論溫度、內(nèi)能、熱量的區(qū)別與聯(lián)系

陳永創(chuàng)

摘 要：溫度、內(nèi)能和熱量三者間有緊密的聯(lián)系，以致難以區(qū)分，導(dǎo)致學(xué)生面對此類問題時思維混亂，無從下手.引導(dǎo)學(xué)生正確理解這三個概念的物理意義，認(rèn)清它們之間區(qū)別與聯(lián)系，同時借助一些特例，就能輕而易舉地解決這一難點問題.

關(guān)鍵詞：溫度；內(nèi)能；熱量；區(qū)別；聯(lián)系

在初中階段，同學(xué)們學(xué)習(xí)內(nèi)能時必然會遇到類似于以下的題目：

例：關(guān)于溫度、熱量和內(nèi)能，下列說法正確的是（ ）

A.溫度高的物體內(nèi)能一定大，溫度低的物體內(nèi)能一定小

B.物體的內(nèi)能與溫度有關(guān)，只要溫度不變，物體的內(nèi)能就一定不變

C.內(nèi)能小的物體也可能將熱量傳給內(nèi)能大的物體

D.物體的溫度越高，所含熱量越多

面對這樣的題目，很多同學(xué)往往覺得思維混亂，似是而非，無從下手.此考點重在考查學(xué)生對溫度、內(nèi)能、熱量三個概念的理解，這是初中物理中的一個難點.要想真正攻克此難點教師必須引導(dǎo)學(xué)生深入理解它們的區(qū)別與聯(lián)系.

1 溫度、內(nèi)能、熱量概念的區(qū)別

溫度：表示物體的冷熱程度，它是一個狀態(tài)量，所以只能說“物體的溫度是多少”.兩個不同狀態(tài)間的物體可以比較溫度的高低.溫度是不能“傳遞”和“轉(zhuǎn)移”的，其單位是“攝氏度”.從分子運動理論的觀點來看，它跟物體內(nèi)部分子的無規(guī)則運動情況有關(guān)，溫度越高，分子無規(guī)則運動的平均動能就越大，分子運動就越劇烈.因此可以說，溫度的高低是分子無規(guī)則運動的劇烈程度的標(biāo)志.

內(nèi)能：是能量的一種形式，它是物體內(nèi)部所有分子無規(guī)則運動的動能與分子勢能的總和.分子的熱運動所具有的能量表現(xiàn)為分子動能，分子間由于具有相互作用的引力和斥力而具有的能量表現(xiàn)為分子勢能.內(nèi)能和溫度一樣，也是一個狀態(tài)量，通常用“具有”“含有”等詞來修飾，其單位是“焦耳”.對于同一物體而言，內(nèi)能大小與溫度有關(guān)，溫度升高，內(nèi)能增大，溫度降低，內(nèi)能減??；對于不同的物體而言，內(nèi)能的大小除與溫度有關(guān)之外，還與質(zhì)量、體積、狀態(tài)有關(guān).以水為例，在溫度一定的情況下，一桶水和一勺水相比較，由于單個水分子所具有的內(nèi)能是一樣的，由于一桶水所含的水分子數(shù)目較多，所以一桶水具有的內(nèi)能就多；水通常以固態(tài)冰、液態(tài)水、氣態(tài)水蒸氣三種形式存在，固態(tài)物質(zhì)分子間有強(qiáng)大的作用力，分子排列十分緊密，液體物質(zhì)分子間的作用力較固體小，分子也沒有固定的位置，運動較自由，氣態(tài)物質(zhì)分子間作用力極小，可以忽略不計，極度散亂，間距很大，由于固液氣三態(tài)物質(zhì)的分子在排列組合方式上不同，導(dǎo)致分子間的分子動能和分子勢能也不一樣，當(dāng)然它們所具有的內(nèi)能也不一樣.

熱量：是指在熱傳遞過程中，傳遞內(nèi)能的多少.它反映了熱傳遞過程中，內(nèi)能轉(zhuǎn)移的數(shù)量，是內(nèi)能轉(zhuǎn)移多少的量度，是一個過程量，要用“吸收”或“放出”來表述而不能用“具有”或“含有”.熱量定義的條件是“在熱傳遞過程中”，因此只有發(fā)生了熱傳遞，才能談及熱量，所以物體本身沒有熱量.

2 溫度、內(nèi)能、熱量之間的聯(lián)系

2.1 溫度與內(nèi)能

因為溫度越高，物體內(nèi)的分子做無規(guī)則運動的速度越大，分子的平均動能越大.但要注意：溫度不是內(nèi)能變化的唯一標(biāo)志.“溫度不變時，它的內(nèi)能一定不變”是錯誤的.如晶體熔化、液體沸騰時，溫度保持不變，但要吸熱，內(nèi)能增加.即內(nèi)能增大時，其溫度不一定升高.例如：冰熔化成水.

2.2 溫度與熱量

溫度反映的是分子無規(guī)則運動的劇烈程度.物體溫度越高，分子運動越劇烈.熱量是在熱傳遞過程中，內(nèi)能轉(zhuǎn)移的多少.熱傳遞中，高溫物體放出熱量，內(nèi)能減小，溫度降低，低溫物體吸收熱量，內(nèi)能增加，溫度升高.兩物體間不存在溫度差時，雖然物體都有溫度，但沒有熱傳遞，便談不上“熱量”.

小結(jié)：熱量是過程量，只有傳遞過程中才能體現(xiàn)，表達(dá)時只能說“傳遞了”、“吸收了”或“放出了”多少熱量.絕對不能說“具有”、“含有”多少熱量.同時熱傳遞都遵循“高溫傳給低溫”的規(guī)律.

2.3 熱量與內(nèi)能

熱量反映了熱傳遞過程中，內(nèi)能轉(zhuǎn)移的數(shù)量.要注意：內(nèi)能增減并不只與吸收或放出熱量有關(guān)，做功也可以改變物體內(nèi)能.物體內(nèi)能的改變方法有熱傳遞和做功兩種方法，這兩種方法在改變物體的內(nèi)能上是等效的.但內(nèi)能增加，不一定是吸收熱量.做功也能是物體內(nèi)能增加.例如：摩擦生熱.

理解溫度、內(nèi)能、熱量三者的區(qū)別與聯(lián)系后，再來看這道題：

例：關(guān)于溫度、熱量和內(nèi)能，下列說法正確的是（ ）

A.溫度高的物體內(nèi)能一定大，溫度低的物體內(nèi)能一定小

B.物體的內(nèi)能與溫度有關(guān)，只要溫度不變，物體的內(nèi)能就一定不變

C.內(nèi)能小的物體也可能將熱量傳給內(nèi)能大的物體

D.物體的溫度越高，所含熱量越多

總之，溫度、熱量和內(nèi)能三者之間既有聯(lián)系，又有本質(zhì)區(qū)別，極易造成混亂.只有正確理解這三個概念的物理意義，認(rèn)清它們之間區(qū)別與聯(lián)系，才能在做題時得心應(yīng)手去解決這一難點問題.

參考文獻(xiàn)：

[1]趙凱華.新概念物理教程·熱學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2002.