區分熱學概念理清“三邊”關系

□楊學亮

區分熱學概念理清“三邊”關系

□楊學亮

溫度、熱量和內能是熱學中的三個重要概念，它們之間既有區別但又密切相聯，很多同學往往將這幾個概念混在一起，感覺它們之間的關系錯綜復雜.我們只有真正理解它們的本質內涵，理清了它們之間的關系，遇到相關的問題才不會再糾結.

一、內能和決定內能大小的因素

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

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，分子運動得越快，物體的動能越大

C.溫度高的物體具有的內能多，溫度低的物體具有的內能少

D.0℃的冰融化成0℃的水，由于溫度不變，所以它的內能不變

解析：沿海地區和內陸地區相比，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，所以沿海地區晝夜溫差小，A選項正確；物體的溫度越高，分子運動得越快，物體的內能越大，所以B選項錯誤；內能與溫度、質量、體積等因素有關，溫度高的物體內能不一定大，比如一杯開水比整個長江水的內能小得多，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，所以內能要增加，所以D選項錯誤.

答案：A

點評：內能和機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，內能要增加；水凝固結冰，溫度不變，但放出熱量，內能減小，所以溫度不是決定物體內能大小的唯一因素.

二、溫度與熱量的關系

溫度表示物體的冷熱程度，也是一個狀態量.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.內能是物體內所有分子動能和勢能的總和

解析：物體的內能增加，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；內能是物體內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、內能是狀態量，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、熱量與內能的關系

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

例3（2016·菏澤）下列現象中，通過熱傳遞改變內能的是（）.

解析：給冷水加熱，內能從一個物體轉移到另一個物體上，是通過熱傳遞改變物體的內能；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能.

答案：A

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