關于內能的緊急問題
哪些是內能一個體系處在某一狀態，假如描述狀態的化學、化學性質，如氣溫、壓強、體積、組成等，都有固定不變的數值，那末，這個狀態在宏觀上就稱為平衡狀態或靜止狀態。平衡狀態并不意味著物質的運動消失了，實際上，物質內部的分子、原子、電子等，仍處在不停的激烈運動之中。為此，宏觀上靜止狀態的物質仍具有一定能量，這些能量稱為內能(U)。體系的內能，包括體系內各類物質的分子聯通動能、分子間位能、分子轉動能、分子振動能、電子運動能、核能等。嚴格地講，在討論體系的內能時，還要涉及整個體系的聯通動能，以及體系處在電磁場或引力場中的位能。但在研究物理變化問題上，這一部份能量的變化，相對來說比較小，顯...全部
哪些是內能一個體系處在某一狀態，假如描述狀態的化學、化學性質，如氣溫、壓強、體積、組成等，都有固定不變的數值，那末，這個狀態在宏觀上就稱為平衡狀態或靜止狀態。平衡狀態并不意味著物質的運動消失了，實際上，物質內部的分子、原子、電子等，仍處在不停的激烈運動之中。
為此，宏觀上靜止狀態的物質仍具有一定能量，這些能量稱為內能(U)。體系的內能，包括體系內各類物質的分子聯通動能、分子間位能、分子轉動能、分子振動能、電子運動能、核能等。嚴格地講，在討論體系的內能時，還要涉及整個體系的聯通動能，以及體系處在電磁場或引力場中的位能。
但在研究物理變化問題上，這一部份能量的變化，相對來說比較小，變得很不重要，所以常常把它們忽視掉。內能U既然是體系內部能量的總和，它就是體系本身的性質，所以只取決于狀態，包括：物態、溫度、壓強、組成和固體的晶形等。
在一定狀態下，內能U應有一定的值。所以，內能的變化只決定于起始狀態和終了狀態，與變化的途徑無關。按照狀態函數的定義(即與狀態有關而與途徑無關的數學量稱為狀態函數)可知，內能是一種狀態函數。假定一個體系從具有內能U1的某一狀態，經歷一個過程變為具有內能U2的另一狀態。
體系的內能變了，必然與環境發生能量的交換。能量交換的方式不外乎熱量和功。根據熱力學第一定理，體系內能的增量△U=U2-U1，必須等于體系和環境交換的總能量，即熱量和功之和。體系從環境吸收的熱量Q使體系的內能降低，而體系對環境做的功則使體系的內能減低，所以它們各自取正號和減號來與體系內能的增量相聯系。
因而就得到熱力學第一定理的物理表示式如△U=U2-U1=Q-W上式中，功W包括膨脹功W膨和非膨脹功W非兩項，即W=W膨+W非。而在熱物理中，一般所討論的是只形成膨脹功，而不形成非膨脹功的反應，即W=0，而膨脹功W膨=p外(V2-V1)=p外△V，所以△U=Q-p外△V。
假如體系的變化是等容過程，則上式中△V=0，∴△U=QV-p△V=QV……(1)或QV＝△U(1)式表明，在不做非膨脹功的等容過程中，物理反應的等容熱效應(QV)與體系內能的增量(△U)一樣，只取決于體系的始態和終態，而與途徑無關。
內能內能是指物體內部分子熱運動的各類方式的動能（平動動能、轉動動能和震動動能）以及分子間勢能的總和。內能是系統的狀態函數，與氣溫和容積有關，也與物質質量有關。在國際單位制中，內能的單位是焦耳。
物體的氣溫下降，物體內能降低。由于分子無規則運動推進，分子的動能降低；還由于通常物體受熱容積膨脹，分子寬度離減小，分子的勢能降低。相反，物體的濕度增加時，物體的內能就降低。整塊物體破成尸塊或粉末，分子的勢能就要降低。
物態變化也伴隨著物體內能的變化。在熔解、蒸發、沸騰等過程中，其氣溫不變時，物體容積發生了變化，物體的內能也降低。相反，在融化和液化等過程，物體的內能減低。另外，質量越大，分子數越多，它的內能就越大。
另外必須強調，在任何情況下系統總具有內能，而在個別情況下，系統可以沒有機械能。如在地面上的系統處于靜止狀態時，從宏觀角度看，可以說系統無動能又無勢能，其機械能等于零。但是組成該系統的分子，在任何情況下都在不停的運動，系統的內能永遠不等于零，所以系統的內能不同于系統的機械能。
一、分子動能氣溫是分子平均動能的標志，氣溫越高，分子運動越劇烈，分子平均動能越大．分子平均速率和平均動能是一個宏觀統計概念，氣溫越高，分子平均動能越大，但并不是所有分子動能都減小，某些分子動能還有可能降低．二、分子勢能由分子間斥力決定的一種能量，與分子寬度離有關，宏觀上表現出與物體容積有關．當分子寬度離小于平衡距離時，分子力表現為引力，此時減小分子寬度離，分子力作負功，分子勢能降低；當分子寬度離大于平衡距離時，分子力為作用力，此時降低距離，分子力還是做負功，分子勢能降低；由此可見分子寬度離等于平衡距離時分子勢能最小什么是內能，但不一定為零，由于分子勢能是相對的．分子勢能與分子寬度離的關系如圖所示．三、物體的內能物體內所有分子的動能和分子勢能的總和叫內能．(1)定義或解釋①內能是指物體內部分子熱運動的各類方式的動能(平動動能、轉動動能和震動動能)以及分子間勢能的總和。
