关于内能的紧急问题
哪些是内能一个体系处在某一状态，假如描述状态的化学、化学性质，如气温、压强、体积、组成等，都有固定不变的数值，那末，这个状态在宏观上就称为平衡状态或静止状态。平衡状态并不意味着物质的运动消失了，实际上，物质内部的分子、原子、电子等，仍处在不停的激烈运动之中。为此，宏观上静止状态的物质仍具有一定能量，这些能量称为内能(U)。体系的内能，包括体系内各类物质的分子联通动能、分子间位能、分子转动能、分子振动能、电子运动能、核能等。严格地讲，在讨论体系的内能时，还要涉及整个体系的联通动能，以及体系处在电磁场或引力场中的位能。但在研究物理变化问题上，这一部份能量的变化，相对来说比较小，显...全部
哪些是内能一个体系处在某一状态，假如描述状态的化学、化学性质，如气温、压强、体积、组成等，都有固定不变的数值，那末，这个状态在宏观上就称为平衡状态或静止状态。平衡状态并不意味着物质的运动消失了，实际上，物质内部的分子、原子、电子等，仍处在不停的激烈运动之中。
为此，宏观上静止状态的物质仍具有一定能量，这些能量称为内能(U)。体系的内能，包括体系内各类物质的分子联通动能、分子间位能、分子转动能、分子振动能、电子运动能、核能等。严格地讲，在讨论体系的内能时，还要涉及整个体系的联通动能，以及体系处在电磁场或引力场中的位能。
但在研究物理变化问题上，这一部份能量的变化，相对来说比较小，变得很不重要，所以常常把它们忽视掉。内能U既然是体系内部能量的总和，它就是体系本身的性质，所以只取决于状态，包括：物态、温度、压强、组成和固体的晶形等。
在一定状态下，内能U应有一定的值。所以，内能的变化只决定于起始状态和终了状态，与变化的途径无关。按照状态函数的定义(即与状态有关而与途径无关的数学量称为状态函数)可知，内能是一种状态函数。假定一个体系从具有内能U1的某一状态，经历一个过程变为具有内能U2的另一状态。
体系的内能变了，必然与环境发生能量的交换。能量交换的方式不外乎热量和功。根据热力学第一定理，体系内能的增量△U=U2-U1，必须等于体系和环境交换的总能量，即热量和功之和。体系从环境吸收的热量Q使体系的内能降低，而体系对环境做的功则使体系的内能减低，所以它们各自取正号和减号来与体系内能的增量相联系。
因而就得到热力学第一定理的物理表示式如△U=U2-U1=Q-W上式中，功W包括膨胀功W膨和非膨胀功W非两项，即W=W膨+W非。而在热物理中，一般所讨论的是只形成膨胀功，而不形成非膨胀功的反应，即W=0，而膨胀功W膨=p外(V2-V1)=p外△V，所以△U=Q-p外△V。
假如体系的变化是等容过程，则上式中△V=0，∴△U=QV-p△V=QV……(1)或QV＝△U(1)式表明，在不做非膨胀功的等容过程中，物理反应的等容热效应(QV)与体系内能的增量(△U)一样，只取决于体系的始态和终态，而与途径无关。
内能内能是指物体内部分子热运动的各类方式的动能（平动动能、转动动能和震动动能）以及分子间势能的总和。内能是系统的状态函数，与气温和容积有关，也与物质质量有关。在国际单位制中，内能的单位是焦耳。
物体的气温下降，物体内能降低。由于分子无规则运动推进，分子的动能降低；还由于通常物体受热容积膨胀，分子宽度离减小，分子的势能降低。相反，物体的湿度增加时，物体的内能就降低。整块物体破成尸块或粉末，分子的势能就要降低。
物态变化也伴随着物体内能的变化。在熔解、蒸发、沸腾等过程中，其气温不变时，物体容积发生了变化，物体的内能也降低。相反，在融化和液化等过程，物体的内能减低。另外，质量越大，分子数越多，它的内能就越大。
另外必须强调，在任何情况下系统总具有内能，而在个别情况下，系统可以没有机械能。如在地面上的系统处于静止状态时，从宏观角度看，可以说系统无动能又无势能，其机械能等于零。但是组成该系统的分子，在任何情况下都在不停的运动，系统的内能永远不等于零，所以系统的内能不同于系统的机械能。
一、分子动能气温是分子平均动能的标志，气温越高，分子运动越剧烈，分子平均动能越大．分子平均速率和平均动能是一个宏观统计概念，气温越高，分子平均动能越大，但并不是所有分子动能都减小，某些分子动能还有可能降低．二、分子势能由分子间斥力决定的一种能量，与分子宽度离有关，宏观上表现出与物体容积有关．当分子宽度离小于平衡距离时，分子力表现为引力，此时减小分子宽度离，分子力作负功，分子势能降低；当分子宽度离大于平衡距离时，分子力为作用力，此时降低距离，分子力还是做负功，分子势能降低；由此可见分子宽度离等于平衡距离时分子势能最小什么是内能，但不一定为零，由于分子势能是相对的．分子势能与分子宽度离的关系如图所示．三、物体的内能物体内所有分子的动能和分子势能的总和叫内能．(1)定义或解释①内能是指物体内部分子热运动的各类方式的动能(平动动能、转动动能和震动动能)以及分子间势能的总和。
