物体内能的变化量,用 Q 表示. Q 吸=E-E0 Q 放=E0-E 故 Q=ΔE热量必然和吸热或放热过程相联系,必须经历时间﹑过程才能发生,所以是过程量决定物体吸收或放出热量的多少有三个因素:比热容﹑质量和温度变化.即:Q=cmΔt 四．内能的改变及规律 内能的改变有做功和热传递两种方式 做功是其它形式的能和内能的转化，热传递是内能的转移热力学第一定律描述了内能的改变 ΔE 和功Ｗ﹑热量Ｑ的定量关系即：ΔＥ＝Ｗ＋Ｑ 一般有： 温度变化，内能改变 物体吸收热量，温度不一定升高，内能也不一定增加外界对物体做功，内能不一定增加。