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內(nèi)能是什么 內(nèi)能是什么函數(shù)

更新時間:2023-12-16 20:38:56作者:佚名

內(nèi)能是什么 內(nèi)能是什么函數(shù)

1、從微觀上說,系統(tǒng)內(nèi)能是構成系統(tǒng)的所有分子無規(guī)則運動動能、分子間相互作用勢能、分子內(nèi)部以及原子核內(nèi)部各種形式能量的總和。后面兩項在大多物理過程中不變,因此一般只需要考慮前兩項,二者的總和就是通常所指的內(nèi)能。但在涉及電子的激發(fā)、電離的物理過程中或發(fā)生化學反應時分子內(nèi)部(不包括原子核內(nèi)部)的能量將大幅變化,此時內(nèi)能中必須考慮分子內(nèi)部的能量。核內(nèi)部能量僅在核物理過程中才會變化,因此絕大多數(shù)情形下,都不需要考慮這一部分的能量。內(nèi)能的絕對量(主要是其中的核內(nèi)部能量部分)還不完全清楚,但不影響解決一般問題,對于內(nèi)能我們常常關心的是其變化量。

2、拋開物質(zhì)內(nèi)部的結構細節(jié),從宏觀上說,內(nèi)能是與系統(tǒng)在絕熱條件下做功量相聯(lián)系的,描述系統(tǒng)本身能量的一種狀態(tài)函數(shù)。內(nèi)能的宏觀定義式為:ΔU=Wa,其中ΔU為內(nèi)能的變化量,Wa為絕熱過程外界對系統(tǒng)的做功量。在宏觀定義中,內(nèi)能是一個相對量。

3、內(nèi)能是系統(tǒng)的一種狀態(tài)函數(shù)(簡稱態(tài)函數(shù)),即內(nèi)能可以表達為系統(tǒng)的某些狀態(tài)參量(例如壓強、體積等)的某種特定的函數(shù),函數(shù)的具體形式取決于具體的物質(zhì)系統(tǒng)(具體地說,取決于物態(tài)方程)。當系統(tǒng)處于某一平衡態(tài)時,系統(tǒng)的一切狀態(tài)參量將取得定值,內(nèi)能作為這些狀態(tài)參量的特定函數(shù)也將取得定值(盡管還不清楚它的絕對數(shù)值是多少)。

4、對于一定量物質(zhì)構成的系統(tǒng),通過做功、熱傳遞與外界交換能量,引起系統(tǒng)狀態(tài)變化,而導致內(nèi)能改變,其間的關系由熱力學第一定律給出。對于不存在宏觀動能變化的系統(tǒng),則有ΔU=W+Q,其中ΔU為內(nèi)能的變化量,W為外界對系統(tǒng)的做功量,Q為系統(tǒng)(從外界)的吸熱量,該式稱為熱力學第一定律的常用表達式。內(nèi)能的概念建立在焦耳等人大量精密的熱功當量實驗的基礎之上。能量和內(nèi)能概念的建立標志著能量轉(zhuǎn)化與守恒定律(即熱力學第一定律)的真正確立。

本文標簽: 內(nèi)能是什么  

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