内能与热量
内能与热量及比热容
内能与热量及比热容一，考点、热点回顾一、内能的初步概念：1、内能：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，叫做物体的内能。
2、物体在任何情况下都有内能：既然物体内部分子永不停息地运动着和分子之间存在着相互作用，那么内能是无条件的存在着。
无论是高温的铁水，还是寒冷的冰块。
3、影响物体内能大小的因素：①温度：在物体的质量，材料、状态相同时，温度越高物体内能越大。
②质量：在物体的温度、材料、状态相同时，物体的质量越大，物体的内能越大。
③材料：在温度、质量和状态相同时，物体的材料不同，物体的内能可能不同。
④存在状态：在物体的温度、材料质量相同时，物体存在的状态不同时，物体的内能也可能不同。
4、内能与机械能不同：机械能是宏观的，是物体作为一个整体运动所具有的能量，它的大小与机械运动有关内能是微观的，是物体内部所有分子做无规则运动的能的总和。
内能大小与分子做无规则运动快慢及分子作用有关。
这种无规则运动是分子在物体内的运动，而不是物体的整体运动。
5、热运动：物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。
现象：温度越高扩散越快。
说明：温度越高，分子无规则运动的速度越大。
二、内能的改变：1、内能改变的外部表现：物体温度升高（降低）——物体内能增大（减小）。
物体存在状态改变（熔化、汽化、升华）——内能改变。
反过来，不能说内能改变必然导致温度变化。
（因为内能的变化有多种因素决定）2、改变内能的方法：做功和热传递。
A、做功改变物体的内能：①做功可以改变内能：对物体做功物体内能会增加。
物体对外做功物体内能会减少。
②做功改变内能的实质是内能和其他形式的能的相互转化③如果仅通过做功改变内能，可以用做功多少度量内能的改变大小。
（Ｗ＝△Ｅ）④解释事例：看到棉花燃烧起来了，这是因为活塞压缩空气做功，使空气内能增加，温度升高，达到棉花燃点使棉花燃烧。
钻木取火：使木头相互摩擦，人对木头做功，使它的内能增加，温度升高，达到木头的燃点而燃烧。
中考物理“内能和热量”高频考点总结
中考物理“内能和热量”高频考点总结中考物理“内能和热量”高频考点总结分子动理论1.分子动理论的内容是：(1)物质由分子组成的，分子间有空隙;(2)一切物体的分子都永不停息地做无规那么运动;(3)分子间存在互相作用的引力和斥力。
2.固体、液体压缩时分子间表现为斥力大于引力。
固体很难拉长是分子间表现为引力大于斥力。
内能1.内能：物体内部所有分子做无规那么运动的动能和分子势能的总和。
(内能也称热能)2.物体的内能与温度有关：物体的温度越高，分子运动速度越快，内能就越大。
3.改变物体的内能两种方法：做功和热传递，这两种方法对改变物体的内能是等效的。
4.物体对外做功，物体的内能减小;外界对物体做功，物体的内能增大。
热量5.热量(Q)：在热传递过程中，传递能量的多少叫热量。
(物体含有多少热量的说法是错误的)6.热值(q)：1千克某种燃料完全燃烧放出的热量，叫热值。
单位是：焦耳/千克。
燃料燃烧放出热量计算：Q放=mq;(Q放是热量，单位是：焦耳;q是热值，单位是：焦/千克;m是质量，单位是：千克。
) 比热容7.比热容(c)：单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃，吸收(或放出)的热量叫做这种物质的比热容。
8.比热是物质的一种属性，它不随物质的体积、质量、形状、位置、温度的改变而改变，只要物质一样，比热就一样。
9.比热的单位是：焦耳/(千克·℃)，读作：焦耳每千克摄氏度。
10.水的比热是：C=4.2×103焦耳/(千克·℃)，它表示的物理意义是：每千克的水当温度升高(或降低)1℃时，吸收(或放出)的热量是4.2×103焦耳。
11.热量的计算：①Q吸=cm(t-t0)=cm△t升(Q吸是吸收热量，单位是焦耳;c是物体比热，单位是：焦/(千克·℃);m是质量;t0是初始温度;t是后来的温度。
②Q放=cm(t0-t)=cm△t降热机12.内燃机可分为汽油机和柴油机，它们一个工作循环由吸气、压缩、做功和排气四个冲程。
《内能和热量》 讲义
《内能和热量》讲义一、内能内能，这个概念对于我们理解物质的微观世界以及热现象至关重要。
那什么是内能呢？简单来说，内能就是物体内部所有分子的动能和势能的总和。
分子在不停地做无规则运动，这种运动具有一定的速度，也就具有了动能。
