温度·内能·热量

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  温度、内能和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”.从分子热运动的观点来看,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分子势能的总和.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,初中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,如气体液化、液体凝固时,虽然放出热量,其内能减小,但温度保持不变.同样,也可以这样表述:物体吸收热量时,温度不一定升高;物体放出热量时,温度也不一定降低.
  热量是指在热传递过程中,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,而不能说“具有”或“含有”多少热量.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唯一标志,物体的状态变化也是内能变化的标志(如晶体的熔化、凝固,液体的沸腾等).
  (2) 温度与热量
  温度反映的是分子无规则运动的剧烈程度.物体温度越高,说明分子运动越剧烈.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,内能减少;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”.所以,一般可认为热量与温度没有直接联系.
  (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,内能就减少多少;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,物体的内能会减少,对外做功多少,物体的内能会减少多少.
  (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分子势能的总和.机械能是指整个物体发生机械运动时具有的能量.一个物体总是具有内能,但不一定具有机械能.因为一切物质的分子都在不停地做无规则运动,总有分子动能,且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,如自由静止在水平地面上的石头,我们可以认为它的重力势能为零,且它的速度为零,所以我们认为它的机械能为零,但它总是具有内能的.
  
  责任编辑/姜明长
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