②内能是一个完全由系统的初、终状态所决定的数学量，它和所经历的途径无关，内能是系统的状态函数。(2)单位在国际单位制中，内能的单位是焦耳，常用的单位还有尔格。
(3)说明①能的概念比较具象，但极为重要。是教学中的重点，也是难点。须要通过教学，让中学生逐渐对它有一个较为正确和深刻的认识。关于内能，完整地说，不仅分子的热运动动能和分子间的势能外，还有分子、原子内的能量和原子核内的能量等等，当有电磁场和系统互相作用对，还应包括相应的电磁方式的能。
但在力学范围内，物体的内能主要表现为分子的热运动，因而在力学中，对内能作(1)中①的表述，也是完全可以的。在(1)中②的讲法中，内能和其他方式的能一样，也是状态函数。这个推论是焦耳从1840—1879年，通过多种实验装置，经过多次实验后得出的。
焦耳发觉，只要系统的初、终状态不变，在各类不同的绝热过程中，采用各不相同的做功方式，所测得功的数值都相同。也就是说，所做的功和过程的途径无关，仅由系统的初、终状态所决定。由此可见，内能也是系统的态函数。
②和讨论重力势能一样，我们能确定的只是内能的变化。由于任何态的内能，只有在标准参考态的值确定后，才可能做出相应的确定值。这个值只是相对于标准参考态的内能，假如要测得系统某一状态内能的绝对值，是不可能的。
③系统内能的增减，假如单纯是因为机械功所致，这么内能的变化，可以用作功来量度；假如单纯是因为传递热量所致，这么内能的变化，可以用热量来量度。但是在好多的变化过程中，除了作功的途径各不相同，但是热传递和作功常常同时进行，这就使问题显得比较复杂。
鉴于系统的内能是个状态函数，只要初、终状态确定，系统的内能也就急剧确定。至于系统经过何种形式变化，中间经过一些哪些状态都毫无关系。对于理想二氧化碳来说，因为不存在分子间的互相作用，也就没有分子间的势能，所以它的内能的确定就更简单了，完全由态函数——温度来确定。
依据能量按自由度均分原理，每一个分子的总的平均动能为去知T对于理想二氧化碳来说，其中每一个分子的内能就是去％T，这么l摩尔的理想二氧化碳的内能为E0=N0(iKT/2)=(i/2)RT，n摩尔的理想二氧化碳的内能为E=n(i/2)RT④必须强调，在任何情况下系统总具有内能，而在个别情况下，系统可以没有机械能。
如在地面上的系统处于静止状态时，从宏观角度看，可以说系统无动能又无势能，其机械能等于零。但是组成该系统的分子，在任何情况下都在不停的运动，系统的内能永远不等于零，所以系统的内能不同于系统的机械能。
⑤还必须说明“内能”和有些书中所提及的“热能”间的关系，在热力学范围内，内能包括两部份，一部份是和分子的热运动相对应的动能E加另一部份是由分子之间的互相斥力所造成的分子势能刀。
在有些书中，把这前一部份物体内部分子热运动的动能EK称作热能。这样什么是内能，热能就成了内能的一部份。内能的三个公式E=3/2RTE=5/2RTE=7/2RTE=3RT似乎是用于固体二氧化碳内能有三个部份组成：分子的线性运动，分子的旋转，分子的震动。
对于单原子二氧化碳，觉得原子为质点时，不存在旋转和震动。所以是3/2RT而对于双原子、多原子二氧化碳，要因体温而定。高温时，旋转和震动作用小，所以也约为3/2RT,随着气温的下降，旋转和震动作用日渐提高，便渐渐变为5/2RT甚至7/2RT。
以双原子二氧化碳H2为例，100k以下，E约为3/2RT；100k-500k时，3/2RT常温下（300k)，单、双、多原子二氧化碳分别接近于3/2RT,5/2RT,7/2RT。因为受气温印象较大，这种公式偏差常常较大。通常情况下理想二氧化碳内能公式中的，，这儿i不是分子的自由度数，但在水温不太高的情况下（分子可视为刚性分子），震动自由度，，此时内能公式中的i才是分子的自由度．二氧化碳分子热运动能量的精典统计规律能量均分定律理想二氧化碳内能真实二氧化碳内能理想二氧化碳内能(ofof)内能定义：二氧化碳内能是指所有二氧化碳分子各类能量,及分子间互相作用势能的总和。
理想二氧化碳分子除碰撞顿时外无互相作用，故无互相作用势能。所以理想二氧化碳的内能定义为：平衡态下每位分子各类方式的动能和分子内部势能之和．内能表达式:一个分子的平均总能w=ikt/21mol二氧化碳(含NA个分子)内能E=N(A)ikt/2=iRT/2M克理想二氧化碳内能：E=viRT/2(v为摩尔数)一定量的理想二氧化碳，当系统选取后该理想二氧化碳的内能仅是气温(T)的函数，亦称二氧化碳的状态一定时(即T一定)，内能就为一定值。
当系统与外界发生能量交换从一个状态(T1)变化到另一状态(T2)时，内能总是改变一定的数值:,即内能的变化仅仅由气温差决定，与状态变化经历的过程无关。收起
