三、内能

既然物体内部大量的分子不停地做无规则运动，那么，如同一切运动物体具有动能一样，做无规则运动的分子也具有动能．分子之间有相互作用力，又使分子具有势能——分子势能．这跟地球和地面上的物体相互吸引，使地面上的物体具有重力势能，道理是一样的．

物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能．

物体的动能跟物体运动的速度有关．物体的重力势能跟物体被举起的高度有关．物体的弹性势能跟物体弹性形变的大小有关．那么，物体的内能跟什么有关呢？研究表明，物体的内能跟物体的温度有关．温度越高，物体内部分子的无规则运动越激烈，物体的内能就越大．

有什么证据说明，温度越高，分子的无规则运动越激烈呢？请看下面的实验．

实验把分别盛有冷水和热水的两个玻璃杯放在桌上，小心地在每杯中滴入两滴墨水．不要搅动杯中的水，观察两杯水中墨水的扩散过程．哪杯水中的墨水扩散得快？

实验表明，温度越高，扩散过程越快．这说明温度越高，分子无规则运动的速度越大，即分子无规则运动越激烈．

由于分子无规则运动的速度跟温度有关，因此物体的内能也跟温度有关．人们为此常常把物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动，内能也常常叫做热能．

一切物体都有内能．炽热的铁水，温度很高，具有内能（图 2—6）．冰冷的冰块，温度虽低，其中的水分子仍在做无规则运动。也具有内能（图2—7）．铁水的温度降低时，它的内能随着减小．冰块的温度升高时，它的内能随着增大．

抛到空中的球，离开地面，具有重力势能．它在空中飞行，具有动能．球内部的分子做无规则热运动，而且分子之间有相互作用，因此球还具有内能．机械能与整个物体的机械运动情况有关，内能与物体内部分子的热运动和分子间的相互作用情况有关，所以内能是不同于机械能的另一种形式的能量．

练习