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内能与机械能的区别是什么?

210 2023-01-09 02:17 虞和    手机版

一、内能与机械能的区别是什么?

内能和机械能区别是影响因素和研究对象都不相同。

1.影响因素不同。                

物体的内能是指物体内部大量分子具有的动能和分子热能的总和,它的多少与物体的温度和体积以及物体的质量和物态有关;而物体的机械能是指整个物体具有的动能和热能的总和,与物体的质量、速度、高度(或形变)有关。它们是本质不同的两种形式的能量动量张量,它们之间是可以相互转化的。

2.研究对象不同。

内能是属于物体内部的能,而机械能则是整个物体做机械运动(物体位置相对改变)时所具有的动能和热能。两者最大的区别就是研究对象的不同。内能的研究对象是微观世界的大量分子,机械能的研究对象往往是宏观世界的整个物体。

因为分子永不停息地做无规则运动,所以无论何时、何地,物体处于何种状态,物体的内能永远存在。物体的内能与整个物体的运动状态无关,整个物体可以处于静止状态,没有动能;整个物体也可以处于相对高度为零的位置而没有势能。但它一定具有内能。物体可以同时具有内能和机械能。

内能(internal energy)是物体或若干物体构成的系统内部一切微观粒子的运动形式所具有的能量总和。内能常用符号U表示,内能具有能量的量纲,国际单位是焦耳(J)。根据热力学第一定律,内能是一个状态函数。同时,内能是一个广延物理量,即是说两个部分的总内能等于它们各自的内能之和。物体的内能的绝对值是无法计算的,应用中计算的只是内能的变化量。热力学第一定律指出,指定物体的内能的变化量等于外界对它作的功W和外界传递给它的热量Q的总和。

机械能是动能与势能的总和,这里的 势能分为 重力势能和 弹性势能。我们把 动能、 重力势能和 弹性势能统称为机械能。决定动能的是 质量与 速度;决定 重力势能的是 质量和 高度;决定 弹性势能的是 劲度系数与形变量。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。物体的 动能和 势能之间是可以转化的。在只有 动能和 势能相互转化的过程中,机械能的总量保持不变,即机械能是 守恒的。

二、什么是机械能?

物体因为运动而具有的能量我们称之为动能,其表达式为:Ek=mv^2/2;物体因为相对位置的改变而具有的位能我们称之为势能;对于机械运动来说,势能一般可以分为重力势能(相对地心位置的改变),弹性势能(相对平衡位置的改变),电势能(相对电荷位置的改变)等等。机械能只得是机械运动而具有的能量我们称之为机械能,它包括:动能和势能。

三、机械能的单位符号

机械能的符号为E机,单位是焦耳,单位符合为J(Joule)。

机械能是动能与势能的总和,这里的势能分为重力势能和弹性势能。

我们把动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。

在不计摩擦和介质阻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,即机械能守恒定律。

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内能,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守恒,那么达芬奇提出的永动机就不可能被制造出来,即没有永动机。

扩展资料

机械能守恒

1、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。

2、从能量转化角度

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。

参考资料来源:搜狗百科-机械能

四、什么叫机械能?

物质有规律的运动称为机械运动。机械运动一般表现为宏观运动。物质机械运动所具有的能量叫机械能。

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