內(nèi)能與溫度、體積、質(zhì)量、狀態(tài)有關(guān)。
1、質(zhì)量
由于組成物質(zhì)的分子處于永不停息的運(yùn)動(dòng)之中,因此分子具有動(dòng)能;由于組成物質(zhì)的分子之間存在相互作用的引力和斥力,因此分子之間存在著與引力和斥力相對(duì)應(yīng)的勢(shì)能。在物理學(xué)中,我們將物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能和勢(shì)能的總和叫做物體的內(nèi)能。
2、溫度
擴(kuò)散現(xiàn)象表明,組成物質(zhì)的分子是運(yùn)動(dòng)的,分子具有動(dòng)能;溫度越高,擴(kuò)散越快,表明分子運(yùn)動(dòng)越劇烈,分子平均動(dòng)能越大。可見,溫度越高,分子平均動(dòng)能越大,物體內(nèi)能越大。
3、體積
分子間存在著與分子引力和斥力相對(duì)應(yīng)的勢(shì)能。當(dāng)分子間距減小,對(duì)應(yīng)于分子引力的勢(shì)能減小而對(duì)應(yīng)于分子斥力的勢(shì)能增大,這樣總的分子勢(shì)能就在分子引力和分子斥力的合力為零的位置存在一個(gè)最小值,無論分子間距增大還是減小,總的分子勢(shì)能都將增大。可見,固體和液體的分子勢(shì)能隨體積的變化而改變。
對(duì)于氣體,由于分子間距較大,分子間的作用力很微弱甚至可以忽略,因此一般我們認(rèn)為氣體分子間沒有相互作用,進(jìn)而認(rèn)為氣體的分子勢(shì)能與氣體的體積無關(guān)。
4、狀態(tài)
同一物體在不同相態(tài)下分子間的作用力是不一樣的。比如:理想氣體,由于氣體分子間的距離相對(duì)太大,分子間的作用很小,以至可以忽略;則氣體分子間,我們可以認(rèn)為沒有分子勢(shì)能。但是,當(dāng)它在液態(tài)或固態(tài)時(shí),分子間的作用力不能忽略,應(yīng)該考慮分子勢(shì)能。
擴(kuò)展資料:
內(nèi)能(internal energy) 是組成物體分子的無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子間相互作用勢(shì)能的總和。物體的內(nèi)能不包括這個(gè)物體整體運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能和它在重力場中的勢(shì)能。
原則上講,物體的內(nèi)能應(yīng)該包括其中所有微觀粒子的動(dòng)能、勢(shì)能、化學(xué)能、電離能和原子核內(nèi)部的核能等能量的總和,但在一般熱力學(xué)狀態(tài)的變化過程中,物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)、原子結(jié)構(gòu)和核結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化,所以可不考慮這些能量的改變。但當(dāng)在熱力學(xué)研究中涉及化學(xué)反應(yīng)時(shí),需要把化學(xué)能包括到內(nèi)能中。
內(nèi)能常用符號(hào)U表示,內(nèi)能具有能量的量綱,國際單位是焦耳(J)[注:由于分子在不停的做不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)所以內(nèi)能不能為‘0’(這個(gè)運(yùn)動(dòng)叫做分子熱運(yùn)動(dòng))]
根據(jù)熱力學(xué)第一定律,內(nèi)能是一個(gè)狀態(tài)函數(shù)。同時(shí),內(nèi)能是一個(gè)廣延物理量,即是說兩個(gè)部分的總內(nèi)能等于它們各自的內(nèi)能之和。
