能不能通俗易懂的讲一下内能、时能、机械能、化学能是什么?物理书上讲的太难懂
以一个正方体打比方,内能就是组成这个正方体的微粒运动时所具有的能量,势能是把正方体拿高,比地面越高,势能越大。
机械能是动能和势能的和,是正方体这一个整体运动所具有的能量加上它被抬高了多少所具有的势能。
化学能就是说,如果这个正方体丢到某种液体里,它跟那种液体产生了化学反应,这个时候释放出的热或者其他形式的能量就是它的化学能。
只是存在的方式不同 以后还有光能 电能 风能 等等
1.内能你可以理解为热能 以温度来衡量其高低 当然前提条件是同一物质或同等数量的物质
2.势能一般以位移的多少为衡量标准 即物体回到基准平面(高空物体落地 弹簧变形等)所具有的能量 前提条件同上
3.机械能是机械传动所具备的能量 以功率来衡量其能量的高低 一般指动力机械 如电机
4.化学能存在于原子或分子间的化学键当中 如NaOH遇水发热 化学键破坏 释放能量
内能就是存在内部不容易直接被感知但是在外界的作用的作用下相互转换的能量形式。
势能是个相对概念,相对一个物体而具有的一种能量,其值就是一个相能学对的能量差。
机械能则可以简单的理解由机械运动产生的能量。
化学能是化学变化而具有的能量。
1. 内能就是热能,温度升高它就一定变大
2.势能分为2类:①动能,运动的物体都有动能
②重力势能,物体被举得越高,重力势能越大;弹性势能,弹性形变产生的
3.机械能:动能+势能+其他能量
4.化学能:化学变化产生的能量
内能
定义:物体内部所有分子动能和分子势能之和叫物体的内能。说明:1.内能指所有分子动能和分子势能之和而不是一个分子动能和分子势能之和。2.一切物体任何情况下都具有内能,机械能可以为0,内能不为0. 从微观上说,内能一般主要包括物体内所有分子的动能、分子间的相互作用势能、电子能和核内部粒子间的相互作用能等。前两项又可总称为分子热运动能,就是我们通常所说的“内能”。
1、分子动能
物体内部由分子组成,且在永不停息地做无规则运动,所以分子具有动能。由于运动永不停息,所以内能永不为零,故0℃的水也具有分子动能。由于运动杂乱无章,速率有大有小,无法准确描述某一个分子运动速率,所以描述其运动快慢、动能大小时可用是否激烈等词语,比较科学的描述是平均速率、平均动能。 温度越高,反映了分子运动更激烈,平均动能越大。所以温度是分子无规则运动激烈程度的体现。物体分子运动更激烈和物体温度更高,是同一个意思。
2、分子势能
分子势能是分子间相互作用而产生的能量,反映在分子间作用力大小和分子距离上。当分子间作用力和分子距离发生变化时,宏观上会发生物体物态和体积的变化。但体积变化并不显著,我们往往考虑不多,更多时候,还是从物态去判断分子势能。 在物态变化时,分子势能的变化具有一个特点——突变。例如,0℃的冰化成0℃的水,虽然温度没变,分子动能没变,但由于融化是一个吸热过程,吸收的能量用于增加分子势能,故此,我们说,分子势能是增加的,内能是增加的,而温度不变。
3、全部分子
不同物体间比较内能,由于还要考虑质量(全部分子量)的因素,所以不能说温度高的物体内能大,也不能说内能大的物体温度高。例如一小块烧红的铁钉和一座冰山,显然冰山温度低,但内能大。但质量大且温度高的物体的内能一定比同状态质量小、温度低的物体的内能大。 热传递的实质是内能的转移。在热传递时,热量由温度高的物体传向温度低的物体,不一定是内能大的传向内能小的物体。
内能的改变
内能的改变,可以是做功或热传递,且是等效的,所以内能增加,不一定是吸收热量。 吸热或做功都包括对内对外。对外做功(放热),内能减少;对内做功(吸热),内能增加。由于不同物质吸放热时,容纳热的本领不同,后面又引出比热容。同时将吸放热过程中传递的能量叫热量。而如何利用内能做功,又引出热机。 规范用语 内能是状态量,但又不能精确计算,所以内能用增加或减少;而热量是过程量,只能用吸收或放出。状态量,还类似于带电、中性;过程量,还类似于导电、中和。 在表示“热”时:“今天天气热”中的“热”是指温度;“摩擦生热”中的“热”是指内能;“融化吸热”中的“热”是指热量。
