内能与能量

                           胡  良          

                 深圳市宏源清实业有限公司 深圳市  518004           

                        

摘要：

 物体的内能包括其中微观粒子的动能、势能、化学能、电离能及原子核内部核能等所有能量的总和；但物体的内能不包括这个物体整休运动时的动能及在重力场中的势能。内能是一个状态函数。内能是一个广延物理量（两个部分的总内能等于其各自的内能之和）。

  系统内能是构成系统的所有分子无规则运动动能、分子间相互作用势能、分子内部以及原子核内部各种形式能量的总和。

 如果不涉及核反应的物理过程（或化学过程中），原子核内部的能量不变，此时，将内能定义为热力学能与电子能之和。

  严格来说，内能就是物体（或系统内部）一切微观粒子的一切运动形式所具有的能量之总和。具体来说，就是热力学能、电子能及原子核内部能量之总和。  

关键词：内能，热力学，相对论，质量，动能，常数，万有引力常数

              Internal Energy and Energy

               Hu Liang

     SHENZHEN HONGYUANQING INDUSTRIAL CO., LTD. SHENZHEN 518004

                        

Abstract: The internal energy of an object includes the sum of all kinetic energy, potential energy, chemical energy, ionization energy, and nuclear energy in the nucleus, but the internal energy of the object does not include the kinetic energy of the whole body and the potential energy in the gravitational field . Internal energy is a state function. Internal energy is an extended physical quantity (the total internal energy of two parts is equal to the sum of its internal energy).

Key words:  Internal energy, thermodynamics, relativity, mass, kinetic energy, constant, gravitational constant

 

1前言

  物体的内能包括其中微观粒子的动能、势能、化学能、电离能及原子核内部核能等所有能量的总和；但物体的内能不包括这个物体整休运动时的动能及在重力场中的势能。内能是一个状态函数。内能是一个广延物理量（两个部分的总内能等于其各自的内能之和）。

  系统内能是构成系统的所有分子无规则运动动能、分子间相互作用势能、分子内部以及原子核内部各种形式能量的总和。

 如果不涉及核反应的物理过程（或化学过程中），原子核内部的能量不变，此时，将内能定义为热力学能与电子能之和。

  严格来说，内能就是物体（或系统内部）一切微观粒子的一切运动形式所具有的能量之总和。具体来说，就是热力学能、电子能及原子核内部能量之总和。

  内能是惯性系统的一种固有属性（一切惯性系统都具有内能），不依赖外界是否对系统有影响。内能是一种广延量，在其它因素不变时，内能的大小与物质的数量成正比。

  内能可表达为系统的某些状态参量的某种特定的函数，函数的具体形式取决于具体的物质系统。当系统处于某一平衡态时，系统的一切状态参量将取得定值，内能作为这些状态参量的特定函数也将取得定值。当系统发生变化时，内能的变化量取决于变化前后的系统状态，内能的这一属性和功（或热量）有着本质的区别。

  对于一定数量的物质构成系统，通过做功（或热传递）与外界交换能量，而导致内能改变，其间的关系由热力学第一定律给出。能量和内能概念的建立，体现了能量转化守恒定律（即热力学第一定律）。

2能量的内在属性与能量的外在属性

  物体的内能包括其中微观粒子的动能、势能、化学能、电离能及原子核内部核能等所有

能量的总和；但物体的内能不包括这个物体整休运动时的动能及在重力场中的势能。

  动能（Ek）的量纲是[L^(3)T^(0)]*[L^(2)T^(-2)]*[L^(0)T^(-1)]或[L^(3)T^(-1)]*[L^(2)T^(-2)]*[L^(0)T^(0)].

