熱力學(xué)能簡(jiǎn)介

能量是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的度量，運(yùn)動(dòng)有各種不同的形態(tài)，相應(yīng)地就有各種不同的能量。力學(xué)中研究過(guò)物體的動(dòng)能和位能，前者決定于物體宏觀運(yùn)動(dòng)的速度，后者取決于物體在外力場(chǎng)中所處的位置。它們都是因?yàn)槲矬w作機(jī)械運(yùn)動(dòng)而具有的能量，都屬于機(jī)械能。宏觀靜止的物體，其內(nèi)部的分子、原子等微粒不停地作著熱運(yùn)動(dòng)。據(jù)氣體分子運(yùn)動(dòng)學(xué)說(shuō)，氣體分子在不斷地作不規(guī)則的平移運(yùn)動(dòng)，這種平移運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能是溫度的函數(shù)。如果是多原子分子，則還有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和振動(dòng)運(yùn)動(dòng)，根據(jù)能量按自由度均分原理和量子理論,這些能量也是溫度的函數(shù)。總之，這種熱運(yùn)動(dòng)而具有的內(nèi)動(dòng)能是溫度的函數(shù)。此外，由于分子間有相互作用力存在，因此分子還具有位能，稱內(nèi)位能，它決定于氣體的比體積和溫度。內(nèi)動(dòng)能、內(nèi)位能及維持一定分子結(jié)構(gòu)的化學(xué)能和原子核內(nèi)部的原子能，以及電磁場(chǎng)作用下的電磁能等一起構(gòu)成所謂的熱力學(xué)能。在無(wú)化學(xué)反應(yīng)及原子核反應(yīng)的過(guò)程中，化學(xué)能、原子核能都不變化，可以不考慮，因此熱力學(xué)能的變化只是內(nèi)動(dòng)能和內(nèi)位能的變化。

我國(guó)法定計(jì)量單位中熱力學(xué)能的單位是焦耳，用符號(hào)J表示；熱力學(xué)能用符號(hào)U表示,lkg物質(zhì)的熱力學(xué)能稱比熱力學(xué)能,用符號(hào)u表示，比熱力學(xué)能的單位是J/kg。

根據(jù)氣體分子運(yùn)動(dòng)學(xué)說(shuō)，熱力學(xué)能是熱力狀態(tài)的單值函數(shù)。在一定的熱力狀態(tài)下，分子有一定的均方根速度和平均距離，就有一定的熱力學(xué)能，而與達(dá)到這一熱力狀態(tài)的路徑無(wú)關(guān)，因而熱力學(xué)能是狀態(tài)參數(shù)。