內(nèi)能是物體內(nèi)部全部分子做熱運動時的分子動能和分子勢能的總和。
一、內(nèi)能的三個方面
理解內(nèi)能要從分子動能、分子勢能和全部分子幾個角度去理解。
1、分子動能
物體內(nèi)部由分子組成，且在永不停息地做無規(guī)則運動，所以分子具有動能。由于運動永不停息，所以內(nèi)能永不為零，故0℃的水也具有分子動能。由于運動雜亂無章，無法準(zhǔn)確描述某一個分子是否更快或更慢，所以描述其運動快慢時應(yīng)用是否更激烈。
由于溫度越高，擴散越快，反映了分子運動更激烈，所以溫度是分子無規(guī)則運動激烈程度的體現(xiàn)。物體分子運動更激烈和物體溫度更高，是同一個意思。所以，同一個物體，溫度越高，內(nèi)能越大。
2、分子勢能
分子勢能是分子間具有相互作用而具有的能量，反映在分子間作用力大小和分子距離上。當(dāng)分子間作用力和分子距離發(fā)生變化時，宏觀上會發(fā)生物體物態(tài)和體積的變化。但體積變化并不顯著，我們往往考慮不多，時候，還是從物態(tài)去判斷分子勢能。
這樣，分子勢能的變化具有一個特點——突變，僅僅是在物態(tài)變化時會發(fā)生變化。例如，0℃的冰化成0℃的水，雖然溫度沒變，分子動能沒變，但由于融化是一個吸熱過程，吸收的能量用于增加分子勢能，故此，我們說，分子勢能是增加的，內(nèi)能是增加的，而溫度不變。
當(dāng)溫度升高時，物態(tài)如果變化，也一定是從固態(tài)到液態(tài)，或從液態(tài)到固態(tài)，即是從低物態(tài)到高物態(tài)，所以不會出現(xiàn)溫度升高，分子動能增加，分子勢能減小，內(nèi)能不變或降低的情況。
另外，由于氣體能隨意彌散，氣體分子間幾乎沒有相互作用力，所以氣體一般認(rèn)為沒有分子勢能，所以氣體內(nèi)能的變化直接體現(xiàn)在分子動能，體現(xiàn)在溫度上。
例：飛機在萬米高空飛行時，艙外大氣壓比艙內(nèi)大氣壓低，要使艙內(nèi)獲得新鮮空氣，必須使用壓縮機把空氣從艙外壓進艙內(nèi)，在這個過程中，壓縮機對空氣做功，空氣的（ ）
A.溫度升高，內(nèi)能增加
B.溫度降低，內(nèi)能減少
C.溫度升高，內(nèi)能減少
D.溫度降低，內(nèi)能增加
答案：A。對氣體做功，氣體內(nèi)能增加，溫度升高。
例：如上圖所示，在氣缸A中密封有壓縮空氣，B是一種被銷釘K鎖住的活塞，C是一個溫度計。若活塞與氣缸壁間沒有摩擦，當(dāng)把銷釘拔出后，將看到的現(xiàn)象：（1）活塞將向 運動；（2）溫度計的示數(shù)將_______，因為_______。
答案：右；降低；氣體膨脹，對外做功，內(nèi)能減小，溫度降低。
例：劉娟同學(xué)經(jīng)常利用課余時間幫媽媽做家務(wù)，她在一次消滅房間里的蚊子時，用的是如圖所示的氣霧殺蟲劑。劉娟同學(xué)用這種殺蟲劑噴灑了一會兒后，手明顯感覺到盛殺蟲劑的金屬罐變涼了，她搖了搖金屬罐，明顯感覺到罐里有液體，她又通過閱讀說明書得知這種殺蟲劑是用一種極易揮發(fā)的化學(xué)原料和藥物配制而成的。請你應(yīng)用所學(xué)的物理知識解釋金屬罐變涼的原因。
答案：液體汽化，汽化吸熱，溫度降低；氣體膨脹，對外做功，內(nèi)能減小，溫度降低。
3、全部分子
物體溫度升高，是指同一個物體溫度升高；而如果說溫度高的物體是指溫度高的物體和溫度低的物體的比較。
不同物體間比較內(nèi)能，由于還要考慮質(zhì)量（全部分子量）的因素，所以不能說溫度高的物體內(nèi)能大，也不能說內(nèi)能大的物體溫度高。例如一小塊燒紅的鐵釘和一座冰山，顯然冰山溫度低，但內(nèi)能大。
熱傳遞的實質(zhì)是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。在熱傳遞時，熱量由溫度高的物體傳向溫度低的物體，不一定是內(nèi)能大的傳向內(nèi)能小的物體。
例：關(guān)于物體的內(nèi)能，下列說法中正確的是（ ）
A.運動的物體有內(nèi)能，靜止的物體沒有內(nèi)能
B.物體溫度在0℃以下時沒有內(nèi)能
C.高溫物體的內(nèi)能一定比低溫物體的內(nèi)能大
D.質(zhì)量大且溫度高的物體的內(nèi)能一定比同狀態(tài)質(zhì)量小，溫度低的物體的內(nèi)能大
答案：D
二、內(nèi)能與機械能
由上面的描述，我們可以得到這樣的概念，內(nèi)能是屬于微觀的能量，不同于機械能屬于宏觀的能量。由于微觀的不確定性，因此內(nèi)能不能像機械能那樣精確計算。故只能說內(nèi)能增加或減小多少焦耳，不能用具有多少內(nèi)能來描述。溫度、物態(tài)、質(zhì)量，雖然是宏觀表現(xiàn)，但卻是緊扣微觀本質(zhì)，反映微觀特性。
三、內(nèi)能的改變
內(nèi)能的改變，可以是做功或熱傳遞，且是等效的，所以內(nèi)能增加，不一定是吸收熱量。
吸熱或做功都包括對內(nèi)對外。對外做功（放熱），內(nèi)能減少；對內(nèi)做功（吸熱），內(nèi)能增加。由于不同物質(zhì)吸放熱時，容納熱的本領(lǐng)不同，后面又引出比熱容。同時將吸放熱過程中傳遞的能量叫熱量。而如何利用內(nèi)能做功，又引出熱機。
下列各圖中，屬于內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的是（ ）
答案：B
四、規(guī)范用語及字母
內(nèi)能是狀態(tài)量，但又不能精確計算，所以內(nèi)能用增加或減少；而熱量是過程量，只能用吸收或放出。狀態(tài)量，還類似于帶電、中性；過程量，還類似于導(dǎo)電、中和。
同樣是以J為單位，內(nèi)能、能量的字母是E，做功的字母是W，熱量的字母是Q。
在表示“熱”時，今天天氣熱，熱是指溫度；摩擦生熱，熱是指內(nèi)能；融化吸熱，熱是指熱量。
A.兩手相互摩擦能發(fā)熱
B.水沸騰時蒸汽沖開壺蓋
C.鋸木頭鋸子發(fā)燙
D.壓縮空氣引火
