溫度、內(nèi)能、熱量等是熱學(xué)中幾個(gè)非常重要而又容易混淆的基本概念，我們?cè)趯W(xué)習(xí)中，不僅要從概念建立的角度理解它們的物理意義還要注意把握這些概念間的內(nèi)在聯(lián)系和本質(zhì)區(qū)別。

 

　　1．溫度

 

　　物體內(nèi)部分子熱運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)決定著物體溫度的高低，溫度是組成物體所有分子平均動(dòng)能（嚴(yán)格講應(yīng)是平均平動(dòng)動(dòng)能）的標(biāo)志，溫度的微觀實(shí)質(zhì)乃是大量分子熱運(yùn)動(dòng)的宏觀表現(xiàn)，具有統(tǒng)計(jì)意義，對(duì)個(gè)別分子來(lái)談溫度是沒有意義的。因此說(shuō)“溫度高的物體分子動(dòng)能都大”，“高溫物體分子的動(dòng)能一定比低溫物體的分子動(dòng)能大”是錯(cuò)誤的。值得注意的是，不能把溫度理解為分子平均速率的標(biāo)志，因?yàn)閷?duì)同一物體來(lái)講，溫度升高（或降低），分子平均速率增大（或減小），但對(duì)不同物體來(lái)講，如氫氣和氧氣，雖然溫度相等時(shí)，分子的平均動(dòng)能相等，由于分子質(zhì)量不同，氧氣分子平均速率比氫氣分子的平均速率小。

 

　　2．內(nèi)能

 

　　物體的內(nèi)能是指組成物體所有分子動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和。一般物體的內(nèi)能取決于質(zhì)量（分子數(shù)目）、溫度（分子動(dòng)能）和體積（分子勢(shì)能）等諸多因素。物體的溫度高，分子平均動(dòng)能大，但分子勢(shì)能也可能小，因而內(nèi)能不一定大；同樣，物體內(nèi)能大，也可能是分子平均勢(shì)能大，分子平均動(dòng)能未必大，物體的溫度也就不一定高。所以說(shuō)“物體溫度越高，內(nèi)能越大；反之，物體內(nèi)能越大，溫度越高”是錯(cuò)誤的。

 

　　正由于內(nèi)能是一個(gè)與溫度、體積和質(zhì)量等多種因素有關(guān)的狀態(tài)量，而且物體在某一狀態(tài)下的內(nèi)能是無(wú)法測(cè)定的。因此，一般情況下兩個(gè)不同物體的內(nèi)能大小是無(wú)法比較的。當(dāng)然，同一物體的不同狀態(tài)，或者同種物質(zhì)在某些因素相同的情況下，其內(nèi)能大小也可以做定性的比較。請(qǐng)思考下列問題：

 

　　①1kg20℃的銅與 1kg20℃的鐵哪個(gè)內(nèi)能多？

 

　　②1kg40℃的水與1kg80℃的水哪個(gè)內(nèi)能多？

 

　　③1kg100℃的水與1kg100℃的水蒸汽哪個(gè)內(nèi)能多？

 

　　④ 1kg20℃的水與 2kg20℃的水哪個(gè)內(nèi)能多？

 

　　（答案：①無(wú)法比較；②80℃的水多；③水蒸汽多；④2kg的水多）

 

　　3．內(nèi)能的變化

 

　　改變物體內(nèi)能的方式有熱傳遞和做功兩種，內(nèi)能的改變可以通過(guò)熱量和功來(lái)量度。

 

　　熱量是指熱傳遞過(guò)程中內(nèi)能的改變量（或者說(shuō)內(nèi)能的轉(zhuǎn)移量）。值得注意的是，熱傳遞的條件是物體間（或物體各部分間，下同）的溫度差，而不是內(nèi)能差；內(nèi)能轉(zhuǎn)移的方向是從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體，而不是從內(nèi)能多的物體轉(zhuǎn)移到內(nèi)能少的物體。另外，熱量是熱傳遞過(guò)程中出現(xiàn)的量。因此，離開過(guò)程談熱量（比如說(shuō)內(nèi)能大的物體含有的熱量多，或者說(shuō)物體增加或減少了多少熱量等）嚴(yán)格的說(shuō)都是不科學(xué)的。

 

　　在物體與外界沒有做功的情況下，物體吸收（或放出）多少熱量，內(nèi)能就增加（或減少）多少，即△U=Q。例如某氣體等容升溫時(shí)吸收100J熱量，則該氣體內(nèi)能將增加 100J。

 

　　做功也可以改變物體的內(nèi)能（注意：這里所說(shuō)的功是指能引起物體的體積或形狀變化的功，否則不能改變物體的內(nèi)能。如推動(dòng)活塞壓縮氣體做功、氣體內(nèi)能變化；推動(dòng)光滑平面上的物體推力所做的功則不能引起物體內(nèi)能變化）。

 

　　在物體與外界無(wú)熱傳遞過(guò)程的情況下，外界對(duì)物體（或物體對(duì)外界）做了多少功，物體的內(nèi)能就增加（或減少）多少。即△U=W。

 

　　做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的，但也有本質(zhì)的區(qū)別。熱傳遞是通過(guò)微觀運(yùn)動(dòng)（分子運(yùn)動(dòng)和分子碰撞）傳遞能量而實(shí)現(xiàn)內(nèi)能轉(zhuǎn)移，做功是通過(guò)宏觀運(yùn)動(dòng)傳遞能量實(shí)現(xiàn)內(nèi)能與其它形式能間的轉(zhuǎn)化。