  势能（Ep）的量纲是[L^(3)T^(-1)]*[L^(1)T^(-2)]*[L^(1)T^(0)].可见动能与势能的量纲相同。

  物体整体运动时的动能及在重力场中的势能之和,用Eg表达。

这样：Eg=Ek+Ep，这意味Eg表达物体整休运动时的动能及在重力场中的势能之和.体现了惯性体系（能量）的外在属性。

  惯性体系（能量）的内在属性，用内能（Eu）表达。

内能（Eu）的量纲是[L^(3)T^(0)]*[L^(2)T^(-2)]*[L^(1)T^(0)]或[L^(3)T^(-1)]*[L^(3)T^(-1)]*[L^(0)T^(0)]

  而能量（E）的量纲是[L^(3)T^(0)]*[L^(2)T^(-2)]*[L^(1)T^(-1)]或

  [L^(3)T^(-1)]*[L^(2)T^(-2)]*[L^(1)T^(0)]

       可见:     [E^(2)]/C=Eg*Eu.  或 E^(2）=Eg*Eu*C

        或 Eg=[Eu*C]/[E^(2）] 或Eu =[Eg*C]/[E^(2）]。

因为，惯性体系的能量（E）守恒，当惯性体系的内能（Eu）不变时，惯性体系的外在能量（Eg）也不变。

  可见：对于遥远星系，从遥远星系发出的电磁波（光子），远离该遥远星系，飞向地球。此时，由于宇宙中物质的引力存在，光子的势能变大，从而该光子的动能变小，波长变长，体现出红移现象（从这些天体发出的电磁波波长会变长）。

  更加遥远星系离地球更加远，从更加遥远星系发出的电磁波（光子）的势能变得更加大，从而该光子的动能变得 更加小，波长变得更加长，体现出红移现象（从这些天体发出的电磁波波长会更加变长）更加明显；而宇宙的能量平均密度是一常数，这是微波背景产生的原因。

  现实中，对遥远星系（包括类星体）的观测表明这些天体存在红移（即从这些天体发射出的电磁波长会变长）。而这种红移，产生的原因是引力红移，而不是多普勒频移。因此，大爆炸理论是错误的。

 惯性体系（能量）的量纲是[L^(3)T^(0)]*[L^(2)T^(-2)]*[L^(1)T^(-1)]或[L^(3)T^(0)]*[L^(2)T^(-1)]*[L^(1)T^(-2)]。

  微爆炸的定义：对称性破缺的基本粒子，相互作用后，产生光子的过程。

微塌陷的定义：光子相互作用，产性对称性破缺的基本粒子的过程。

微爆炸与微塌陷互为逆过程度。在宇宙中，微爆炸与微塌陷时时刻刻在发生。

  体现了能量的内在属性与能量的外在属性的联系。

3结论

   物体的内能包括其中微观粒子的动能、势能、化学能、电离能及原子核内部核能等所有

能量的总和；但物体的内能不包括这个物体整休运动时的动能及在重力场中的势能。

  动能（Ek）的量纲是[L^(3)T^(0)]*[L^(2)T^(-2)]*[L^(0)T^(-1)]或[L^(3)T^(-1)]*[L^(2)T^(-2)]*[L^(0)T^(0)].

  势能（Ep）的量纲是[L^(3)T^(-1)]*[L^(1)T^(-2)]*[L^(1)T^(0)].

可见动能与势能的量纲相同。

 因此， 物体整体运动时的动能及在重力场中的势能之和,用Eg表达。

这样：Eg=Ek+Ep，这意味Eg表达物体整休运动时的动能及在重力场中的势能之和.体现了惯性体系（能量）的外在属性。

  而，惯性体系（能量）的内在属性，用内能（Eu）表达。

内能（Eu）的量纲是[L^(3)T^(0)]*[L^(2)T^(-2)]*[L^(1)T^(0)]或[L^(3)T^(-1)]*[L^(3)T^(-1)]*[L^(0)T^(0)]

  根据能量特征常数理论，能量（E）的量纲

是[L^(3)T^(0)]*[L^(2)T^(-2)]*[L^(1)T^(-1)]或

  [L^(3)T^(-1)]*[L^(2)T^(-2)]*[L^(1)T^(0)]

       可见:     [E^(2)]/C=Eg*Eu.  或 E^(2）=Eg*Eu*C

        或 Eg=[Eu*C]/[E^(2）] 或Eu =[Eg*C]/[E^(2）]。

因为，惯性体系的能量（E）守恒，当惯性体系的内能（Eu）不变时，惯性体系的外在能量（Eg）也不变。