相关知识
1.分子理论的初步知识:物质由大量分子组成,分子是在永不停息地做无规则运动的,分子间存在相互作用的斥力和引力。 2.扩散:两种不同的物质相互接触时,彼此进入对方的现象叫扩散,扩散的实质是分子的无规则运动引起的,温度越高,扩散越快,即分子的无规则运动越剧烈。 3.热量:在热传递过程中所传递的能量。热量的单位是焦(耳)。 4.比热(容):单位质量的某种物质温度升高或降低1℃时,所吸收或放出的热量叫做比热。比热的单位是J/(Kg·℃) 物质吸收或放出热量的计算:Q=cm△t 水的比热是4.2 KJ/(Kg·℃),水的比热比较大可以用来解释水作冷却剂、冬天灌水护苗、内陆地区温差大等现象。 5.燃料的燃烧值:1千克某种物质完全燃烧放出的热量,燃烧值的单位是焦/千克。 燃料燃烧放出热量的计算:Q=qm ①液氢的热值较大是用来做火箭燃料的原因 ②节约燃料的途径:a、改善燃烧条件,使燃料充分燃烧b、减少热量的损失 6.内能:物体内部大量分子无规则运动所具有的动能和分子的势能的总和。 理解:①单个分子的无规则运动具有的动能不叫内能;大量的分子的有规则运动具有的动能也不叫内能。内能是不同于机械能的另一种形式的能量。 ②同一物体,一般而言,内能的多少可以从它的温度高低反映出来,温度高时具有的内能多,温度低时具有内能少。但是不同的物体温度的高低并不直接表示具有内能的多少(如一杯5℃的水的内能与一滴10℃的水的内能),因此在传递中,热量是从高温物体传递到低温物体、而不是从内能多的物体传递到内能少的物体。 ③改变内能的两种方式:做功和热传递,做功改变内能的实质是内能与其他形式能的相互转化,而热传递改变物体内能的实质是内能的转移。但两者在改变内能上是等效的。 7.热机:利用内能做功的机器。热机把内能转化为机械能。包括内燃机、火箭等几种。 8.热机效率:用来做功的那部分能量与燃料完全燃烧放出能量之比。 9.能的转化和守恒定律:能既不会消失,也不会创生,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体。在转化和转移的过程中,能的总量保持不变。 10.内能和温度:对物体做功或让物体吸热,能使物体内能增大,温度不一定升高。例如0℃的冰化成0℃的水。
势能
在相互作用力是“耗散力” (如摩擦力)时,设物体由A点(假设它是势能零点)移到B点克服它做功为W,当物体由B点回到A点时,它并不能对物体做功,故不能说由于耗散力存在使物体具有了势能。与此相反,如果上述过程是在保守力作用下进行的,那么物体从B回到A时,保守力对物体做的功正好等于W,这是因为保守力所做的功才只与物体的初始和最终的相对位置有关。如果物体不受其它力的作用那么这个功W就使物体得到同样多的动能。故我们说物体在B点有势能W。总之势能的大小由体系内各物体之间保守力所作的功来量度。势能是属于物体系共有的能量,通常说一个物体的势能,实际上是一种简略的说法。势能是一个相对量。选择不同的势能零点,势能的数值一般是不同的。
势能分为重力势能、弹性势能、分子势能、电势能、引力势能[1]等. 势能是无限能源。 [重力势能](Gravitational Potential Energy)是物体因为重力作用而拥有的能量,公式为EP=mg△h [弹性势能](Elastic Potential Energy)是物体因为弹性形变而具有的能量. 公式为EP=1/2 kx^2 [分子势能]是分子间的相互作用力而产生的能量,分为斥力和引力.在平衡位置时相对平衡,小于平衡位置时表现为斥力,大于平衡位置时表现为引力.但无论何时,引力与斥力都是同时存在的.
