温度升高内能一定增加吗?
(2013-12-26 18:43:25)
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体积快慢势能能量内能教育 |
分类: 学习 |
初三物理学到内能时,别说学生,对于老师来说,也并非十拿九稳的。关键是这个内能概念是一个以微观量定义的一个宏观量,有点捉摸不透。初中段,我们无法计算出物体内能的大小,每个分子的动能是不确定的,每个分子的势能也不确定,物体的分子是大量的,所有分子的动能与势能之和才是物体的内能,这个概念太玄妙了。要研究物体的内能变化,需要通过分子动能与势能的变化关系来研究。分子动能与分子运动速率及分子质量有关,即对于同一个物体,分子动能与温度有关,温度是反映分子运动快慢的一个宏观量。分子势能则与分子间的距离有关,分子间的距离决定了分子势能的大小,这当然与宏观量体积有关。
内能大小既然与分子动能宏观量温度及分子势能宏观量体积有关,那么有没有这种可能,物体温度升高,内能减小呢?物体温度升高时,所有分子动能增加,这个增加量如果小于所有分子势能的减小量时,就可能使内能降低。要使内能降低,此物体必须对外做功,而且做功所需要的能量要大于因温度升高而增加的能量。
是否在温度升高时,物体对外做功的能量不可能大于温度升高所获得的能量呢?如果谁能举例说明这种情况的存在,就能推翻教科书上所说的物体温度升高内能一定增加这句话了。当然这里研究内能增加的情况有点太迂腐了,问题是按书本上的解释来讲给学生听,确实有点牵强。
内能大小既然与分子动能宏观量温度及分子势能宏观量体积有关,那么有没有这种可能,物体温度升高,内能减小呢?物体温度升高时,所有分子动能增加,这个增加量如果小于所有分子势能的减小量时,就可能使内能降低。要使内能降低,此物体必须对外做功,而且做功所需要的能量要大于因温度升高而增加的能量。
是否在温度升高时,物体对外做功的能量不可能大于温度升高所获得的能量呢?如果谁能举例说明这种情况的存在,就能推翻教科书上所说的物体温度升高内能一定增加这句话了。当然这里研究内能增加的情况有点太迂腐了,问题是按书本上的解释来讲给学生听,确实有点牵强。
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