②內能是一個完全由系統的初、終狀態所決定的數學量，它和所經歷的途徑無關，內能是系統的狀態函數。(2)單位在國際單位制中，內能的單位是焦耳，常用的單位還有爾格。
(3)說明①能的概念比較具象，但極為重要。是教學中的重點，也是難點。須要通過教學，讓中學生逐漸對它有一個較為正確和深刻的認識。關于內能，完整地說，不僅分子的熱運動動能和分子間的勢能外，還有分子、原子內的能量和原子核內的能量等等，當有電磁場和系統互相作用對，還應包括相應的電磁方式的能。
但在力學范圍內，物體的內能主要表現為分子的熱運動，因而在力學中，對內能作(1)中①的表述，也是完全可以的。在(1)中②的講法中，內能和其他方式的能一樣，也是狀態函數。這個推論是焦耳從1840—1879年，通過多種實驗裝置，經過多次實驗后得出的。
焦耳發覺，只要系統的初、終狀態不變，在各類不同的絕熱過程中，采用各不相同的做功方式，所測得功的數值都相同。也就是說，所做的功和過程的途徑無關，僅由系統的初、終狀態所決定。由此可見，內能也是系統的態函數。
②和討論重力勢能一樣，我們能確定的只是內能的變化。由于任何態的內能，只有在標準參考態的值確定后，才可能做出相應的確定值。這個值只是相對于標準參考態的內能，假如要測得系統某一狀態內能的絕對值，是不可能的。
③系統內能的增減，假如單純是因為機械功所致，這么內能的變化，可以用作功來量度；假如單純是因為傳遞熱量所致，這么內能的變化，可以用熱量來量度。但是在好多的變化過程中，除了作功的途徑各不相同，但是熱傳遞和作功常常同時進行，這就使問題顯得比較復雜。
鑒于系統的內能是個狀態函數，只要初、終狀態確定，系統的內能也就急劇確定。至于系統經過何種形式變化，中間經過一些哪些狀態都毫無關系。對于理想二氧化碳來說，因為不存在分子間的互相作用，也就沒有分子間的勢能，所以它的內能的確定就更簡單了，完全由態函數——溫度來確定。
依據能量按自由度均分原理，每一個分子的總的平均動能為去知T對于理想二氧化碳來說，其中每一個分子的內能就是去％T，這么l摩爾的理想二氧化碳的內能為E0=N0(iKT/2)=(i/2)RT，n摩爾的理想二氧化碳的內能為E=n(i/2)RT④必須強調，在任何情況下系統總具有內能，而在個別情況下，系統可以沒有機械能。
如在地面上的系統處于靜止狀態時，從宏觀角度看，可以說系統無動能又無勢能，其機械能等于零。但是組成該系統的分子，在任何情況下都在不停的運動，系統的內能永遠不等于零，所以系統的內能不同于系統的機械能。
⑤還必須說明“內能”和有些書中所提及的“熱能”間的關系，在熱力學范圍內，內能包括兩部份，一部份是和分子的熱運動相對應的動能E加另一部份是由分子之間的互相斥力所造成的分子勢能刀。
在有些書中，把這前一部份物體內部分子熱運動的動能EK稱作熱能。這樣什么是內能，熱能就成了內能的一部份。內能的三個公式E=3/2RTE=5/2RTE=7/2RTE=3RT似乎是用于固體二氧化碳內能有三個部份組成：分子的線性運動，分子的旋轉，分子的震動。
對于單原子二氧化碳，覺得原子為質點時，不存在旋轉和震動。所以是3/2RT而對于雙原子、多原子二氧化碳，要因體溫而定。高溫時，旋轉和震動作用小，所以也約為3/2RT,隨著氣溫的下降，旋轉和震動作用日漸提高，便漸漸變為5/2RT甚至7/2RT。
以雙原子二氧化碳H2為例，100k以下，E約為3/2RT；100k-500k時，3/2RT常溫下（300k)，單、雙、多原子二氧化碳分別接近于3/2RT,5/2RT,7/2RT。因為受氣溫印象較大，這種公式偏差常常較大。通常情況下理想二氧化碳內能公式中的，，這兒i不是分子的自由度數，但在水溫不太高的情況下（分子可視為剛性分子），震動自由度，，此時內能公式中的i才是分子的自由度．二氧化碳分子熱運動能量的精典統計規律能量均分定律理想二氧化碳內能真實二氧化碳內能理想二氧化碳內能(ofof)內能定義：二氧化碳內能是指所有二氧化碳分子各類能量,及分子間互相作用勢能的總和。
理想二氧化碳分子除碰撞頓時外無互相作用，故無互相作用勢能。所以理想二氧化碳的內能定義為：平衡態下每位分子各類方式的動能和分子內部勢能之和．內能表達式:一個分子的平均總能w=ikt/21mol二氧化碳(含NA個分子)內能E=N(A)ikt/2=iRT/2M克理想二氧化碳內能：E=viRT/2(v為摩爾數)一定量的理想二氧化碳，當系統選取后該理想二氧化碳的內能僅是氣溫(T)的函數，亦稱二氧化碳的狀態一定時(即T一定)，內能就為一定值。
當系統與外界發生能量交換從一個狀態(T1)變化到另一狀態(T2)時，內能總是改變一定的數值:,即內能的變化僅僅由氣溫差決定，與狀態變化經歷的過程無關。收起
