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关于内能基础知识(物理内能需要了解的知识点)

本文主要为您介绍关于内能基础知识,内容包括有关内能的知识,物理内能需要了解的知识点,九年级物理内能知识。内能(internal energy)是物体或若干物体构成的系统(简称系统)内部一切微观粒子的一切运动形式所具有的能量总和。内能常用符号

1.物理内能需要了解的知识点

内能(internal energy)是物体或若干物体构成的系统(简称系统)内部一切微观粒子的一切运动形式所具有的能量总和。

内能常用符号U表示,内能具有能量的量纲,国际单位是焦耳(J)。 目录 一.内能的性质 二.理想气体的内能 三.实际气体和其它任何均匀物质的内能 四.内能变化的两个途径 五.能的形式 六.参 考 资 料 1、分子动能 2、分子势能 3、全部分子 内能的改变 相关知识 一.内能的性质 二.理想气体的内能 三.实际气体和其它任何均匀物质的内能 四.内能变化的两个途径 五.能的形式 六.参 考 资 料 1、分子动能 2、分子势能 3、全部分子 内能的改变 相关知识展开编辑本段一.内能的性质 从微观上说,内能一般主要包括系统内所有分子的动能、分子间的相互作用势能、电子能和核内部粒子间的相互作用能等。

前两项又可总称为分子热运动能,就是我们通常所说的“内能”。后面两项在大多物理过程中不变,因此一般只需要考虑前两项。

但在涉及电子的激发、电离的物理过程中或发生化学反应时电子能将大幅变化,此时内能中必须考虑电子能的贡献。核内部粒子间的相互作用能仅在发生核反应时才会变化,因此绝大多数情形下,都不需要考虑这一部分的能量。

内能的绝对量(主要是其中的核内部能量部分)目前还不完全清楚,但不影响我们解决一般问题,对于内能我们常常关心的是其变化量。 抛开物体内部的结构细节,从宏观上说,内能是一种与系统在绝热条件下做功量相联系的,描述系统本身能量的状态函数。

在宏观定义中,内能是一个相对值。 对于一定量物质构成的系统,通过做功、热传递与外界交换能量,引起系统状态变化,而导致内能改变,其间的关系由热力学第一定律给出。

内能是物体、系统的一种固有属性,即一切物体或系统都具有内能,不依赖于外界是否存在、外界是否对系统有影响。 内能是一种广延量(或曰容量性质),即内能的大小与物质的数量(物质量或质量)成正比。

内能是系统的一种状态函数(简称态函数),即内能可以表达为系统的某些状态参量(例如压强、体积等)的某种特定的函数,函数的具体形式取决于具体的物质系统(具体地说,取决于物态方程)。当系统处于某一平衡态时,系统的一切状态参量将取得定值,内能作为这些状态参量的特定函数也将取得定值(尽管我们目前还不很清楚它的绝对数值是多少)。

当系统发生某一变化,从原先的平衡态过渡到另一个新的平衡态时,内能的变化量仅取决于变化前后的系统状态,而与这个变化是如何发生的(例如变化的快慢)以及变化经历了怎样曲折的过程(例如是经历一个等温过程、等压过程还是一个任意过程)完全无关。内能的这一性质和功、热量有着本质的区别。

内能的概念建立在焦耳等人大量精密的热功当量实验的基础之上。能量和内能概念的建立标志着能量转化与守恒定律(即热力学第一定律)的真正确立。

内能不同于机械能。机械能与整个物体的机械运动情况有关,内能与物体内部分子的热运动和分子间的相互作用情况有关。

同一个物体,在相同物态下,分子热运动越剧烈,内能越大。 、正如重力对一定质量物体做功的大小与物体下降的路径无关,仅与物体下降前后的垂直位置有关,焦耳的实验证明系统在绝热条件下的做功量与系统经历的具体过程无关,仅与系统做功前后的状态有关。

从前一现象人们提出了重力势能的概念,将过程量功表达为仅取决于高度的势能函数在不同高度的函数值之差。类似可以定义一个仅取决于系统状态的函数,将过程量绝热功表为该函数在不同状态的函数值之差。

这个被定义的函数,就称为内能。 【 延伸阅读】 1. 分子的动能: 包括分子的平动能、转动能和振动动能【注:分子的振动同时具有振动势能,一般将振动动能和振动势能统称为振动能。】

2. 分子间的相互作用势能: 该种势能来源于分子间的引力和斥力。分子间力又称范德华力,广义的分子间力还包括氢键力等分子间特殊作用力。

分子间力本质上都是静电力,其大小、正负(即表现为引力还是斥力)由分子的偶极矩和分子间的距离所决定。由于电子的运动是随机的,因此分子的偶极矩的大小和方向也是随机的,从而分子间引力和斥力同时存在并不断变化。

【注:化学键力本质上也是静电力,但存在于分子内部,并且大小比分子间力大1-2个数量级】 分子间力与分子间距的关系:一般而言,分子相距较远时分子间主要表现为引力,随着分子的相互接近引力增大。进一步接近时,斥力的作用开始表现出来,表现为净的引力变小,并逐渐减小为零。

继续接近时,斥力急剧上升(引力同时也上升但上升的慢一些),分子间力表现为净的斥力。当分子继续相互接近时,巨大的斥力将使二者的动能消耗殆尽,全部转为分子间的相互作用势能,失去动能的分子在强大的斥力作用下彼此远离(分子间势能又转为分子动能),这一过程就是我们平常说的分子相互碰撞过程。

分子间力与偶极矩的关系:极性分子具有固有偶极矩(即平均而言,分子的正负电荷中心不重合),固有偶极间的相互作用力称为定向力,故极性分子间的作用力包括定向力部分。极性分子和非极性。

2.什么是内能

内能内能(Internalenergy)热力学系统的热运动能量。

广义地说,内能是由系统内部状况决定的能量。热力学系统由大量分子、原子组成,储存在系统内部的能量是全部微观粒子各种能量的总和,即微观粒子的动能、势能、化学能、电离能、核能等等的总和。

由于在系统经历的热力学过程中,物质的分子、原子、原子核的结构一般都不发生变化,即分子的内禀能量(原子间相互作用能、原子内的能量、核能)保持不变,可作为常量扣除。因此,系统的内能通常是指全部分子的动能以及分子间相互作用势能之和,前者包括分子平动、转动、振动的动能(以及分子内原子振动的势能),后者是所有可能的分子对之间相互作用势能的总和。

内能是态函数。真实气体的内能是温度和体积的函数。

理想气体的分子间无相互作用,其内能只是温度的函数。

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