热力学能简介

热力学能简介

能量是物质运动的度量，运动有各种不同的形态，相应地就有各种不同的能量。力学中研究过物体的动能和位能，前者决定于物体宏观运动的速度，后者取决于物体在外力场中所处的位置。它们都是因为物体作机械运动而具有的能量，都属于机械能。宏观静止的物体，其内部的分子、原子等微粒不停地作着热运动。据气体分子运动学说，气体分子在不断地作不规则的平移运动，这种平移运动的动能是温度的函数。如果是多原子分子，则还有旋转运动和振动运动，根据能量按自由度均分原理和量子理论,这些能量也是温度的函数。总之，这种热运动而具有的内动能是温度的函数。此外，由于分子间有相互作用力存在，因此分子还具有位能，称内位能，它决定于气体的比体积和温度。内动能、内位能及维持一定分子结构的化学能和原子核内部的原子能，以及电磁场作用下的电磁能等一起构成所谓的热力学能。在无化学反应及原子核反应的过程中，化学能、原子核能都不变化，可以不考虑，因此热力学能的变化只是内动能和内位能的变化。

我国法定计量单位中热力学能的单位是焦耳，用符号J表示；热力学能用符号U表示,lkg物质的热力学能称比热力学能,用符号u表示，比热力学能的单位是J/kg。

根据气体分子运动学说，热力学能是热力状态的单值函数。在一定的热力状态下，分子有一定的均方根速度和平均距离，就有一定的热力学能，而与达到这一热力状态的路径无关，因而热力学能是状态参数。