今天和同事讨论作业本上的一道习题“热传递中的‘热’指的是什么?”同事觉得是热量,但是我认为是内能。查了一些资料,觉得自己的判断没错,和群里的老师们交流,大家也都认为指的是内能。科学学习中这几个物理量经常会在一起出现,联系很大,但又有区别,所以学生在学习中容易引起混淆。下面说说这几个量的联系与区别。
首先说说温度、内能、热量的区别:
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”。从分子动理论的观点来看,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: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。现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(想一想为什么?)。同样,物体放出热量时,温度也不一定降低。
热量:是在热传递过程中,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”来表述而不能用“具有”或“含有”。热量的单位是“焦耳”。
再说说三者之间的联系:
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惟一标志。物体的状态变化也是内能变化的标志(如晶体的熔化、凝固,液体沸腾等)。
温度与热量
温度反映的是分子无规则运动的剧烈程度。分子运动越剧烈,物体温度就越高。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,内能减小,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”。
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,内能就减小多少;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,物体的内能会减小,对外做功多少,物体的内能会减小多少。
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。一个物体可以同时具有内能和机械能。因为一切物质的分子都在不停的做无规则运动,总有分子动能;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。