温度、内能、热量和热能的区别

在热学中，温度、内能、热量和热能是本质不同的几个物理量，初学者往往将它们相互混淆，在学习中应注意区别。

一、温度和内能

温度是表示物体冷热程度的物理量，是状态量。微观上反映物体内部大量分子无规则运动的剧烈程度。物体的温度越高，分子的无规则运动越剧烈，也就是我们平时说的越“热”。因此温度是分子平均动能大小的标志，它是大量分子热运动的集体表现，对个别分子来说，温度没有意义。内能是物体内部所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和。内能是能量的一种形式，它是由大量分子的热运动和分子的相对位置所决定的能，即：与分子总个数（或物体质量）有关，与分子运动的剧烈程度（或温度）有关，还与分子的相互作用（物态）有关。因此，任何物体都具有内能，它是状态量。但温度高的物体内能不一定多。例如：一支点燃的火柴和一座大冰山相比，冰山的内能比一支点燃的火柴内能大。

二、热量和内能

内能是由系统的状态决定的，状态确定，系统的内能也随之确定。要使系统的内能发生变化，可以通过做功和热传递两种物理过程来完成。而热量是热传递过程中的特征物理量，和功一样，热量只是反映物体在状态变化过程中所迁移的能量，是用来衡量物体内能变化的，有过程，才有变化，离开过程，热量将毫无意义。就某一状态而言，只有“内能”，根本不存在什么“热量”和“功”。因此，不能说某个物体中含有“多少热量”或“多少功”。

从分子运动的观点来看，热传递实质上是内能的转移过程。热量是量度在热传递过程中，传递内能多少的物理量，是过程量。

例如：两个物体之间发生了热传递，高温物体放出了100J的热量，表示它的内能减少了100J；低温物体吸收了100J的热量，表示它的内能增加了100J。也就是说，有100J的内能从高温物体传给了低温物体。可以说物体“具有内能”而不能说“含有（具有）热量”。

三、热量和温度

热量是系统内能变化的量度，而温度是系统内部大量分子做无规则运动的剧烈程度的标志。虽然热传递的前提是两个系统之间要有温度差，但是传递的是能量，不是温度。

从上面的分析可知，温度和热量的意义不同，物体在任何情况下都有温度即内能，但没有热传递就谈不上“热量”。

关于温度与热量，可以从下面三方面加深理解：

1.物体热传递不仅可使系统温度发生变化，在物质状态变化中，传递给系统的热量并没有使系统的温度发生变化，因此不能说：“系统吸收热量多，温度变化一定大”，吸收或放出了热量它的温度不一定改变。例如：在晶体溶化过程中，物体吸收热量但不升温；液体在凝固成晶体的过程中放出热量，但不降温。

2.物体温度发生了变化即内能改变了，但不一定是由于吸收或放出了热量。。例如：钢锯条温度升高了，可能是因为对它做功了，也可能是因为放在火上，因为做功和热传递都可以改变物体的内能。

3.在物态不变的情况下，物体吸收或放出热量的多少跟物体的初温或末温无关，也不能认为“高温物体吸收或放出的热量多，低温物体吸收或放出的热量少。”根据热量公式Q=cm△t可知吸收或放出热量的多少只与变化的温度△t有关，还和热容量c有关。总之，热量和温度之间虽有一定的联系，但它们是完全不同的两个物理量。

四、热量和功

热量和功，都是系统内能变化的量度，都是过程量。一定量的热量和一定量的功相当，热量可以通过系统转化为功，功也可以通过系统转化为热。但它们之间有着本质的区别：

用做功改变物体的内能，是系统内分子随整体的有序运动转化为另一系统的分子的无规运动的过程，是机械能或其他形式的能和内能之间的转化过程。

用热传递来改变系统的内能，是通过传导、对流辐射来完成的。它将分子的无规则运动从一个系统转移到另一个系统，这种转移也就是系统间的内能转换的过程。功是在没有热传递的过程中，系统能量转化的量度，热是在没有做功的过程中，系统能量转化的量度。

五、热能是内能通俗的说法

温度和内能是状态量，热量则是过程量，热传递的前提条件是存在温度差，传递的是热量，实质上是内能的转移。

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