[电势能]电荷在电场中由于受电场作用而具有由位置决定的能叫电势能。
实际上,势能大小Ep与力F、距离h(弹性势能为x,引力势能为r等)存在着一定的关系,既是d(Ep)/dh=F。也可以写成Ep=∫Fdh,既是保守力所做的功的大小。
机械能
机械能是动能与部分势能的总和,这里的势能分为重力势能和弹性势能。决定动能的是质量与速度;决定重力势能的是高度和质量;决定弹性势能的是劲度系数与形变量。动能与势能可相互转化。机械能只是动能与势能的和。机械能是表示物体运动状态与高度的物理量。
机械能守恒
机械能守恒指:在不计摩擦和介子助力的情况下物体只发生动能和势能的相互转化且机械能的总量保持不变,也就是动能的增加或减少等于势能的减少或增加。机械能与整个物体的机械运动情况有关。当有摩擦时,一部分的机械能转化为热能,在空气中散失,另一部分转化为动能或势能。所以在自然界中没有机械能能守恒,那么达芬奇提出的永动机就不可能被制造出来,也就是没有永动机。
机械能的本质
从能量转化角度看
从能量转化角度看,只要在某一物理过程中。系统的机械能总量始终保持不变,而且系统内或系统与外界之间没有机械能转化为其他形式的能,也没有其他形式的能转化为系统的机械能,那么系统的机械能就是守恒的,与系统内是否一定发生动能和势能的相互转化无关。如在光滑的水平面上做匀速直线运动的物体。其机械能守恒;如果系统内或系统与外界之间有其他形式的能与机械能的转化。即使系统机械能总量保持不变,其机械能也是不守恒的,如一炸弹在爆炸时,假设外力不做功,但系统内的化学能(非保守力)对系统做功了,虽然机械能总量保持不变,但系统内有其他形式的能(内能或电能)转化为系统的机械能,系统又克服外界做功将机械能转化成其他形式的能。
从功能关系看
从功能关系看,机械能守恒的条件是“系统外力不做功,系统内非保守力不做功”。这一条件与系统内保守力(重力或弹簧的弹力)是否做功无关,因为重力或弹簧弹力是否做功只是决定系统内是否发生动能和势能的相互转化,做功与否都不会改变系统机械能总量。 由此可知,如果质点组(系统)内各物体所受的所有力(包括重力和弹力)都不做功,则各物体的动能和势能均保持不变,动能和势能也不发生相互转化,此时质点组(或系统)的机械能也是守恒的。这是机械能守恒的特例。如在水平面上光滑的圆形轨道上做匀速圆周运动的物体,虽然轨道对物体提供水平方向始终指向圆心的向心力作用,但对物体始终不做功,其机械能总量保持不变,故系统的机械能也是守恒的。 机械能守恒定律的表述为:在只有重力做功的情形下,物体的动能和势能发生相互转化,但机械能总量保持不变。这是机械能守恒定律的最常见情形(即在重力势能和动能的相互转化中,只有重力做功的情况。实际上,在重力势能和弹性势能与动能的相互转化中,只有重力和弹簧的弹力做功时,物体的动能和系统的势能之和保持不变,系统的机械能守恒),也是更普遍的能量守恒定律的一种特殊情况。 机械能守恒定律可以认为是力学方面的能量转化和守恒定律。它的条件是系统只有重力、弹力做功。在这样的系统中,尽管动能和势能在相互转化,但总的机械能恒定。这里谈机械能守恒定律的应用。 首先,机械能守恒是对系统而言的,而不是对单个物体。如:地球和物体、物体和弹簧等。对于系统机械能守恒,要适当选取参照系,因为一个力学系统的机械能是否守恒与参照系的选取是有关的。
化学能
化学能是物体发生化学反应时所释放的能量,是一种很隐蔽的能量,它不能直接用来做功,只有在发生化学变化的时候才释放出来,变成热能或者其他形式的能量。像石油和煤的燃烧,炸药爆炸以及人吃的食物在体内发生化学变化时候所放出的能量,都属于化学能。化学能是指化合物的能量,根据能量守恒定律,这种能量的变化与反应中热能的变化是大小相等、符号相反,参加反应的化合物中各原子重新排列而产生新的化合物时,将导致化学能的变化,产生放热或吸热效应。
原理
一切化学反应实质上就是原子最外层电子运动状态的改变;在化学反应中吸收或者释放的能量就叫做化学能,化学能的来源是在化学反应中由于原子最外层电子运动状态的改变和原子能级发生变化的结果”。 原子是由原子核和电子靠电磁场粘合而成的,分子是由原子靠电磁场(化学键能)粘合而成的,物体(固体液体气体,非生物和生物)是由分子靠电磁场(分子间力)粘合而成的,在这些物质结构的空间里是电磁场物质——现在命名为炁子,在易学里叫做太极、冲气,是虚物炁体的存在形式。化学键是物质的,是物质的一种存在形式,化学键物质就是电磁场物质。化学反应是原子重新组合变成新的物质的过程。在化学反应过程中,化学键的键能能级发生变化,于是产生化学能现象。键能(炁子能级、电磁场能级)提高时是吸能反应,键能降低时是放能反应。键能物质就是电磁场物质——炁子,化学反应产生的能量现象就是电磁场物质——炁子——形成的物质现象——炁流。这就是化学反应和化学能的物质性解释。 化学键的断裂和形成是物质在化学变化中发生能量变化的主要原因。所以说,物质的化学反应与体系的能量变化是同时发生的。
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