质量相同的0℃的水和0℃的冰,它们的内能哪个大?内能大的原因是什么
0摄氏度的水内能大,因为牵涉到一个相变化,水变成冰,已经从液相变为固相,所以要放出热量。放出热量后变成冰,自然内能就减小了。
摄氏度来源于瑞典天文学家安德斯·摄尔修斯于1742年提出的,其后历经改进。
摄氏度的含义是指在1标准大气压下,纯净的冰水混合物的温度为0摄氏度,水的沸点为100摄氏度。
摄氏温标(C)的温度计量单位,用符号°C表示,是世界上使用较为广泛的温标之一。
摄氏度现已纳入国际单位制(SI)。
T(K)=t(°C)+273.15,T为绝对温标。
18世纪瑞典天文学家安德斯·摄尔修斯(Anders Celsius,1701-1744)在1742年创立温标时。
为了避免测量低温时出现负值,规定在1标准大气压下,沸水记为0度,把冰水记为100度,当时没有°C符号。
这个规定和现行的摄氏温标刚好相反,在使用中,人们感到很不方便。
后来的一些科学家,将其改为在1标准大气压下,水的沸点定为100度,冰水混合物的温度定为0度,其间分成100等分,1等分为1度。
其中著名博物学家林奈也使用了这种把刻度颠倒过来的温度表,并在信中宣称:"我是第一个设计以冰点为零度,以沸点为一百度的温度表的。"
但这种说法得不到瑞典皇家科学院的认可,这种温标曾经被称为摄氏温标(又叫百分温标)。
现在为了计算方便,将1K=1°C。为了纪念和表彰安德斯·摄尔修斯的贡献。
1954年的第十届国际度量衡大会特别将此温标命名为"摄氏温标",用他的姓氏的第一个字母"C"来表示。
0℃的水内能大。因为0℃的冰变为0℃的水,这是熔化现象,熔化要吸热,所以是0℃的水内能大。
分析:内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和。影响内能大小的因素有:质量、温度和状态。温度升高,分子动能增大;物体分子间的相互作用力和距离发生变化,分子势能发生变化。冰是晶体,熔化时要吸热,但温度是不变的。
内能的定义
内能(internal energy) 从微观的角度来看,是分子无规则运动能量总和的统计平均值。分子无规则运动的能量包括分子的动能、分子间相互作用势能以及分子内部运动的能量。物体的内能不包括这个物体整体运动时的动能和它在重力场中的势能。
原则上讲,物体的内能应该包括其中所有微观粒子的动能、势能、化学能、电离能和原子核内部的核能等能量的总和,但在一般热力学状态的变化过程中,物质的分子结构、原子结构和核结构不发生变化,所以可不考虑这些能量的改变。但当在热力学研究中涉及化学反应时,需要把化学能包括到内能中。
质量相同液态内能比固态大