什么是内能_内能的相关性质介绍
基本定义
内能通常是指热力学系统的热运动能。 狭义的内能是指分子的热动能，是一般物理过程中的可变内能。 它是物体内部所有分子进行热运动时的分子动能和分子势能的总和。
分子动能
物体内部是由分子组成的内能与什么有关，它们不断地进行无规则运动，因此分子具有动能。 由于运动永远不会停止，内能永远不会为零，所以0°C的水也具有分子动能。 由于运动杂乱且速度不一，无法准确描述某个分子的运动速度。 因此，可以用剧烈与否等词语来描述运动的速度和动能的大小。 更科学的描述是平均速度和平均动能。
温度越高，分子运动越剧烈，平均动能越大。 温度是分子不规则运动强度的反映。 物体的分子运动越剧烈，物体的温度越高，意思是一样的。
分子势能
分子势能是分子间相互作用产生的能量，体现为分子间力的大小和分子间距离的大小。 当分子间作用力和分子距离发生变化时，物体的物理状态和体积就会发生宏观的变化。 但体积变化并不大，所以我们往往不会考虑太多。 很多时候，我们还是从物理状态来判断分子势能。
当物质状态发生变化时，分子势能的变化有一个特点——突变。 例如，当0℃的冰融化成0℃的水时，虽然温度没有变化，分子的动能也没有变化，但由于融化是吸热过程，所以吸收的能量被用来增加势能分子的能量。 因此，我们说分子的势能增加。物理资源网，内能增加而温度不变。
所有分子
在比较不同物体的内能时，我们还需要考虑质量的因素，所以我们不能说温度高的物体内能就大，也不能说内能高的物体就内能大。高温。 例如，一小块烧红的铁钉和一座冰山。 显然冰山温度低但内能高。 但在相同状态下，质量大、温度高的物体的内能一定大于质量小、温度低的物体的内能。
相关属性
从微观角度看，系统的内能是组成系统的所有分子的随机运动动能、分子间相互作用的势能以及分子和原子核内部各种形式的能量的总和。 后两项在大多数物理过程中是不变的，因此一般只需要考虑前两项。 两者之和就是通常所说的内能。 然而，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（不包括原子核内部）的能量会发生显着变化。 这时，分子内部的能量必须在内能中考虑。 原子核的内能只在核物理过程中发生变化，所以大多数情况下，这部分能量不需要考虑。 内能的绝对量（主要是原子核的内能部分）尚不完全清楚，但不影响一般问题的求解。 内能我们经常关心的是它的变化。
抛开物质内部结构的细节不谈，从宏观上看，内能与系统在绝热条件下做功的多少有关，是描述系统本身能量的状态函数。 内能的宏观定义为：ΔU=Wa，其中ΔU为内能的变化量，Wa为绝热过程中系统对外做功的量。 在宏观定义中，内能是一个相对量。
内能是物体和系统的固有属性，即所有物体或系统都具有内能，它不依赖于外界是否存在或外界是否影响系统。
内能是一种广延量（或能力性质），即在其他因素不变的情况下，内能的大小与物质的量（物质的量或质量）成正比。 [1]
内能是系统的状态函数（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）的具体函数。 功能的具体形式取决于具体的材料。 系统（具体取决于状态方程）。 当系统处于某种平衡状态时，系统的所有状态参数都会获得一个常数值，内能作为这些状态参数的特定函数也将获得一个常数值（虽然还不清楚其绝对值是多少）是）。
当系统发生某种变化，从原来的平衡状态过渡到另一个新的平衡状态时，内能的变化量只取决于变化前后系统的状态，而不取决于变化是如何发生的（如变化的速度）并且与变化所经历的曲折过程（例如是否经过等温过程、等压过程或任意过程）无关。 内能的这种性质与功和热有着本质上的不同。
功和热量都是系统与外界交换的能量，或者是系统吸收（从外界）或释放（到外界）的能量。 一旦系统做功或者向外界传递热量，这部分能量就不再是系统的能量（即不再是系统内能的一部分），而是成为系统的能量。外部物体（构成外部物体的内能或动能）。 一部分）。 系统只存在或含有内能（内能的存在不依赖于外界），不存在热量或功（没有外界与系统的相互作用，就没有热量和功）。 只有当系统受到外界（外力或温差）的影响时，系统的部分内能才会以功或热的形式传递给外界（反之亦然）。 工作量和热量不仅取决于变更前后系统的状态，还取决于变更的每个细节过程。
对于一定量的物质组成的系统，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，从而产生内能的变化。 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，ΔU=W+Q，其中ΔU为内能的变化量，W为外界对系统做的功，Q为系统吸收的热量（由外部世界）。 这个公式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功当量实验而提出的。 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。
正如重力对一定质量的物体所做的功的大小与物体下降的路径无关一样，只与物体下落前后的垂直位置有关。 焦耳的实验证明，系统在绝热条件下所做的功的大小与系统所经历的具体过程无关内能与什么有关，只与系统所做的功有关。 与之前和之后的状态有关。 过去，人们提出了引力势能的概念，将过程功表达为仅与高度有关的势能函数在不同高度处函数值的差异。 同样，可以定义一个只依赖于系统状态的函数，过程变量绝热工作表就是该函数在不同状态下的函数值之差。 这个定义的函数称为内能。
【注】对于宏观动能发生变化的系统，热力学第一定律的通用表达式为：ΔEk+ΔU=W+Q，其中ΔEk为系统（宏观）动能的变化量。