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122米阳光

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[求助] 物体加热膨胀后，内能如何计算？

对一个材料进行加热，温度升高△T，体积增加△V（热胀冷缩）。材料的比热容为c，质量为m。
那么，在这个加热过程中，材料的内能增加值怎么算。
1.由于体积增加了，所以材料的分子间势能也增加了，这部分增加的能量怎么计算？
2.根据比热容计算，c×m×△T，计算出来的是所有增加的内能吗？还是，这只是增加的分子动能？

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其实做科研，大部分都是在混。国内国外都一样！

1楼2017-01-09 23:00:19

已阅回复此楼关注TA 给TA发消息送TA红花 TA的回帖

122米阳光

银虫 (正式写手)

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引用回帖:

2楼: Originally posted by elco998 at 2017-01-09 23:41:20
用工程热力学的方式解答不知道对不对，把整个材料看成是闭口系统，则有Q=△U+W，△U则就是增加的内能，因此△U=Q-W，Q可以计算出来Q=Cm△T，W为膨胀功W=p△V，这样就可以计算出来增加的内能了
...

你说的这种情况对于气体，可以计算（例如，气体的定压比热容计算方法），但是对于固体，没法计算膨胀功。
对于固体，我是这样理解的：对于固体材料（我研究的是混凝土），体积变化对温度不敏感，并且在比热容测量时，温度变化范围不大，所以当温度升高时，固体材料的体积变化不大，膨胀功可以忽略，吸收的热量可以认为只用来增加内能，没有做膨胀功。所以比热容测量时，满足公式Q=∆U=cm∆T，由此可知，可以直接利用比热容计算。因此，当对固体材料（混凝土）加热，使材料的体积发生较大变化，膨胀功不可忽略时，吸收的热量反而不能用比热容算，内能的变化仍然是直接用比热容算：Q′=∆U′+w′=cm∆T+w′ 。（实际上，我感觉算不出来啊，当然了，这不重要，我只需要计算内能变化！）