而分子之间存在着相互作用的引力和斥力，就像被弹簧连接着的小球，它们的相对位置变化会引起势能的改变。
这两种能量加起来，就构成了物体的内能。
内能的大小与许多因素有关。
首先是温度，温度越高，分子的热运动越剧烈，分子的动能就越大，内能也就越大。
比如，一杯热水的内能就比一杯冷水的内能大。
其次是质量。
质量越大，意味着物体内部分子的数量越多，总内能也就越大。
想象一下，一大桶水和一小杯水，在温度相同的情况下，显然大桶水的内能更大。
还有物质的种类和状态。
不同的物质，其分子的结构和相互作用不同，内能也会有所差异。
而且，同一物质在不同的状态下，内能也不同。
比如，冰融化成水需要吸收热量，内能增加，这是因为状态改变时，分子间的势能发生了变化。
内能是一个相对的概念，它取决于物体的状态和参考系。
而且，内能是无法直接测量的，我们只能通过一些外在的表现和变化来间接推断。
二、热量接下来，咱们说说热量。
热量，是在热传递过程中传递的能量。
当两个温度不同的物体相互接触时，高温物体的内能会向低温物体转移，这个转移的能量就是热量。
热量的单位是焦耳（J）。
需要注意的是，热量不是物体本身具有的属性，而是在热传递过程中才产生的。
比如说，我们不能说一个物体“具有多少热量”，而应该说“在某个过程中传递了多少热量”。
热量的传递有三种方式：热传导、热对流和热辐射。
热传导是指由于温度差引起的热能通过物质直接接触，由高温部分向低温部分传递。
比如，我们用金属勺子搅拌热汤，过一会儿勺子就变热了，这就是热传导。
热对流则是依靠液体或气体的流动来传递热量。
烧开水时，水的上下翻滚就是热对流的体现。
热辐射是物体通过电磁波来传递能量。
太阳向地球传递热量，就是通过热辐射的方式，不需要任何介质。
内能,热量和功的微观含义
内能,热量和功的微观含义
内能、热量和功是热力学中的三个基本概念，它们在微观上的含义如下：
内能（U）：指系统内部微观粒子的总能量，包括其动能和势能。
内能是一个状态量，只与系统的初始状态和最终状态有关，而与系统经历的具体路径无关。
热量（Q）：指由于温度差而在两个系统间传递的能量。
热量不是一个状态量，而是一个过程量，只有在系统发生热传递时才有意义。
热量的传递是由温度梯度驱动的，从高温处流向低温处。
功（W）：指外力对系统所作的机械功。
功也是一个过程量，只有在系统发生功传递时才有意义。
功的传递是由力的作用驱动的，通过物体的运动实现能量的转换。
需要注意的是，内能、热量和功都是能量的形式，它们之间可以相互转化。
在热力学中，内能、热量和功的变化量之间存在着热力学第一定律的关系式，即ΔU = Q - W，其中ΔU 表示系统内能的变化量，Q 表示系统吸收的热量，W 表示系统所做的功。
内能与热量的区别
内能与热量的区别
1、内能是一个状态量，一个物体在不同的状态下有不同的内能。
2、热量是一个过程量，与一段过程对应，它表示由于热传递而引起的变化过程中转移的能量，即内能的改变量.
如果没有热传递，就没有热量可言，但此时仍有内能.
3、内能是由系统状态决定的。
状态确定，系统的内能也随之确定。
要使系统的内能发生变化，可以通过热传递或做功两种途径来完成。
而热量是传递过程中的特征物理量，和功一样，热量只是反映物体在状态变化过程中所迁移的能量，是用来衡量物体内能变化的。
有过程，才有变化，离开过程，毫无意义。
4、就某一状态而言，只有“内能”，根本不存在什么“热量”和“功”，因此，不能说一个系统中含有“多少热量”或“多少功”。
内能和热量
∙内能1.大量分子无规律的运动，叫做热运动。
2.物体内部大量分子做无规则运动所具有的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。
习惯上也称为热能。
3.改变物体内能的方法有两种：做功和热传热。
4.从改变物体内能的效果来看，做功和热传递对改变物体的内能是等效的。
5.内能的多少与物体的温度有关，物体的温度越高，内能越多，物体的温度越低，内能越少。
∙热量1.在热传递过程中，物体吸收或放出的热的多少，叫做热量。
热量是在热传递过程中量度物体内能变化的物理量。
热量总是由高温物体(或高温部分)向低温物体(或低温部分)传递，直到温度相同.2.热量的国际单位是焦耳(J)3.比热：单位质量的某种物质温度升高1℃吸收的热量，叫做这种物质的比热。
4.比热的单位是：焦耳／(千克·℃)5.每一种物质都有自己的比热，比热是物质的一种特性。
6.水的比热4.2×103焦／(千克·℃)，1千克水温度升高1℃吸收的热量是4.2×103焦。
