加载中…内能和比内能（热工计算）
(2014-08-07 12:58:22)
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工程技术 |
分类： 原创 |
一.
内能
内能，即内部储存能，又称热力学能，是指物体或物系内部因微观粒子的一切运动而具有的能量总和；它与外部储存能相对。内部储存能与外部储存能一起合称总能。通常所谓的能量，就是指总能。
微观粒子的一切运动包括：①分子热运动 ，②分子间相互作用，③分子内部化学键 作用，④电荷的电极化或磁极的磁化，⑤原子核内部粒子的质能转化。相应地，内能包括：①内动能，②内位能，③化学能，④电磁能，⑤核能。
㈠
内动能，即物体或物系内部分子动能的总和。分子动能，即分子因其热运动而具有的能量。分子热运动是指物体或物系内部的分子所作的永不停息的无规则的运动。
分子动能包括：①分子平动动能，②分子转动动能， ③分子振动动能。
⒈分子平动动能，即分子因其热运动中的平移运动而具有的能量。
任何分子，无论单原子分子还是非单原子分子，都具有分子平动动能。
⒉分子转动动能，即分子因其热运动中的旋转运动而具有的能量。
只有非单原子分子才有分子转动动能；单原子分子无所谓分子转动动能。
⒊分子振动动能，即分子因其热运动中的振动而具有的能量。
只有非单原子分子才有分子振动动能；单原子分子无所谓分子振动动能。
㈡
内位能，即物体或物系内部分子位能的总和。分子位能，即分子因其相互作用而具有的能量。
分子间相互作用取决于分子间距离，距离越近，作用越强烈。
㈢
化学能，即物体或物系内部因分子化学键变化而具有的能量的总和。分子化学键变化，即分子结构发生变化，亦即分子发生变化，从而物质发生变化。
只有非单原子分子才可能发生分子化学键变化；单原子分子无所谓分子化学键变化。
㈣
电磁能，即物体或物系内部因电荷的电极化或磁极的磁化而具有的能量的总和。
㈤
核能，即原子核能，是指物体或物系内部因原子核内部粒子的质能转化而具有的能量的总和。
以上所讲的内能的概念，其实是指广义内能；在热工计算中所用到的内能，是指狭义内能。狭义内能不包括电磁能和核能；在工程热力学中不包含化学能，但在化学热力学中要包含化学能。
总结一下。对于工程热工计算，内能只考虑内动能和内位能；对于化学热工计算，内能除考虑内动能和内位能外，还必须考虑化学能。
最后讲讲内能的符号和单位。内能的符号通常用U；内能为能量的一类，故其单位即能量的单位。
在国际单位制中，能量的单位为J，1
J =
1N·m；在工程单位制中，能量的单位为Cal。
Cal，即Calorie，卡路里，简称卡。由于历史关系及关注角度，不同的应用领域卡有不同的数值。热工计算中的卡是指国际蒸汽表卡路里，规定1Cal≡4.1868J.
二.
比内能，即单位质量的物质所具有的内能：u=U/m；其中，u为比内能，U为内能，m为质量。热工计算中所用到的比内能的单位，在国际单位制中为kJ/kg，在工程单位制中为kCal/kg。
三.
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