什么是內能_內能的相關性質介紹
基本定義
內能通常是指熱力學系統的熱運動能。 狹義的內能是指分子的熱動能，是一般物理過程中的可變內能。 它是物體內部所有分子進行熱運動時的分子動能和分子勢能的總和。
分子動能
物體內部是由分子組成的內能與什么有關，它們不斷地進行無規則運動，因此分子具有動能。 由于運動永遠不會停止，內能永遠不會為零，所以0°C的水也具有分子動能。 由于運動雜亂且速度不一，無法準確描述某個分子的運動速度。 因此，可以用劇烈與否等詞語來描述運動的速度和動能的大小。 更科學的描述是平均速度和平均動能。
溫度越高，分子運動越劇烈，平均動能越大。 溫度是分子不規則運動強度的反映。 物體的分子運動越劇烈，物體的溫度越高，意思是一樣的。
分子勢能
分子勢能是分子間相互作用產生的能量，體現為分子間力的大小和分子間距離的大小。 當分子間作用力和分子距離發生變化時，物體的物理狀態和體積就會發生宏觀的變化。 但體積變化并不大，所以我們往往不會考慮太多。 很多時候，我們還是從物理狀態來判斷分子勢能。
當物質狀態發生變化時，分子勢能的變化有一個特點——突變。 例如，當0℃的冰融化成0℃的水時，雖然溫度沒有變化，分子的動能也沒有變化，但由于融化是吸熱過程，所以吸收的能量被用來增加勢能分子的能量。 因此，我們說分子的勢能增加。物理資源網，內能增加而溫度不變。
所有分子
在比較不同物體的內能時，我們還需要考慮質量的因素，所以我們不能說溫度高的物體內能就大，也不能說內能高的物體就內能大。高溫。 例如，一小塊燒紅的鐵釘和一座冰山。 顯然冰山溫度低但內能高。 但在相同狀態下，質量大、溫度高的物體的內能一定大于質量小、溫度低的物體的內能。
相關屬性
從微觀角度看，系統的內能是組成系統的所有分子的隨機運動動能、分子間相互作用的勢能以及分子和原子核內部各種形式的能量的總和。 后兩項在大多數物理過程中是不變的，因此一般只需要考慮前兩項。 兩者之和就是通常所說的內能。 然而，在涉及電子激發和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）的能量會發生顯著變化。 這時，分子內部的能量必須在內能中考慮。 原子核的內能只在核物理過程中發生變化，所以大多數情況下，這部分能量不需要考慮。 內能的絕對量（主要是原子核的內能部分）尚不完全清楚，但不影響一般問題的求解。 內能我們經常關心的是它的變化。
拋開物質內部結構的細節不談，從宏觀上看，內能與系統在絕熱條件下做功的多少有關，是描述系統本身能量的狀態函數。 內能的宏觀定義為：ΔU=Wa，其中ΔU為內能的變化量，Wa為絕熱過程中系統對外做功的量。 在宏觀定義中，內能是一個相對量。
內能是物體和系統的固有屬性，即所有物體或系統都具有內能，它不依賴于外界是否存在或外界是否影響系統。
內能是一種廣延量（或能力性質），即在其他因素不變的情況下，內能的大小與物質的量（物質的量或質量）成正比。 [1]
內能是系統的狀態函數（簡稱狀態函數），即內能可以表示為系統某些狀態參數（如壓力、體積等）的具體函數。 功能的具體形式取決于具體的材料。 系統（具體取決于狀態方程）。 當系統處于某種平衡狀態時，系統的所有狀態參數都會獲得一個常數值，內能作為這些狀態參數的特定函數也將獲得一個常數值（雖然還不清楚其絕對值是多少）是）。
當系統發生某種變化，從原來的平衡狀態過渡到另一個新的平衡狀態時，內能的變化量只取決于變化前后系統的狀態，而不取決于變化是如何發生的（如變化的速度）并且與變化所經歷的曲折過程（例如是否經過等溫過程、等壓過程或任意過程）無關。 內能的這種性質與功和熱有著本質上的不同。
功和熱量都是系統與外界交換的能量，或者是系統吸收（從外界）或釋放（到外界）的能量。 一旦系統做功或者向外界傳遞熱量，這部分能量就不再是系統的能量（即不再是系統內能的一部分），而是成為系統的能量。外部物體（構成外部物體的內能或動能）。 一部分）。 系統只存在或含有內能（內能的存在不依賴于外界），不存在熱量或功（沒有外界與系統的相互作用，就沒有熱量和功）。 只有當系統受到外界（外力或溫差）的影響時，系統的部分內能才會以功或熱的形式傳遞給外界（反之亦然）。 工作量和熱量不僅取決于變更前后系統的狀態，還取決于變更的每個細節過程。
對于一定量的物質組成的系統，通過做功和傳熱與外界進行能量交換，引起系統狀態的變化，從而產生內能的變化。 它們之間的關系由熱力學第一定律給出。 對于沒有宏觀動能變化的系統，ΔU=W+Q，其中ΔU為內能的變化量，W為外界對系統做的功，Q為系統吸收的熱量（由外部世界）。 這個公式稱為熱力學第一定律的通用表達式。 內能的概念是基于焦耳等人大量精確的熱功當量實驗而提出的。 能量和內能概念的建立，標志著能量轉化和守恒定律（即熱力學第一定律）的真正建立。
正如重力對一定質量的物體所做的功的大小與物體下降的路徑無關一樣，只與物體下落前后的垂直位置有關。 焦耳的實驗證明，系統在絕熱條件下所做的功的大小與系統所經歷的具體過程無關內能與什么有關，只與系統所做的功有關。 與之前和之后的狀態有關。 過去，人們提出了引力勢能的概念，將過程功表達為僅與高度有關的勢能函數在不同高度處函數值的差異。 同樣，可以定義一個只依賴于系統狀態的函數，過程變量絕熱工作表就是該函數在不同狀態下的函數值之差。 這個定義的函數稱為內能。
【注】對于宏觀動能發生變化的系統，熱力學第一定律的通用表達式為：ΔEk+ΔU=W+Q，其中ΔEk為系統（宏觀）動能的變化量。