7.水的比热最大。
因此，对于同等质量的物质，在吸收或放出同样热量的情况下，水的温度变化最小。
沿海地区不象内陆地区的气温变化显著，就是这个道理。
8.热量的计算：物体吸收的热量：Q=cm(t-t)物体放出的热量：Q=cm(t-t)9.热平衡方程：如果在热传递过程中没有热量的散失，则低温物体吸收的热量Q吸等于高温物体放出的热量Q放，即：Q吸=Q放。
∙能的转化和守恒定律1.能量既不会消灭，也不会创立。
它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另外的物体，而能的总量保持不变。
这个规律叫做能的转化和守恒定律。
是自然界中最普遍、最重要的基本定律之一。
2.自然界中物质存在着不同形式的运动，物质的每种形式的运动对应于一种形式的能。
机械运动对应机械能、分子的热运动对应内能、化学变化对应化学能等.能量转化和守恒定律告诉我们，各种形式的能量都可以在一条件下转化。
并且转化中，能是守恒的。
热量的计算方法,热量与内能的区别
一、什么是热量？
在系统与外界之间，或系统的不同部分之间转移的无规则热运动能量叫做热量。
常用Q表示。
这种传热过程大多是与系统和外界之间，或系统的不同部分之间温度的不同相联系的。
热量是大家应该注意与内能区分的一个概念，在一定情况下可以认为热量是系统与外界交换内能的净值。
比如，系统的温度比外界的温度高并与外界有热接触，系统内各个分子的热运动能量通过频繁的碰撞传递给外界，但同时外界分子的热运动能量同样也可以通过碰撞转移给系统，由于温度不同，系统转移给外界与外界转移给系统的热运动能量是不同的，这个差值就成为热量。
大学物理规定，系统从外界吸收热量，Q取正；系统对外界放出热量，Q取负。
有特别规定的情况除外。
二、热量的计算方法
一个系统在变化过程中的热量可以有三种计算方法。
一是使用热力学第一定律来计算（见热力学第一定律的应用知识点）；二是使用比热来计算；三是使用摩尔热容来计算（见摩尔热容知识点）。
中学学过物质的比热c定义为：单位质量的物体温度每升高或降低一度所吸收或放出的热量。
按它的定义很容易得到热量的计算公式：
式中m为气体质量，ΔT为过程的温度差。
T1和T2分别是过程的初状态和末状态的温度。
按比热计算热量时应该注意，热量多少是与过程有关的。
不同的过程虽然温度差相同，热量是完全可能不同的。
这体现在比热c对不同过程取值不同。
在很多过程中，c还与温度有关，这时上面计算热量的公式应该改为积分。
物体的内能与热量
物体的内能与热量在物理学中，内能和热量是两个重要的概念。
内能是物体所具有的能量的总和，包括分子和原子的动能和势能。
热量则是指物体之间传递的能量，当物体之间存在温度差异时，热量会从高温物体传递到低温物体。
一、内能的概念和计算内能是物体所具有的能量的总和，包括物体的分子和原子的动能和势能以及其他宏观微观粒子的能量。
内能的计算公式为：E = K + U其中，E表示内能，K表示动能，U表示势能。
动能可以分为平动动能和旋转动能。
平动动能是物体由于直线运动而具有的能量，公式为：Kt = 1/2 * m * v^2其中，m为物体的质量，v为物体的速度。
旋转动能是物体由于旋转而具有的能量，公式为：Kr = 1/2 * I * w^2其中，I为物体的转动惯量，w为物体的角速度。
势能可以分为重力势能和弹性势能。
重力势能是物体由于位于高度而具有的能量，公式为：Ug = m * g * h其中，m为物体的质量，g为重力加速度，h为物体的高度。
弹性势能是物体由于形变而具有的能量，公式为：Us = 1/2 * k * x^2其中，k为弹性系数，x为物体的形变程度。
二、热量的传递和计算热量是指物体之间传递的能量，当物体之间存在温度差异时，热量会自高温物体传递到低温物体。
热量的传递方式包括传导、传热和辐射。
传导是指物体之间的接触传热，其中热量的传递方式有导热和对流。
导热是指物体内部的分子通过碰撞传递热量，而对流则是指液体或气体的分子通过自然对流或强制对流传递热量。
传热是指物体之间通过直接或间接的热传递方式传递热量。
直接传热包括对流、辐射等，间接传热通过传热介质如水、空气等介质传递热量。
辐射是指通过电磁波传递热量，不需要介质传递热量。
热量的计算公式为：Q = m * c * ΔT其中，Q表示热量，m表示物体的质量，c表示物体的比热容，ΔT表示物体的温度变化。
三、内能和热量的关系内能和热量之间存在一定的关系。
当物体吸收热量时，其内能会增加；当物体放出热量时，其内能会减少。
温度、内能、热量的区别与联系
