内能(内能和热能的区别)

内能

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内能（Internal energy )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。

通过作功、传热，系统与外界交换能量，内能改变，其间的关系由热力学第一定律给出。

内能-定义式

dU = δW + δQ

内能-理想气体的内能

　　理想气体的内能是一个仅与其温度有关的函数：

　　dU = Cv dT 其中Cv是物体的定容比热容。对于理想气体， ，其中 R 是理想气体常数，γ 是一个和气体有关的常数，称为绝热指数。对于单原子理想气体，γ = 5 / 3 ，对于双原子理想气体，γ = 7 / 5 。

内能-物体的内能

（1） 分子做无规则运动（布朗运动），因此分子具有动能。

　　物体内大量分子作无规则运动跟温度有关，所以我们有把这种运动叫做热运动。

　　（2）又与分子间存在相互作用力，所以分子具有势能。

　　（3）内能是物体内部具有的能量，它包括物体内所有分子动能和势能。

内能-　内能变化的两个途径

　　（1）做功可以改变物体的内能。（如钻木取火）

　　（2）热传递可以改变物体的内能。（如放置冰块使物体降温）

　　做功和热传递在改变内能的效果上是等效的。做功使其他形式的能如机械能等转化为内能；热传递使

　　物体间的内能发生转移。

内能-　　能的形式

　　（1）能以多种形式存在于自然界，每一种形式的能对应于一种运动形式。

　　各种形式的能是可以相互转化的。

　　（2）能的守恒定律

　　能量既不能创生，也不能消失，它只是从一种形式的能转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，

　　在转化或转移的过程中，其总量保持不变。这就是能量守恒定律。

　

内能-　自然过程的方向性

　　大量事实表明，自然界中的一切实际变化过程都具有方向性，朝某方向的变化是可以自发发生的，相反方向的变化却是受到限制的。这时如果要是变化了的事物重新恢复到原来的状态，一定会对外界产生无法消除的影响，这就是然过的不可逆性。 （参阅：吉布斯自由能）