
【化】 thermodynamic energy
热力学能(Thermodynamic Energy)是热力学系统的核心状态函数,其英文对应词为"internal energy"。根据《物理学大辞典》的定义,它指系统内所有微观粒子(分子、原子等)的动能与势能总和,符号记作U,国际单位制中单位为焦耳(J)。
该概念包含三个核心特性:
美国国家标准技术研究院(NIST)指出,热力学能的变化量(ΔU)遵循热力学第一定律: $$ ΔU = Q - W $$ 其中Q为系统吸收的热量,W为对外做功。这一公式建立了能量守恒的数学表达,是工程热力学计算的基础依据。
在工程实践中,热力学能常用于分析封闭系统的能量转换效率。例如在蒸汽轮机设计中,通过监测工质的内能变化可优化热功转换效率(参考《工程热力学》第五版,高等教育出版社)。需要注意的是,热力学能与"热量"存在本质区别:前者是状态量,后者是过程量。
热力学能(Thermodynamic Energy),又称内能(Internal Energy),是热力学中的一个核心概念,指系统内部所有微观粒子(如分子、原子)的动能、势能以及其他微观形式能量的总和。以下从多个角度详细解释其含义:
热力学能是系统状态函数,其大小仅由系统的当前状态(如温度、体积、物态)决定,与能量变化的具体路径无关。主要包括:
根据热力学第一定律(能量守恒定律),热力学能的变化(ΔU)与系统吸收的热量(Q)和外界对系统做的功(W)相关,公式为: $$ ΔU = Q + W $$ 其中:
焓(H = U + PV)是热力学能的扩展概念,常用于等压过程。两者区别在于:
热力学能是分析能量转换的基础,尤其在热机效率、相变分析等领域起关键作用。其微观本质体现了宏观热现象与分子运动的联系。
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