楊著 高素美
溫度、內(nèi)能和熱量是初中物理熱學(xué)部分中涉及的三個(gè)非常重要的物理概念,很多同學(xué)常常理解不好,容易混淆:其實(shí)它們之間既有本質(zhì)的區(qū)別又有緊密的聯(lián)系。正確理解其中的區(qū)別和聯(lián)系才是解題的關(guān)鍵。
一、區(qū)別
1.溫度是用來(lái)表示物體冷熱程度的物理量
從宏觀講,溫度是人們對(duì)物體冷熱的感覺(jué),是表示物體在某一時(shí)刻所處狀態(tài)的物理量,因此溫度是一個(gè)狀態(tài)量。從微觀講,溫度是物體分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,是大量分子熱運(yùn)動(dòng)的集中體現(xiàn)。溫度只能說(shuō)“是多少”“升高或降低”,不能說(shuō)“有”“沒(méi)有”或“含有”等。
2.內(nèi)能是物體內(nèi)部所有分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和
由內(nèi)能的物理意義可以看出,物體的內(nèi)能也是一個(gè)狀態(tài)量。內(nèi)能的大小與物體的溫度、體積、質(zhì)量等因素有關(guān)。如果物體的溫度發(fā)生變化,其內(nèi)部的分子運(yùn)動(dòng)速度也發(fā)生變化,分子的動(dòng)能就發(fā)生變化,內(nèi)能的大小也會(huì)發(fā)生變化。當(dāng)物體的體積變化時(shí),分子間的距離會(huì)發(fā)生變化,作用力也會(huì)改變,分子勢(shì)能發(fā)生變化,從而使物體的內(nèi)能發(fā)生變化。對(duì)于相同狀態(tài)下的同種物質(zhì)而言,物體的質(zhì)量越大,則內(nèi)部分子數(shù)量越多,分子動(dòng)能和勢(shì)能的總和也越大,即物體的內(nèi)能也越大。對(duì)內(nèi)能只能說(shuō)“有”“大”“小”“增大”或“減小”。
3.熱量是指在熱傳遞過(guò)程中物體吸收或放出熱的多少
熱量是一個(gè)與熱傳遞過(guò)程相關(guān)的物理量,是指熱傳遞過(guò)程中內(nèi)能的改變量;熱量跟熱傳遞緊密相連,離開(kāi)了熱傳遞就無(wú)熱量可言。因此,熱量是一個(gè)過(guò)程量,它與物體的質(zhì)量、比熱容、溫度的變化量有關(guān)。對(duì)于熱量只能說(shuō)“吸收(或放出)多少”,不能在熱量名詞前加“有”“沒(méi)有”或“含有”。熱量的單位和能量的單位是一樣的。
二、聯(lián)系
1.溫度與內(nèi)能
對(duì)于某一物體而言,溫度升高,內(nèi)能一定增大,但不能反過(guò)來(lái)說(shuō)內(nèi)能增大,溫度一定升高。例如,晶體熔化時(shí),內(nèi)能增大但溫度不變。因?yàn)榫w熔化時(shí)所吸收的熱全部用于物體狀態(tài)的變化,即改變分子間的距離,從而改變分子勢(shì)能,最終改變物體的內(nèi)能。
2.溫度與熱量
一個(gè)物體溫度的升高可能是物體吸收了熱量,也可能是由于其他物體對(duì)其做功所引起的。物體溫度升高(降低),不一定吸收(放出)熱量。例如,把一段細(xì)鐵條不斷來(lái)回彎折,一段時(shí)間后,彎折處的溫度會(huì)升高,就是通過(guò)做功來(lái)實(shí)現(xiàn)的,而并非是吸收了熱量。反之,物體吸收(放出)熱量,溫度不一定升高(降低)。例如液體沸騰過(guò)程吸熱和晶體凝固過(guò)程放熱溫度都保持不變。
3.熱量與內(nèi)能
在熱傳遞過(guò)程中,熱量是內(nèi)能改變的量度。對(duì)于某一物體而言,物體吸收(放出)熱量時(shí),物體的內(nèi)能一定增大(減小);反之,物體的內(nèi)能增大(減?。?,不一定是吸收(放出)了熱量。
4.溫度、內(nèi)能、熱量
一個(gè)物體的溫度升高(降低),內(nèi)能增大(減?。?,可能吸收(放出)了熱量;一個(gè)物體吸收(放出)了熱量,內(nèi)能增大(減?。?,溫度可能升高(降低);一個(gè)物體的內(nèi)能增大(減?。赡芪樟耍ǚ懦觯崃?,溫度可能升高(降低)。
責(zé)任編輯/蔡華杰