内能变化判断内能是什么 _知识分享

一、什么是内能
内能是物体内所有分子做无规则运动所具有的动能和分子间因作用力所具有的势能的总和.
平均动能的宏观表现是温度，动能由分子数和温度决定；势能的宏观表现是体积；因此内能是由温度、体积、分子数决定。
U=Ek+Ep ①
内能变化表达式：
△U=△Ek+△Ep ②
?内能不是机械能，也不是核能。
二、改变内能的方式
改变内能的方式有两种：做功和热传递。
△U=W+Q ③
1.做功
做功能改变物体的内能.外界对物体做功，物体的内能会增加，物体对外界做功，自身的内能会减少.
做功是能量的转化过程，通过做功能量实现了转化，如：物体自由下落，重力对物体做功，将重力势能转化为动能.重力做功越多，物体增加的动能就越多.再如电水壶烧水，是电流在对用电器做功，将电能转化为内能.
所以，对物体做功越多，物体的内能增加得越多；反之，物体对外界做功越多，物体的内能减少得越多.
利用做功的方法改变物体的内能，实质上是两种不同形式的能量通过做功而实现的相互转化，即机械能或其他形式的能转化为内能.
做功和热传递在改变物体的内能上是等效的，即改变物体的内能，既可以通过做功，也可以通过热传递的方式.常见的对物体做功的四种方法：压缩体积、摩擦生热、打击物体、拧弯物体。
2.热传递
热传递的三种方式：
（1）热传导：热传导是介质内的一种传热现象，其在固体、液体和气体中均可发生，但严格而言，只有在固体中才是纯粹的热传导.而流体（气体和液体）即使处于静止状态，其中也会由于温度梯度所造成的密度差而产生自然对流.因此，在流体中对流与热传导同时发生.
（2）热对流：物体之间以流体为介质，利用流体的热胀冷缩和可以流动的特性，传递内能.热对流是靠液体或气体的流动，使内能从温度较高部分传至较低部分的过程.对流是液体或气体热传递的主要方式，由于一般气体热胀冷缩现象较液体明显，气体的对流比液体明显.对流可分自然对流和强迫对流两种.自然对流往往自然发生，是由于温度不均匀而引起的.强迫对流是由于外界对流体搅拌而形成的.
（3）热辐射：物体之间利用放射和吸收彼此的电磁波，而不必有任何介质，就可以达成温度平衡热辐射是物体不依靠介质，直接将能量发射出来，传给其他物体的过程.热辐射是远距离传递能量的主要方式，如太阳能就是以热辐射的形式，经过宇宙空间传给地球的.物体温度较低时，主要以不可见的红外光进行辐射，在500℃以至更高的温度时，则顺次发射可见光以至紫外辐射.如太阳能热水器、太阳灶、微波炉等都是热辐射.
热传递是通过热传导、热对流和热辐射三种方式来实现的.在实际的热传递过程中，这三种方式往往不是单独进行的.
三、气态方程
若是研究理想气体，气态变化还满足气态方程：
pv=nRT ④
四、典例剖析
理想气体不计分子力，无分子势能，理想气体内能就是动能；绝热过程Q=0；向真空膨胀W=0 。
U=Ek+Ep ①
△U=△Ek+△Ep ②
△U=W+Q ③
pv=nRT ④
应用以上四式，可以对气体内能变化进行判断。
例1：如图所示，

文章插图
在汽缸内活塞的左边封闭着一定质量的理想气体（汽缸与活塞均绝热），压强和大气压相同.把汽缸和活塞固定，使汽缸内气体升高一定的温度，气体吸收的热量为Q?，内能的增加量为△U?；如果活塞可以自由滑动（活塞与汽缸间无摩擦，不漏气），也使汽缸内气体温度升高相同温度，其吸收的热量为Q?，内能的增加量为△U?，则（B）
A.Q?＞Q?
B.Q?＜Q?
C.△U?＞△U?
D.△U?＜△U?
【解析】
上升相同的温度，平均动能变化相等，不漏气，分子数不变，动能变化相等；理想气体，无分子势能，势能变化为零0 。
△Ep=0
△U=△Ek+△Ep=△Ek
平均动能看温度，分子数一样，动能温度，温度一样，动能变化一样。△Ek?=△Ek，△U?=△U? 。
第一种情景：
△U?=W?+Q?，气体等容变化W?=0，△U?=Q? 。
第二种情景：
△U?=W?+Q?，气体膨胀，体积增大，W?＜0，△U?=W?+Q?，
△U?=△U?，Q?＜Q? 。
例2：导热气缸开口向下，内有理想气体，缸内活塞可自由滑动且不漏气，活塞下挂一个沙桶，沙桶装满沙子时，活塞恰好静止，现在把沙桶底部钻一个小洞，细沙慢慢漏出，并缓慢降低气缸外部环境温度，则（B）

内能变化判断 内能是什么

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