温度、内能、热量是既有区别又有联系的物理量，很多同学常常理解不好，容易出错。
一、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。
可以说，温度是分子无规则运动的剧烈程度的标志，它是大量分子无规则运动的集中体现，对于个别分子毫无意义。
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。
内能和温度一样，也是一个状态量，通常用“具有”等词来修饰。
内能大小与物体的质量、体积、温度及构成物体的物质种类都有关系。
现阶段主要掌握与温度的关系。
一个物体温度升高时，它的内能增大，温度降低时，内能减小。
切记“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。
温度不变时，它的内能也可能减小（想一想为什么？）。
同样，物体放出热量时，温度也不一定降低。
热量是在热传递过程中，传递能量的多少。
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”。
热量的单位是“焦耳”。
二、联系：（1）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快，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惟一标志。
物体的状态变化也是内能变化的标志（如晶体的熔化、凝固，液体沸腾等）。
（2）温度与热量温度反映的是分子无规则运动的剧烈程度。
分子运动越剧烈，物体温度就越高。
热量是在热传递过程中，内能转移的多少。
温度高的物体放出热量，内能减小，温度低的物体吸收热量，内能增加。
两物体间不存在温度差时，物体具有温度，但没有热传递，也就谈不上“热量”。
（3）热量与内能热量反映了热传递过程中，内能转移的数量。
热力学第一定律内能与热量
热力学第一定律内能与热量热力学第一定律：内能与热量的关系热力学第一定律是热力学的基本原理之一，它揭示了内能与热量之间的密切关系。
本文将详细讨论内能与热量的概念、内能变化与热量传递的关系，以及热力学第一定律的应用。
一、内能的概念及性质内能是热力学中的基本概念，它代表了系统的热运动能量和分子间势能的总和。
内能的记号为U，它与物质的物态、温度、压力等因素有关。
内能的性质一：内能是一个状态函数，即内能的变化只与初末状态有关，与路径无关。
这意味着在相同初末状态下，无论通过何种路径达到终态，内能的变化量是相同的。
内能的性质二：内能被定义为单位质量或单位摩尔物质的能量，通常以焦耳（J）或千焦（kJ）为单位。
二、内能变化与热量传递内能的变化可以通过两种方式实现：一是通过热量传递，二是通过做功。
根据热力学第一定律，系统的内能变化等于吸收的热量与对外界所作的功之和。
1. 热量传递热量（Q）是能量的一种传递形式，它是由于温度差而产生的能量传递。
根据热力学第一定律，当热量从高温物体传递到低温物体时，高温物体的内能减少，低温物体的内能增加。
2. 做功做功是指系统对外界做功的能力。
在内能变化中，若系统对外界做功，则内能减小；反之，若外界对系统做功，则内能增加。
做功的单位为焦耳（J）。
三、热力学第一定律的应用热力学第一定律在能量转化与守恒、热工学领域等方面有着广泛的应用。
1. 能量转化与守恒热力学第一定律指出能量守恒的基本原理，系统的能量不会凭空消失或产生，只能在不同形式之间相互转化。
通过合理利用内能变化与热量传递的关系，可以实现能量的高效转化。
2. 热工学领域热力学第一定律在热工学领域有广泛的应用，如热机、热泵、制冷器等设备。
通过热力学第一定律，可以优化设备的能量利用效率，并提高整体系统的性能。
结语热力学第一定律揭示了内能与热量之间紧密的关系，为能量转化与守恒提供了基本原理。
对于热力学的研究和应用具有重要意义。
通过深入理解内能和热量的概念，并将热力学第一定律运用于实际问题中，我们可以更好地利用能量资源，提高能源利用效率。
内能和热量
反过来说呢？
分子无 规则运 动越剧 烈
它的内 能就会 越多
（1）同一物体，内 能的大小看温度！
温度越高
扩散快
分子无规则运动越剧烈
组成这个物体的所有
分子动能就越大.
分子的动能总和增加
这个物体的内 能也就增加
（1）同一物体，内能的大 小看温度！ （2）物体的内能大小还与分子 数目（物体质量）有关 温度相同时，分子数目越多 （质量越大）物体内能越大。 （3）内能还与物体的状态有关
4.
