内能 ；温度：热量这三个词的关系

题目

内能 ；温度：热量这三个词的关系

答案

温度、内能、热量三个物理量既有区别又有联系.辨析它们的区别与联系,有助于正确理解其含义.
一、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”.两个不同状态间的物体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”.从分子运动理论的观点来看,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.因此可以说,温度的高低是分子无规则运动的剧烈程度的标志.
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势能的总和.分子的热运动所具有的能量表现为分子动能,分子间相互作用的引力和斥力所具有的能量表现为分子势能.内能和温度一样,也是一个状态量,通常用“具有”等词来修饰,其单位是“焦耳”.对于同一物体而言,内能大小与温度有关,温度升高,内能增大,温度降低,内能减小；对于不同的物体而言,内能的大小除与温度有关之外,还与质量、体积、状态有关.以水为例,在温度一定的情况下,一桶水和一勺水相比较,由于单个水分子所具有的内能是一样的,由于一桶水所含的水分子数目较多,所以一桶水具有的内能就多；水通常以固态冰、液态水、气态水蒸气三种形式存在,固态物质分子间有强大的作用力,分子排列十分紧密,液体物质分子间的作用力较固体小,分子也没有固定的位置,运动较自由,气态物质分子间作用力极小,可以忽略不计,极度散乱,间距很大,由于固液气三态物质的分子在排列组合方式上不同,导致分子间的分子动能和分子势能也不一样,当然它们所具有的内能也不一样.
热量是指在热传递过程中,传递内能的多少.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”.热量定义的条件是“在热传递过程中”,因此只有发生了热传递,才能谈及热量,所以物体本身没有热量.
二、温度、内能、热量的联系：
（一）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大,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.“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.晶体凝固时,温度不变,但要放出热量,它的内能就减小.因此物体的状态变化也是内能变化的标志.
（二）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,分子运动越剧烈.热量是在热传递过程中,内能转移的多少.热传递中,高温物体放出热量,内能减小,温度降低,低温物体吸收热量,内能增加,温度升高.两物体间不存在温度差时,虽然物体都有温度,但没有热传递,更谈不上“热量”.
（三）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.物体内能的改变方法有热传递和做功两种方法,这两种方法在改变物体的内能上是等效的.
例：关于温度、内能、热量三者的关系,下面说法正确的是
A．物体吸收热量,温度一定升高
B．物体温度升高,一定是吸收了热量
C．物体温度不变,就没有吸热或放热
D．物体温度升高,内能增加
解析：物体吸收热量使物体的内能增加,可以是分子动能增加,也可以是分子势能增加.在晶体熔化和液体沸腾过程中,物体要不断地吸收热量,但物体的温度不变,这时物体内能的增加主要表现在内部分子势能的增加.所以A不正确.
改变物体内能大小的方法有热传递和做功两种.物体温度升高,内能增加,有可能是物体吸收了热量,也有可能是别的物体对它做了功.再没有明确说明是通过哪种方式改变内能的情况下,不能不假思索的做出判断.所以B不正确.
物体的温度不变,只能说明物体内部分子的分子动能没有发生变化,并不能意味着物体内部的分子势能没有发生变化,也就不能说明物体的内能没有发生变化.如在晶体的熔化和液体沸腾中,物体要不断地吸收热量,内能增加,但温度保持不变；晶体凝固中,物体要不断地放出热量,内能减小,但温度保持不变.所以C也不正确.
物体温度升高,分子热运动剧烈,分子动能增大,分子间相互作用的引力和斥力也会随之发生变化,分子势能也会增大,故内能增加.即D正确.
总之,温度、热量和内能三者之间既有联系,又有本质区别,极易造成错误：如把热传递过程中传递的能量说成是温度,或说某一状态具有热量.生活用语中“热”有时表示温度,有时表示热量分辨不清楚.只有正确理解这三个概念的物理意义,认清它们之间区别和联系,并且在实际应用中进一步理解和掌握,才能全面把握这几个重要概念.