内能是什么? _知识经验

【内能是什么?】

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1.从微观上看，系统的内能是所有分子不规则运动的动能、分子间相互作用的势能以及分子和原子核内部各种形式能量的总和。后两项在大多数物理过程中是不变的，所以一般只需要考虑前两项，它们的和就是通常所说的内能。但在涉及电子激发和电离的物理过程中或发生化学反应时，分子内部(不包括原子核)的能量会发生很大变化。这个时候，分子内部的能量必须考虑在内能中。核内部的能量只会在核物理的过程中发生变化，所以大多数情况下，不需要考虑这部分能量。内能(主要是核内能)的绝对量不完全清楚，但不影响一般问题的求解。我们经常关心它的变化。
2.抛开物质内部结构的细节，从宏观的角度来看，内能是一个描述系统本身能量的态函数，与系统在绝热条件下所做的功有关。内能的宏观定义是:δU = Wa，其中δU是内能的变化，Wa是绝热过程中外界对系统所做的功。在宏观定义中，内能是一个相对量。
3.内能是系统的一个状态函数(简称状态函数) ，即内能可以表示为系统某些状态参数(如压力、体积等)的特定函数。)，而函数的具体形式取决于具体的物质系统(具体来说，取决于状态方程) 。当系统处于某个平衡态时，系统的所有状态参数都将是固定的，内能也将固定为这些状态参数的特定函数(虽然不清楚其绝对值是多少) 。
4.对于由一定量物质组成的系统，通过做功和传热与外界进行能量交换，引起系统状态的变化，从而导致内能的变化。它们之间的关系由热力学第一定律给出。对于没有宏观动能变化的系统，有δ u = w+q ，其中δ u是内能的变化，w是外界对系统所做的功，q是系统的吸热(来自外界) 。这个公式被称为热力学第一定律的通用表达式。内能的概念是基于焦耳等人大量精确的热实验的力学等效，能量和内能概念的建立标志着能量转化和守恒定律(即热力学第一定律)的真正建立。
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