请 回 答
因为状态变了，分子间距就发生变化， 分子势能就随之变化，所以内能改变。
影 响 内 能 大 小 的 因 素
★物体温度
★分子的多少
★种类、结构
★物质状态 物体的温度、质量、体积和状态均不同 时，无法比较内能的大小。
课堂讨论题
下列各个实例中，比较物体的内能大小， 并说明理由。 ①一块铁由15℃升高到55℃，比较内能。 ②质量是1kg 50℃的铁块与质量是0.1kg 50℃的铁块，比较内能。 ③质量是1kg100℃的水与质量是1kg 100℃的水蒸气，比较内能。
钻木取火
内能增加了
练习
火柴可以擦燃，也可以点
燃。前者是用 做功 方式改
变物体内能的，后者是用
热传递 方式改变
物体内能的。
试着描述和解释下面的现象：
外界对气体做功，气 体内能增加，温度升 高。
气体对外界做功，气体 内能减少，温度降低。
做功改变物体内能
外界对物体 做功 物体对外做 功 物体内 能增大
我们这里年平均气 温是—25℃，这里 的冰山肯定没有内 能了 不会，物体都是由分 子构成的，冰山的分 子也在做热运动，所 以冰山也具有内能
温度内能热量和热能的区别
温度内能热量和热能的区别在热学中，温度、内能、热量和热能是本质不同的几个物理量，初学者往往将它们相互混淆，在中应注意区别。
一、温度和内能温度是表示物体冷热程度的物理量，是状态量。
微观上反映物体内部大量分子无规则运动的剧烈程度。
物体的温度越高，分子的无规则运动越剧烈，也就是我们平时说的越“热”。
因此温度是分子平均动能大小的标志，它是大量分子热运动的集体表现，对个别分子来说，温度没有意义。
内能是物体内部所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和。
内能是能量的一种形式，它是由大量分子的热运动和分子的相对位置所决定的能，即：与分子总个数（或物体质量）有关，与分子运动的剧烈程度（或温度）有关，还与分子的相互作用（物态）有关。
因此，任何物体都具有内能，它是状态量。
但温度高的物体内能不一定多。
例如：一支点燃的火柴和一座大冰山相比，冰山的内能比一支点燃的火柴内能大。
二、热量和内能内能是由系统的状态决定的，状态确定，系统的内能也随之确定。
要使系统的内能发生变化，可以通过做功和热传递两种物理过程来完成。
而热量是热传递过程中的特征物理量，和功一样，热量只是反映物体在状态变化过程中所迁移的能量，是用来衡量物体内能变化的，有过程，才有变化，离开过程，热量将毫无意义。
就某一状态而言，只有“内能”，根本不存在什么“热量”和“功”。
因此，不能说某个物体中含有“多少热量”或“多少功”。
从分子运动的观点来看，热传递实质上是内能的转移过程。
热量是量度在热传递过程中，传递内能多少的物理量，是过程量。
例如：两个物体之间发生了热传递，高温物体放出了100J的热量，表示它的内能减少了100J；低温物体吸收了100J的热量，表示它的内能增加了100J。
也就是说，有100J的内能从高温物体传给了低温物体。
可以说物体“具有内能”而不能说“含有（具有）热量”。
三、热量和温度热量是系统内能变化的量度，而温度是系统内部大量分子做无规则运动的剧烈程度的标志。
物质的内能和热量的转化
物质的内能和热量的转化物质的内能和热量是热力学中非常重要的概念，它们之间存在着密切的联系和转化关系。
本文将从定义、内能和热量的转化、应用等方面来详细讨论它们。
一、定义1.1 内能的定义物质的内能是指物质所具有的微观粒子（分子、原子等）的热运动引起的能量。
它包括物质的热能（分子的热运动引起的能量）和势能（分子之间的相互作用引起的能量）。
1.2 热量的定义热量是指物体之间由于温度差引起的能量传递。
当两个物体温度不同时，热量会由高温物体传递到低温物体，直到两者温度达到平衡。
热量是一种能量的转移形式。
二、内能和热量的转化2.1 内能转化为热量当物质受到外界的加热或做功时，物质的内能会转化为热量。
例如，将一杯水加热到沸点时，外部对水做功使得水的内能增加，这部分内能转化为热量，导致水温升高。
2.2 热量转化为内能当热量传递给物质时，部分热量会转化为物质的内能。
例如，将冷水与热水进行混合时，热水传递热量给冷水，使得冷水的温度升高，这部分热量转化为冷水的内能。
三、内能和热量的应用3.1 温度和内能的关系物质的内能与其温度有关。
当物质温度升高时，内能增加；当物质温度降低时，内能减少。
因此，我们可以通过测量物质的温度变化来了解其内能的变化。
3.2 热机和内燃机热机和内燃机利用内能和热量的转化来进行能量转换。
例如，蒸汽机利用燃烧煤炭等燃料产生的热量使水蒸气膨胀产生功，实现能量的转化。
3.3 热传导热量的传递主要有三种形式：热传导、热对流和热辐射。
热传导是指物体内部热量由高温区域沿着温度梯度传递到低温区域的过程。
热传导的速率取决于物体的导热性质和温度差。
3.4 热容和比热容物质在加热时的温度变化与其内能的变化相关。
热容是指物质单位质量在温度变化时吸收或释放的热量，而比热容则是指单位质量物质在温度变化时吸收或释放的热量。
结论物质的内能和热量是两个密切相关的概念，它们之间存在着转化关系。
内能可以转化为热量，而热量也可以转化为内能。
物理内能与热量知识点
物理内能与热量知识点
物理内能：物理内能是指物质微观粒子的动能和势能之和。
内能与物体的温度相关，
温度越高，内能越大。
内能可以通过加热或者做功的方式增加。
热量：热量是能量的一种传递方式，是由于物体之间温度差异而产生的能量传递。
热
量可以通过传导、对流和辐射等方式传递。
物体的内能变化：当物体吸收热量时，其内能增加；当物体释放热量时，其内能减少。
物体的内能变化可以表示为：ΔQ = ΔU + ΔW，其中ΔQ表示吸收的热量，ΔU表示内能变化，ΔW表示对外界做的功。
热传导：热传导是指通过物体内部颗粒间的相互碰撞来传递热量的过程。
热传导是固
体和液体中热量传递的主要方式。
