溫度、熱量、內能三者的關系

王志國

溫度、熱量和內能是熱學中相互關聯的3個物理量。初中學生遇到判斷這3個物理量的問題時，時常出現錯誤。筆者擬就三者區別和關系進行簡要地分析。

定義和實質上的區別

溫度

1）定義：溫度是表示物體的冷熱程度的物理量。

2）實質：溫度是物體內部大量分子無規則劇烈程度的反映。溫度越高，物體內部分子運動得越激烈。

它是一個狀態量。若兩物體的溫度相同，則它們的冷熱程度相同。

熱量

1）定義：熱量是在熱傳遞過程中傳遞的能量叫熱量。

2）實質：它是熱傳遞過程中，物體內能的改變量。

它是一個過程量，它誕生在熱傳遞過程中，離開熱傳遞談熱量是毫無意義的。

內能

1）定義：物體內部所有分子作無規則運動的動能和分子勢能的總和。

2）實質：它是物體內部所含有的能量，它是無條件的，任何物體都具有內能。

它是一個狀態量。從微觀說，它的大小與分子運動的快慢、分子間距離、分子個數都有關系；從宏觀說，它的大小與物體的溫度、物體的體積、物體質量有關系。改變物體內能的方式有做功和熱傳遞兩種方式。

三者的關系

溫度與熱量的關系

1）物體吸收熱量，物體的溫度不一定升高。例如：晶體在熔化、汽化等物態變化過程，就是物體只吸收熱量，但其溫度保持不變。吸收的能量只用來改變物體內部的分子間的勢能，分子的平均動能并未改變。

2）物體溫度升高，物體不一定吸收熱量。例如：摩擦生熱現象中，物體的溫度升高是通過做功的方式實現的，并沒有發生熱傳遞。

熱量與內能的關系

1）物體吸收熱量，物體的內能增大。物體吸收熱量或是使物體升高溫度（增大分子的平均動能），或是改變物體的微觀結構（增大分子間的勢能）。例如：加熱水的時候，水在沸騰之前，隨著吸熱，水溫在升高，水的內能在增加；水在沸騰時，水仍然在吸熱，其溫度雖然保持不變，但有一部分水變成了水蒸氣，其分子勢能增大，其內能增大。

2）物體內能增加，物體不一定吸熱。因為改變內能的方式有兩種——做功和熱傳遞。例如：用鋸條鋸木材時，鋸條和木材發熱，引起內能的增加。

溫度與內能的關系

1）物體溫度升高，內能增大。物體溫度升高，分子的熱運動加劇，大量分子的平均動能增大，導致物體的內能增大。

2）物體內能增大，其溫度不一定升高。因為物體的內能不僅與溫度有關，還與體積、質量有關。

溫度、熱量、內能的關系

1）物體溫度升高，內能增加，但不一定是吸收了熱量。

2）物體吸收熱量，內能增加，但溫度不一定升高。

為便于記憶，三者關系可用圖1表示，圖中的“一定”和“不一定”是指一個量的變化是否“一定”或“不一定”引起另一個量的變化；“熱量的變化”是指吸熱或放熱。

（作者單位：河北省玉田縣鴉鴻橋鎮中學）