内能(internal energy)是指 物体或若干物体构成的系统内部一切微观粒子的运动形式所具有的能量总和。它包括物体内部分子的热运动动能和分子间的相互作用势能。内能是物体或系统的一种固有属性,即一切物体或系统都具有内能。内能的符号为U,国际单位是焦耳(J)。
内能的主要特点包括:
与热运动的关系:
内能通常与物体的热运动有关,是物体内部分子热运动的动能和分子势能的总和。
状态函数:
内能是一个状态函数,意味着它的值只取决于物体的状态(如温度、压力、体积等),而与物体是否运动、运动速度或被举起的高度无关。
能量守恒:
内能是一个能量守恒的概念,即一个孤立系统的总内能是恒定的,但如果系统与外界交换能量,其内能会发生变化。
与宏观运动的关系:
内能不直接取决于物体的宏观运动,而是与物体内部的状态和温度密切相关。例如,高温的铁水和低温的冰块虽然温度不同,但它们都具有内能。
内能的应用非常广泛,在物理学、化学、工程等领域都有重要应用。了解内能的概念和性质有助于我们更好地理解物质的热力学行为和能量转换过程。