对流传热：对流传热是指通过流体（气体和液体）的运动来传递热量的过程。
对流传
热是自然对流和强制对流两种方式。
辐射传热：辐射传热是指通过热辐射的方式传递热量的过程。
所有物体在温度不为0K 时都会辐射热量，温度越高，辐射热量越大。
热力学第一定律：热力学第一定律又称能量守恒定律，它表明在一个封闭系统中，能
量不会凭空消失或产生，只会从一种形式转化为另一种形式。
根据热力学第一定律，
物体的内能变化等于吸热减去对外界做功。
这些是物理内能与热量的一些基本知识点，还有很多相关的内容，如热容、焓、热机等。
温度、内能、热量的区别与联系
温度、内能、热量的区别与联系温度、内能、热量是既有区别又有联系的物理量，很多同学常常理解不好，容易出错。
一、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。
可以说，温度是分子无规则运动的剧烈程度的标志，它是大量分子无规则运动的集中体现，对于个别分子毫无意义。
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。
内能和温度一样，也是一个状态量，通常用“具有”等词来修饰。
内能大小与物体的质量、体积、温度及构成物体的物质种类都有关系。
现阶段主要掌握与温度的关系。
一个物体温度升高时，它的内能增大，温度降低时，内能减小。
切记“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。
温度不变时，它的内能也可能减小（想一想为什么？）。
同样，物体放出热量时，温度也不一定降低。
热量是在热传递过程中，传递能量的多少。
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”。
热量的单位是“焦耳”。
二、联系：（1）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快，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惟一标志。
物体的状态变化也是内能变化的标志（如晶体的熔化、凝固，液体沸腾等）。
（2）温度与热量温度反映的是分子无规则运动的剧烈程度。
分子运动越剧烈，物体温度就越高。
热量是在热传递过程中，内能转移的多少。
温度高的物体放出热量，内能减小，温度低的物体吸收热量，内能增加。
两物体间不存在温度差时，物体具有温度，但没有热传递，也就谈不上“热量”。
内能和热量(基础) 知识讲解
内能和热量（基础）责编：冯保国【学习目标】1.了解内能的概念，能简单描述温度和热运动、内能的关系；2.知道热传递和做功可以改变物体的内能；3. 从能量转化的角度认识燃料的热值；【要点梳理】要点一、内能（高清课堂《分子热运动、内能》内能）物体内所有分子的动能与分子间相互作用的势能的总和，叫做物体的内能。
要点诠释：（1）单位：焦耳，符号：J。
（2）同一个物体，它的温度越高，内能越大。
物体内能的大小，除与温度有关外，还与物体的体积、状态、质量等因素有关。
（3）一切物体都有内能。
（4）内能与机械能的区别：物体的内能大小与物体内部分子的热运动以及分子间的相互作用情况有关，是物体能量的微观表现；物体的机械能则与整个物体的机械运动情况及相对位置有关，是物体能量的宏观表现。
物体的内能在任何情况下都不会为零（因为分子不停地做无规则运动总有动能），而物体的机械能可以相对为零。
所以内能和机械能是两种不同形式的能量。
要点二、改变内能的方式通过做功和热传递这两种方法都可以改变物体的内能。
要点诠释：（1）在热传递过程中，物体吸收（或放出）热量。
内能增加（或减少）。
用热传递的方法改变物体的内能的过程，实质上是内能的转移过程。
（2）对物体做功，物体内能增加；物体对外做功，自身内能减少，用做功的方法改变物体内能的过程，实质上是内能与其他形式的能量之间相互转化过程。
（3）物体在热传递过程中，传递的能量的多少叫做热量。
单位为焦耳，符号是J。
（4）温度是分子无规则运动剧烈程度的标志，或者说是分子平均动能大小的标志。
温度高的物体分子的无规则运动剧烈，但势能不一定大。
不能由温度的高低判定内能的大小，也不能由内能的增减判断温度的高低。
例如，晶体在熔化时，不断地从外界吸引热量，物体的内能增加。
但物体的温度不变，所吸收的热量用来增加物体内分子的势能。
（5）做功和热传递在改变物体的内能上效果是相同的，所以说它们是等效的。
要点三、热值我们把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。
热力学第一定律内能与热量的转化关系
热力学第一定律内能与热量的转化关系热力学第一定律是热力学的基本原理之一，它描述了热量与内能之间的转化关系。
热力学第一定律的表述形式有多种，但其核心思想是能量守恒，即能量既不能被创造也不能被消灭，只能从一种形式转化为另一种形式。
本文将探讨热力学第一定律内能与热量的转化关系，并展示其应用于不同系统中的实际例子。
热力学第一定律的数学表述为：ΔU = Q - W其中，ΔU表示系统内能的变化，Q表示系统吸收或释放的热量，W表示系统对外界做功。
根据能量守恒定律，系统吸收的热量等于内能的增加与系统对外界做功之和。
在一个封闭系统中，如果没有与外界交换能量和做功，则热力学第一定律可以简化为：ΔU = Q这意味着系统内能的增加与吸收的热量相等。
从这个方程中可以看出，热量可以转化为内能。
假设我们有一个理想气体系统，通过加热使其内能发生变化。
当系统内能增加时，根据热力学第一定律的数学表述，我们可以得出吸收的热量Q为正值。
这代表着系统从外界获取了热量，并将其转化为内能。
相反地，如果系统内能减少，那么吸收的热量Q将为负值，表示系统向外界释放了热量。
热力学第一定律的转化关系也可以应用于其他系统中。
