論溫度、內能、熱量的區別與聯系

陳永創

摘 要：溫度、內能和熱量三者間有緊密的聯系，以致難以區分，導致學生面對此類問題時思維混亂，無從下手.引導學生正確理解這三個概念的物理意義，認清它們之間區別與聯系，同時借助一些特例，就能輕而易舉地解決這一難點問題.

關鍵詞：溫度；內能；熱量；區別；聯系

在初中階段，同學們學習內能時必然會遇到類似于以下的題目：

例：關于溫度、熱量和內能，下列說法正確的是（ ）

A.溫度高的物體內能一定大，溫度低的物體內能一定小

B.物體的內能與溫度有關，只要溫度不變，物體的內能就一定不變

C.內能小的物體也可能將熱量傳給內能大的物體

D.物體的溫度越高，所含熱量越多

面對這樣的題目，很多同學往往覺得思維混亂，似是而非，無從下手.此考點重在考查學生對溫度、內能、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學生深入理解它們的區別與聯系.

1 溫度、內能、熱量概念的區別

溫度：表示物體的冷熱程度，它是一個狀態量，所以只能說“物體的溫度是多少”.兩個不同狀態間的物體可以比較溫度的高低.溫度是不能“傳遞”和“轉移”的，其單位是“攝氏度”.從分子運動理論的觀點來看，它跟物體內部分子的無規則運動情況有關，溫度越高，分子無規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則運動的劇烈程度的標志.

內能：是能量的一種形式，它是物體內部所有分子無規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為分子勢能.內能和溫度一樣，也是一個狀態量，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，內能大小與溫度有關，溫度升高，內能增大，溫度降低，內能減小；對于不同的物體而言，內能的大小除與溫度有關之外，還與質量、體積、狀態有關.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能是一樣的，由于一桶水所含的水分子數目較多，所以一桶水具有的內能就多；水通常以固態冰、液態水、氣態水蒸氣三種形式存在，固態物質分子間有強大的作用力，分子排列十分緊密，液體物質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，氣態物質分子間作用力極小，可以忽略不計，極度散亂，間距很大，由于固液氣三態物質的分子在排列組合方式上不同，導致分子間的分子動能和分子勢能也不一樣，當然它們所具有的內能也不一樣.

熱量：是指在熱傳遞過程中，傳遞內能的多少.它反映了熱傳遞過程中，內能轉移的數量，是內能轉移多少的量度，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、內能、熱量之間的聯系

2.1 溫度與內能

因為溫度越高，物體內的分子做無規則運動的速度越大，分子的平均動能越大.但要注意：溫度不是內能變化的唯一標志.“溫度不變時，它的內能一定不變”是錯誤的.如晶體熔化、液體沸騰時，溫度保持不變，但要吸熱，內能增加.即內能增大時，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，內能轉移的多少.熱傳遞中，高溫物體放出熱量，內能減小，溫度降低，低溫物體吸收熱量，內能增加，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：熱量是過程量，只有傳遞過程中才能體現，表達時只能說“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”的規律.

2.3 熱量與內能

熱量反映了熱傳遞過程中，內能轉移的數量.要注意：內能增減并不只與吸收或放出熱量有關，做功也可以改變物體內能.物體內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能上是等效的.但內能增加，不一定是吸收熱量.做功也能是物體內能增加.例如：摩擦生熱.

理解溫度、內能、熱量三者的區別與聯系后，再來看這道題：

例：關于溫度、熱量和內能，下列說法正確的是（ ）

A.溫度高的物體內能一定大，溫度低的物體內能一定小

B.物體的內能與溫度有關，只要溫度不變，物體的內能就一定不變

C.內能小的物體也可能將熱量傳給內能大的物體

D.物體的溫度越高，所含熱量越多

總之，溫度、熱量和內能三者之間既有聯系，又有本質區別，極易造成混亂.只有正確理解這三個概念的物理意義，認清它們之間區別與聯系，才能在做題時得心應手去解決這一難點問題.

參考文獻：

[1]趙凱華.新概念物理教程·熱學[M].北京：高等教育出版社，2002.