物理力學中什么是內能

物理力學中什么是內能

　　從微觀上說，系統內能是構成系統的所有分子無規則運動動能、分子間相互作用勢能、分子內部以及原子核內部各種形式能量的總和。后面兩項在大多物理過程中不變，因此一般只需要考慮前兩項，二者的總和就是通常所指的內能。但在涉及電子的激發、電離的物理過程中或發生化學反應時分子內部(不包括原子核內部)的能量將大幅變化，此時內能中必須考慮分子內部的能量。核內部能量僅在核物理過程中才會變化，因此絕大多數情形下，都不需要考慮這一部分的能量。內能的絕對量(主要是其中的核內部能量部分)還不完全清楚，但不影響解決一般問題，對于內能我們常常關心的是其變化量。

　　分為狹義內能和廣義內能。

　　狹義內能

　　在一般的物理問題中(不涉及電子的激發電離，化學反應和核反應)，內能中僅分子動能和勢能兩部分會發生改變，此時我們只關心這兩部分，而將這兩部分之和定義為內能。這是一種簡化的定義，即狹義內能。在涉及電子的激發電離，化學反應和核反應時，為不引起誤解狹義內能應嚴格稱為熱力學能(以前稱為熱能，熱能這一概念在一些工程領域內仍廣泛使用)。

　　廣義內能

　　在不涉及核反應的物理過程或化學過程中，原子核內部的能量不會改變，此時可以將內能定義為熱力學能與電子能之和。最廣義的內能就是物體或系統內部一切微觀粒子的一切運動形式所具有的能量總和。即熱力學能、電子能與原子核內部能量之和。

　　變化途徑

　　(1)做功可以改變物體的內能。(如鉆木取火)

　　內能變化

　　內能變化

　　(2)熱傳遞可以改變物體的內能。(如放置冰塊使物體降溫)

　　熱傳遞的三種形式：熱傳導，熱對流(一般見于氣體和液體)以及熱輻射，熱傳遞的條件是物體間必須有溫度差。

　　做功和熱傳遞在改變內能的效果上是等效的。做功使其他形式的能如機械能等轉化為內能;熱傳遞使物體間的內能發生轉移。