例如，在化学反应中，反应物的化学键断裂会释放出能量，而生成物的化学键形成则会吸收能量。
这些能量的转化过程可以用热力学第一定律来描述。
另一个例子是热机的工作原理。
热机利用热量转化为有用的功。
根据热力学第一定律，热机从高温热源吸收热量Q1，一部分热量用于做功W，剩余的热量Q2向低温热源释放。
根据能量守恒，热量转化为内能和做功的总和不会发生损失。
除了上述例子，热力学第一定律的转化关系也适用于其他各种能量转化过程，如电能转化为热能、机械能转化为电能等等。
这些例子再次证明了热力学第一定律内能与热量的转化关系的普适性。
总结起来，热力学第一定律描述了热量与内能之间的转化关系。
吸收的热量可以增加系统的内能，而释放的热量则会减少系统的内能。
热力学第一定律的应用范围广泛，可以用于解释各种不同系统中能量的转化过程。
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生产
M末 M初 0 M末
生产要素
产品
生产要素：土地, 厂房, 原料, 机器,
工人, 技术人员, 决策人员, 管理人员
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第4节 热容与能量均分定理
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作业： 3.8、3.10.
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• 热容：不同物质的混合
m, t1 t ?
m, t2
t c1t1 c2t2 t1 t2
Qp
dT
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• 定体热容与内能
热力学第一定律 : •dU W Q
准静态过程外界做功： W pdV
等容过程：dV 0 QV dU
CV
QV
dT
U T V
CV
,摩尔
U摩尔 T
V
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49
• 定压热容与焓
热力学第一定律 : •dU W Q 准静态过程外界做功： W pdV
1 2
Iz2
绕z轴转动的角速度的玻尔兹曼分布：
f
z
I
2kBT转
1/
2
exp
I
2 z
2kBT转
Ez转
1 02
Iz2 f
(z )dz
kBT转 2
kBT 2
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36
• 振动的能量均分定理
沿z轴振动的动能Ez振
1 2
mvz2
沿z轴振动的速度的玻尔兹曼分布：
f
vz
m
2kBT振
1/
2
exp
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12
• Mayer的贡献
1）用能量转化解释热带人群的静脉血含氧量高
2）“热是一种力，它可以转变为机械效应”
3）根据当时已有的实验结果计算热功当量
4）第一个用热力学指出有机物的生命活动不是
来自“生命力”，而是化学能转化为热的过程
5）用能量转化解释起电机、重力势能
6）用能量转化解释陨石穿越大气时的发光现象
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• 刚性双原子理想气体
质心平动自由度＝3 振动自由度＝0
绕质心转动自由度＝2
U 摩尔
1 2
RT3
2
5 2
RT
CV ,摩尔
dU摩尔 dT
5 2
R
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42
• 刚性双原子理想气体
气体 原子量
CV,m/R
CV ,摩尔 2.5R
H2 2.016
F2 37.9968
Cl2 70.906
质心平动自由度＝3
振动自由度＝0
绕质心转动自由度＝3
U 摩尔
1 2
RT3
3
0
6 2
RT
CV ,摩尔
dU摩尔 dT
3R
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气体
HCN H2S ClCN CO2 N2O SO2 H2O
CV/R
3.585 3.106 4.660 3.341 3.568 3.722 3.329
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• 热量的本质
1)热量是一种新的能量转移， 不同于机械的和电的作用方式； 2)热量是用内能差和非绝热过程 的功来定义的。
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• 热能与机械能的本质区别
热运动 :能量均匀分配 ,不能使 某些自由度的能量单独 增减。
机械运动: 能量集中在少数 几个自由度, 可以有选择地 使某些自由度的能量增减。
绕质心转动自由度＝3
振动自由度＝3NA 6
U 摩尔
1 2
kBT
23N
A
6
3N A
6kBT
3N AkBT 3RT
CV ,摩尔
dU摩尔 dT
3R
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• 定体热容与定压热容
定容热容CV
lim QV
T 0 T
QV
dT
定压热容C p
lim Qp
T 0 T
气体
氨 甲烷 乙炔 乙烯 乙烷 乙醇 甲醚 苯 丙烯 1-丁烯 顺-2-丁烯 反-2-丁烯
CV/R 3.387 3.277 4.101 4.200 5.387 8.330 7.121 11.637 67.269 9.522 9.915 8.811
45
• 固体：Dulong-Petit定理
质心平动自由度＝3
15
• Joule实验
水
搅拌机
水 多孔塞
