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辨析物理中的温度、内能和热量关系
作者:刘汉朋
来源:《广东教学·教育综合》2024年第74期
【摘要】内能、温度和热量是初中物理热学中容易混淆而又十分重要的概念,在中考试题中经常以选择题的形式出现。很多同学不能区分这三个物理量的概念,导致在解决这类问题时容易出错。
【关键词】内能;热传递;热量; 一 、温度、内能和热量的概念
温度,是用来表示物体冷热程度的物理量,是状态量。从热力学的角度看,温度是物体分子平均动能的标志,是大量分子热运动的集体表现,对于个别分子没有意义。物体的温度升高,分子平均动能增大;温度降低,物体分子平均动能减小。
内能,是指物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和。从内能的定义可知,内能是一个状态量,跟物体所含物质的多少、分子热运动和分子间的作用力有关,而这三者又与质量、温度和体积有关,所以,物体的内能与物体的质量、温度和体积有关。一切物体的分子都在不停地做无规则运动,所以一切物体都具有内能;物体质量越大,分子的总和越多,内能就越大;同一物体温度越高,分子热运动越剧烈,分子平均动能越大,内能越大。分子势能跟分子间的距离有关,宏观表现为物体的体积有关。例如, 0℃的冰融化成0℃的水温度不变,分子平均动能不变,由于质量没有变,体积变小,分子间距离变小,所以分子势能发生变化。究竟如何变化?可以根据物态变化的吸、放热来判断,因为冰融化成水要吸收热量,融化成水后内能会变大。
热量,是指在热传递的过程中,传递内能的多少叫热量。从概念可以看出,热量是一个过程量,是转移的那部分内能。内能自发地从高温物体转移到低温物体,高温物体减少的内能叫放出的热量,低温物体增加的内能叫吸收的热量。热量是一个过程量,所以不能说“具有”或者“含有”多少热量,也不能够说“增加”或者“减少”多少热量,通常表达为“吸收”或者“放出”多少热量。
二 、温度、内能和热量的辨析
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。
1.内能和温度的辨析