區(qū)分熱學(xué)概念理清“三邊”關(guān)系

□楊學(xué)亮

區(qū)分熱學(xué)概念理清“三邊”關(guān)系

□楊學(xué)亮

溫度、熱量和內(nèi)能是熱學(xué)中的三個重要概念，它們之間既有區(qū)別但又密切相聯(lián)，很多同學(xué)往往將這幾個概念混在一起，感覺它們之間的關(guān)系錯綜復(fù)雜.我們只有真正理解它們的本質(zhì)內(nèi)涵，理清了它們之間的關(guān)系，遇到相關(guān)的問題才不會再糾結(jié).

一、內(nèi)能和決定內(nèi)能大小的因素

內(nèi)能是物體所有分子動能和分子勢能的總和，是一個狀態(tài)量，只能說“具有”“增加”或“減小”.它的大小與物體的溫度、質(zhì)量、體積等因素有關(guān)，因此不能簡單地認(rèn)為溫度高的物體內(nèi)能就大.物體溫度不變，但內(nèi)能不一定不變.

例1（2016·泰安）下列說法中正確的是（）.

A.沿海地區(qū)晝夜溫差小，主要原因是水的比熱容較大

B.物體的溫度越高，分子運(yùn)動得越快，物體的動能越大

C.溫度高的物體具有的內(nèi)能多，溫度低的物體具有的內(nèi)能少

D.0℃的冰融化成0℃的水，由于溫度不變，所以它的內(nèi)能不變

解析：沿海地區(qū)和內(nèi)陸地區(qū)相比，在吸收或放出相同熱量的情況下，由于水的比熱容較大，溫度變化小，所以沿海地區(qū)晝夜溫差小，A選項正確；物體的溫度越高，分子運(yùn)動得越快，物體的內(nèi)能越大，所以B選項錯誤；內(nèi)能與溫度、質(zhì)量、體積等因素有關(guān)，溫度高的物體內(nèi)能不一定大，比如一杯開水比整個長江水的內(nèi)能小得多，所以C選項錯誤；0℃的冰融化成0℃的水，溫度不變，但要吸收熱量，所以內(nèi)能要增加，所以D選項錯誤.

答案：A

點評：內(nèi)能和機(jī)械能是兩種不同形式的能.冰融化、水沸騰，溫度雖然不變，但要吸收熱量，它的分子勢能要增加，內(nèi)能要增加；水凝固結(jié)冰，溫度不變，但放出熱量，內(nèi)能減小，所以溫度不是決定物體內(nèi)能大小的唯一因素.

二、溫度與熱量的關(guān)系

溫度表示物體的冷熱程度，也是一個狀態(tài)量.熱量是物體在熱傳遞過程中傳遞能量的多少，是一個過程量，對應(yīng)溫度升高或降低的過程，只能用“吸收”或“放出”來描述.

例2（2016·安徽）下列說法正確的是（）.

A.物體的內(nèi)能增加，則一定是外界對物體做了功

B.物體的溫度升高，則一定是從外界吸收了熱量

C.物體的溫度越高，含有的熱量越多

D.內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子動能和勢能的總和

解析：物體的內(nèi)能增加，可能是外界對物體做了功，也可能是吸收了熱量；物體的溫度升高，可能是從外界吸收了熱量，也可能是外界對物體做了功；熱量是個過程量，不能說一個物體含有多少熱量；內(nèi)能是物體內(nèi)部所有分子動能和分子勢能的總和.

答案：D

點評：要理解溫度、內(nèi)能是狀態(tài)量，而熱量是過程量的物理意義，比如我們可以說一個物體溫度是多少、內(nèi)能有多少，但不能說一個物體含有多少熱量.只能說物體溫度升高時吸收了多少熱量，或者溫度降低時放出了多少熱量.

三、熱量與內(nèi)能的關(guān)系

熱量是熱傳遞過程中內(nèi)能改變的量度.一般情況下，物體吸收熱量，內(nèi)能會增加；放出熱量，內(nèi)能會減??；但物體的內(nèi)能增加，不一定吸收了熱量；內(nèi)能減小，也不一定放出了熱量，因為改變內(nèi)能的方式有做功和熱傳遞兩種.

例3（2016·菏澤）下列現(xiàn)象中，通過熱傳遞改變內(nèi)能的是（）.

解析：給冷水加熱，內(nèi)能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體上，是通過熱傳遞改變物體的內(nèi)能；壓縮空氣做功、下滑時摩擦做功、搓手取暖都是通過做功的方式在改變物體的內(nèi)能.

答案：A

點評：改變物體內(nèi)能有兩種方式：做功和熱傳遞，熱傳遞和做功對改變物體的內(nèi)能是等效的.同學(xué)們分析問題要全面，不能只片面考慮其中的一種情況.