在我的記憶中，我學(xué)生時(shí)代并沒有學(xué)過內(nèi)力的概念。 我只知道熱、功、熱功當(dāng)量等熱學(xué)概念。 后來，人們發(fā)現(xiàn)功和熱本質(zhì)上是同一回事。 內(nèi)能的概念是基于焦耳等人大量精確的熱功當(dāng)量實(shí)驗(yàn)而提出的。 內(nèi)能概念的確立，標(biāo)志著熱力學(xué)第一定律（即能量轉(zhuǎn)換與守恒定律）的真正確立。 因此，內(nèi)能的概念應(yīng)該是現(xiàn)代物理學(xué)才有的物理概念。 許多智能系統(tǒng)無(wú)法識(shí)別它。 許多人不知道什么是內(nèi)能，更喜歡稱之為熱能。 本文就給大家科普一下。 內(nèi)能到底是什么？
本質(zhì)上，物體的內(nèi)能應(yīng)該是物體內(nèi)部所有微觀粒子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能、勢(shì)能、化學(xué)能和原子核能的總和。 一般情況下，由于物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)、原子結(jié)構(gòu)和核結(jié)構(gòu)都比較穩(wěn)定，不會(huì)輕易發(fā)生變化，因此這些能量的變化可以忽略不計(jì)，除非發(fā)生電子躍遷或化學(xué)反應(yīng)。
內(nèi)能的分類分為狹義內(nèi)能和廣義內(nèi)能。
狹義的內(nèi)能。 它是不涉及電子躍遷、化學(xué)反應(yīng)、核反應(yīng)能的分子動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和，是物理學(xué)中的內(nèi)能概念。
如果涉及電子躍遷、化學(xué)反應(yīng)和核反應(yīng)能，則一般稱為熱力學(xué)能，以前稱為熱能。 可見內(nèi)能與什么有關(guān)，熱能和內(nèi)能是有區(qū)別的。
內(nèi)能最廣泛的定義是熱力學(xué)能和電子能的總和。 最廣義的內(nèi)能當(dāng)然是物體或系統(tǒng)內(nèi)所有微觀粒子一切形式運(yùn)動(dòng)的能量總和，包括熱力學(xué)能、電子能和原子核內(nèi)能的總和。 。
分子動(dòng)能。 包括分子的平動(dòng)能、旋轉(zhuǎn)能和振動(dòng)能。 物體是由分子組成的，分子不斷地進(jìn)行無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，因此分子具有動(dòng)能。 由于運(yùn)動(dòng)永遠(yuǎn)不會(huì)停止，因此內(nèi)能永遠(yuǎn)不會(huì)為零。 由于運(yùn)動(dòng)是不規(guī)則、混亂的，所以存在旋轉(zhuǎn)或振動(dòng)。 速度可大可小，無(wú)法準(zhǔn)確描述其運(yùn)動(dòng)的快慢。 因此只能用平均速度或平均動(dòng)能來描述。 溫度是分子不規(guī)則運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的具體表現(xiàn)。 溫度越高，平均動(dòng)能越大，分子運(yùn)動(dòng)越劇烈。
分子勢(shì)能。 吸引力和排斥力源自分子間相互作用。 分子間力也稱為范德華力（廣義分子間力還包括氫鍵力等特殊分子間力）。 一般來說，當(dāng)分子距離較遠(yuǎn)時(shí)，分子間作用力主要是引力。 隨著距離減小，重力增大。 但當(dāng)距離減小到一定程度時(shí)，排斥力開始出現(xiàn)，引力變小，分子間力也變小。 主要表現(xiàn)是排斥。 巨大的斥力使分子的動(dòng)能幾乎為零，全部轉(zhuǎn)化為分子勢(shì)能。 失去動(dòng)能的分子在強(qiáng)斥力的作用下轉(zhuǎn)化為分子動(dòng)能。 這就是分子的碰撞過程。
判斷分子勢(shì)能一般取決于物質(zhì)的狀態(tài)。 當(dāng)物質(zhì)改變狀態(tài)時(shí)，分子勢(shì)能會(huì)發(fā)生突然的變化。 例如，冰的融化是一個(gè)吸熱過程。 0°C 的冰在 0°C 時(shí)融化成水。 溫度不變，分子的動(dòng)能不變。 因此，吸收的熱量被用來增加分子的勢(shì)能。
由于分子是由原子核和電子組成，因此內(nèi)能主要取決于電子的能量和原子核內(nèi)部的能量。 原子核內(nèi)部的能量不容易表達(dá)。 因此，分子內(nèi)部的能量主要是電子的能量，包括電子的能量。 動(dòng)能、電子和原子核的引力勢(shì)能、電子與電子之間的排斥勢(shì)能，當(dāng)然還有原子核之間的排斥勢(shì)能。 其中，維持分子或原子穩(wěn)定性的電子和原子核的引力勢(shì)能占主導(dǎo)地位。
影響內(nèi)能的因素。 內(nèi)能的大小與物體的溫度（影響分子的動(dòng)能）、物體的質(zhì)量（影響分子的數(shù)量）、構(gòu)成物體的物質(zhì)種類以及存在性有關(guān)物體的狀態(tài)（影響體積、影響分子間力、影響分子勢(shì)能）。 請(qǐng)注意，單個(gè)分子沒有內(nèi)能，而物體在任何情況下都具有內(nèi)能。
當(dāng)我們比較物體的內(nèi)能時(shí)，必須同時(shí)考慮以上因素。 不能說溫度高的物體內(nèi)能就大，也不能說內(nèi)能大的物體溫度就高，也不能說質(zhì)量大的物體就大。內(nèi)能。
人類關(guān)心的是物體內(nèi)能的變化有多大，而沒有人知道物體的內(nèi)能有多少。 如何改變物體的內(nèi)能？ 對(duì)于特定的物體，當(dāng)物體的溫度發(fā)生變化時(shí)，分子不規(guī)則運(yùn)動(dòng)的速度發(fā)生變化或體積發(fā)生變化，因而物體的內(nèi)能發(fā)生變化。 顯然，只有傳熱和做功才能改變物體的內(nèi)能。 傳熱有三種形式，即熱傳導(dǎo)、氣體和液體的熱對(duì)流、熱輻射。 傳熱的條件是物體之間必須存在溫差。 做功和傳熱在改變內(nèi)能的作用上是等效的。 功是能量形式的變化，傳熱是物體之間內(nèi)能的傳遞。
對(duì)于由定量物質(zhì)組成的系統(tǒng)，在其他因素不變的情況下，通過做功和傳熱與外界進(jìn)行能量交換內(nèi)能與什么有關(guān)，引起系統(tǒng)內(nèi)能的變化，由關(guān)系式ΔU=W+Q確定，其中ΔU是內(nèi)能的變化，W是外界與系統(tǒng)之間所做的功，Q是系統(tǒng)與外界之間交換的熱量。 這是熱力學(xué)第一定律。