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巧析内能温度热量之间的关系

科普小知识2022-07-28 08:41:59
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内能、热量和温度是热量中三个重要的物理量。在学习了内能的知识后,大多数学生不能正确理解三个物理量的概念和关系。为了帮助学生理解和应用这三者,差异和联系总结如下。一和三的区别

1.内能是不规则运动物体中所有分子的动能和分子势能的总和。内能只能说是“是”,而不是“否”。只有当一个物体的内能发生变化并且与功或热传递相关时,它才具有定量的意义。

2.温度表示物体的冷热程度。从分子运动理论的角度来看,温度是分子热运动强度的标志。对于同一物体,温度只能说是它达到了“多少”或“多少”,而不能说是“是”、“否”或“包含”。

3.热量是物体在传热过程中吸收或释放的热量。其本质是内能的变化。热量与热传递密切相关,没有热传递就没有热量。关于热,只能说“多少”或“多少”,不能在热名词前加上“是”或“否”或“包含”。

二和三的关系

1.内能与温度的关系

物体内部能量的变化不一定会引起温度的变化。这是因为当物体的内能改变时,物体的状态也可能改变。当物体的状态改变时,物体的内能也随之改变,温度有时会改变,但有时不会改变。

如晶体的熔化和凝固以及液体的沸腾,内能发生变化,但温度保持不变。温度水平表示物体内部分子运动的速度。

因此,随着物体温度的升高,其内部分子不规则运动的速度增加,分子的动能增加,因此内部能量也增加。相反,随着温度的降低,物体的内能降低。因此,物体温度的变化肯定会引起内部能量的变化。

2.内能与热的关系

身体的内能会改变,但身体不一定会吸收或散发热量,因为有两种方法可以改变身体的内能:做功和传热。也就是说,物体的内能发生变化,这可能是由于物体吸收(或释放)热量或在物体上做功(或物体在外部做功)。

热量是物体在传热过程中内部能量变化的量度。当一个物体吸收热量时,它的内能增加,当它放出热量时,它的内能减少。因此,物体吸收热量或释放热量,这肯定会引起内部能量的变化。

3.热量和温度的关系

当一个物体吸收或放出热量时,温度不一定改变,因为当该物体吸收或放出热量时,如果该物体本身改变其状态(例如,冰的融化或水的凝固)。此时,尽管物体吸收(或放出)热量,温度保持不变。

当物体的温度变化时,物体没有必要吸收或释放热量。由于物体所做的功(或物体对外界所做的功),物体的内能变化和温度变化也是可能的。