內(nèi)能是與熱運動相關的能量。 在物理學中,我們把物體中所有分子進行不規(guī)則運動的動能和分子勢能之和稱為該物體的內(nèi)能( )。 內(nèi)能的單位是焦耳。 所有物體都具有內(nèi)能。
熱力學系統(tǒng)中熱運動的能量。 從廣義上講,內(nèi)能是由系統(tǒng)內(nèi)部條件決定的能量。 熱力學系統(tǒng)由大量的分子和原子組成。 系統(tǒng)內(nèi)部儲存的能量是所有微觀粒子的各種能量的總和,即微觀粒子的動能、勢能、化學能、電離能、核能等的總和。 由于物質(zhì)的分子、原子、原子核的結(jié)構(gòu)在系統(tǒng)所經(jīng)歷的熱力學過程中一般不發(fā)生變化,即分子的內(nèi)蘊能量(原子間相互作用能、原子內(nèi)能、核能)保持不變,因而可以用作常數(shù)扣除。 因此內(nèi)能是什么,系統(tǒng)的內(nèi)能通常是指所有分子的動能和分子間相互作用的勢能之和。 前者包括分子的平動、旋轉(zhuǎn)、振動的動能(以及分子內(nèi)原子振動的勢能),后者是所有可能分子的總和。 對之間相互作用的勢能之和。 內(nèi)能是狀態(tài)的函數(shù)。 真實氣體的內(nèi)能是溫度和體積的函數(shù)。 理想氣體的分子之間不存在相互作用,其內(nèi)能僅是溫度的函數(shù)。
通過做功和傳熱,系統(tǒng)與外界進行能量交換,內(nèi)部能量發(fā)生變化。 系統(tǒng)與外界的關系由熱力學第一定律給出。
理想氣體的內(nèi)能計算如下:
E=inRT/2
單原子氣體取3,雙原子氣體取5,三原子氣體取6
n-物質(zhì)的量
R-理想氣體常數(shù)
T——熱力學溫度
2.物體的內(nèi)能
1、(1)分子無規(guī)則運動,因此分子具有動能。
物體中大量分子的不規(guī)則運動與溫度有關,所以我們把這種運動稱為熱運動。
(2)分子之間存在相互作用力,因此分子具有勢能。
(3)內(nèi)能是物體內(nèi)部的能量,包括物體內(nèi)所有分子的動能和勢能。
3、內(nèi)能變化的兩種方式
2. (1)做功可以改變物體的內(nèi)能。 (如鉆木頭生火)
(2)熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能。 (例如放置冰塊來冷卻物體)
功和熱傳遞對改變內(nèi)能的影響是等效的。功將其他形式的能量(例如機械能)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能; 熱傳遞轉(zhuǎn)換
內(nèi)能在物體之間傳遞。
四、能量的形式
3.(1)能量在自然界中以多種形式存在,每種形式的能量都對應著一種運動形式。
各種形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化。
(2)能量守恒定律
能量既不能被創(chuàng)造也不能被消滅,它只能從一種形式的能量轉(zhuǎn)換為另一種形式的能量,或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體。
在轉(zhuǎn)換或轉(zhuǎn)讓過程中,其總金額保持不變。 這就是能量守恒定律。
5. 自然過程的方向性
大量事實表明,自然界一切實際的變化過程都是有方向性的。 某一方向的變化可以自發(fā)地發(fā)生,反方向的變化也可以自發(fā)地發(fā)生。
但這是受到限制的。這個時候內(nèi)能是什么,如果將改變的東西恢復到原來的狀態(tài),勢必會對外界產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的影響。 這就是發(fā)生的事情。
的不可逆轉(zhuǎn)性。