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气体
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• 热力学第一定律
热力学状态A
W1
W2
绝热过程
W2＝W1
热力学状态B
只与状态 A和B有关的常量
参与作功的力并不需要是保守力！
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• 机械能守恒定律
力学状态A
W1
W2
力学状态B
W2＝W1 只与两个状态有关的常 量
mvz2 2kBT振
Ez振
0
1 2
mvz2
f
(vz
)dvz
kBT振 2
kBT 2
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• 振动的能量均分定理
沿z轴振动的势能U z振
1 2
Kz 2
沿z轴振动的位置的玻尔兹曼分布：
f
z
K
2kBT振
1/
2
exp
Kz 2 2kBT振
U z振
1 02
Kz2 f
(z)dz
kBT振 2
参与作功的力必须是保守力！
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• 内能
热力学状态A
W1
W2
绝热过程
热力学状态B
U ( A) U (B) W2＝W1 只与状态 A和B有关的常量
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• 热量
热力学状态A
非绝热过程
外界作功W
热力学状态B
系统在非绝热过程中吸收的“热量”
定义为：Q U AU BW
O2
32.0
N2 28.0134
HF 20.0064
2.445 2.788 3.251 2.506 2.504 5.737
HCl 36.461
2.524
HBr 80.912
2.525
HI 127.9125
2.621
NO 30.006
2.514
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Hale Waihona Puke CO 28.01042.501
43
• 刚性N(>2)原子理想气体
重量不变 水
酒精
重量不变
水银
重量不变
t 16C
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水
酒精
水银
t 0C
6
• Rumford实验 金属屑~ 54克
炮筒～51公斤，半小时温度上升39C
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7
• Rumford实验
水～8.5公斤
炮筒
两个半小时后，水沸腾！
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8
• Davy实验
钟摆装置 t 2C
2020/6/12
20
• 一般过程的热力学第一定律
热力学状态A
W1
W2
Q1
Q2
热力学状态B
U AU B W1 Q1 W2 Q2
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21
• 内能的本质
1)内能U不包含整体的机械动能； 2)内能也不包含整体的势能。 从微观上看，内能是相对于质心 的动能与相互作用势能之和。
2020/6/12
51
2020/6/12
52
• 例4-1
Q h汽 h水
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53
• 摩擦取火
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54
• 摩擦取火
木块比热 ~ 2.6 103焦/(千克 • 度)
木头比重～0.6 103千克/米3
木块长0.5米，宽0.1米，沿长边摩擦。 正压力20牛顿，摩擦系数0.4。
摩擦生热透入木块深度 ～104米 来回摩擦一次使加热部分升温多少？
kBT 2
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• 转动与振动的能量均分定理
1)每个转动自由度的平均能量也为1 2
k
BT；
2)每个振动自由度的平均动能和平均势能
分别为1 2
kBT。
注：这里的转动是分子 绕内部轴的转动，
振动是分子内部各部分 之间的相对运动。
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• 单原子理想气体
平动自由度＝3
振动自由度＝0
2
2
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31
• 摩尔热容
热容C lim Q
T 0 T
摩尔热容 Cm
热容 摩尔数
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32
• 热容与过程有关
热容C lim Q
T 0 T
吸热Q与过程有关
热容C也与过程有关。
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33
• 平动的能量均分定理
U 摩尔
E动能，摩尔
NA
3 2
kBT
3 2
RT
CV ,摩尔
转动自由度＝0
U 摩尔
3 2
kBT
NA
3 2
RT
CV ,摩尔
dU摩尔 dT
3 2
R
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40
• 单原子理想气体
CV ,摩尔 1.5R
气体 分子量
CV,m/R
He 4.0026 Ne 20.183 Ar 39.948 Ke 83.80 Xe 131.30