浅谈初中物理中温度、热量和内能三者间的区别与联系

浅谈初中物理中温度、热量和内能

三者间的区别与联系

神木县教研室张永强

热学是初中物理的一个重要内容，温度、热量和内能三者之间既有联系，又有区别。大多数学生学习内能的知识后，对温度、内能、热量这三个物理量的概念及相互关系不能正确理解，为帮助学生理解和应用，现将三者的区别和联系总结如下：

一、三者的区别

首先我们看三者的定义：

1、温度表示物体的冷热程度，从分子运动理论的观点来看，温度是分子热运动激烈程度的标志，对同一物体而言，温度只能说“是多少”或“达到多少”，不能说“有”“没有”或“含有”等。

2、内能是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。

内能只能说“有”，不能说“无”。只有当物体内能改变，并与做功或热传递相联系时，才有数量上的意义。

3、热量是在热传递过程中，物体吸收或放出热的多少，其实质是内能的变化量。热量跟热传递紧密相连，离开了热传递就无热量可言。对热量只能说“吸收多少”或“放出多少”，不能在热量名词前加“有”或“没有”“含有”。

其次深层次的理解：

1、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。

2、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（反映物体内部分子数的多少，影响分子的动能）、体积（反映分子间平均距离的大小，影响分子间的势能）、温度及构成物体的物质种类都有关系。一个物体温度升高时，它的内能增大，温度降低时，内能减小。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。

3、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、三者的联系：

1、内能和温度的关系

物体内能的变化，不一定引起温度的变化。这是由于物体内能变化的同时，有可能发生物态变化。物体在发生物态变化时内能变化了，温度有时变化有时却不变化。如晶体的熔化和凝固过程，还有液体沸腾过程，内能虽然发生了变化，但温度却保持不变。温度的高低，标志着物体内部分子运动速度的快慢。

因此，物体的温度升高，其内部分子无规则运动的速度增大，分子的动能增大，因此内能也增大，反之，温度降低，物体内能减小。因此，物

体温度的变化一定会引起内能的变化。

例1 下列说法中正确的是（）

（A）温度为0℃的物体没有内能

（B）温度高的物体内能一定多

（C）物体的内能增加，它的温度一定升高

（D）一个物体温度升高，内能一定增加

正确答案：（D）

2、内能与热量的关系

物体的内能改变了，物体却不一定吸收或放出了热量，这是因为改变物体的内能有两种方式：做功和热传递。即物体的内能改变了，可能是由于物体吸收（或放出）了热量也可能是对物体做了功（或物体对外做了功）。

而热量是物体在热传递过程中内能变化的量度。物体吸收热量，内能增加，物体放出热量，内能减少。因此物体吸热或放热，一定会引起内能的变化。

热量的实质是内能的转移过程。例如两个物体之间发生热传递，高温物体放出了20J的热量，表示它的内能减少了20J；同样低温物体吸收了20J的热量，则内能增加了20J，实际上就是20J的内能从高温物体传给了低温物体。

物体吸收热量，分子运动剧烈，内能增加，但内能的增加不仅可以通过吸热来实现，还可以通过对物体做功来实现。在不清楚内能变化的过程时，我们不能肯定究竟是通过哪种方式实现的。

另外要注意的是热量是一个过程量，而内能是状态量，因此我们不能说物体含有热量。

例2 下列说法中正确的是（）

（A）物体吸收热量，内能一定增加

（B）物体的温度升高，内能一定增加

（C）物体的内能增加，一定吸收了热量

（D）温度很低的物体没有内能

正确答案：（A）

3、热量与温度的关系

物体吸收或放出热量，温度不一定变化，这是因为物体在吸热或放热的同时，如果物体本身发生了物态变化（如冰的熔化或水的凝固）这时，物体虽然吸收（或放出）了热量，但温度却保持不变。

物体温度改变了，物体不一定要吸收或放出热量，也可能是由于对物体做功（或物体对外做功）使物体的内能变化了，温度改变了。

例3 下列说法中正确的是（）

（A）物体温度升高，它一定吸收了热量

（B）物体吸收了热量，温度一定升高

（C）物体吸收了热量，它的内能就会增加

（D）物体温度升高，它的内能一定增加正确答案：（C）、（D）。

例4 关于物体的温度、热量、内能的说法中，正确的是（）

（A）物体的内能增大时，其温度就会升高

（B）物体的温度升高时，其内能就增大

（C）物体的温度升高时，物体的热量就增加

（D）物体的内能越大，物体的热量就越多

正确答案：（B）

例5 关于热量、温度、内能的关系，下列说法中正确的是（）

（A）物体吸收了热量，它的温度一定升高，内能一定增加

（B）物体温度升高，它的内能一定增加，一定是吸收了热量

（C）物体内能增加了，它一定吸收了热量，温度一定升高

（D）物体吸收了热量，它的内能一定增加，温度可能升高

正确答案：（D）

关于温度和热量的关系，可以从两个方面来理解：一方面，物体吸收或放出热量，但温度不一定改变。例如晶体熔化和液体沸腾，物体吸热，但不升温；液体凝固成晶体和气体液化，物体放热，但不降温。另一方面，物体温度发生变化，不一定是由于吸热或放热。因为做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。

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。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。