複製鏈接
請複製以下鏈接發送給好友

比內能

鎖定
比內能,為物理學術語,又名質量內能、質量熱力學能、比熱力學能等,是指表示燃料所能產生的熱量。物質自身內部都存有一定能量,該能量與分子運動及分子間的作用有關,該分子動能和勢能的總和稱為內能,用U表示,單位為焦耳(J),內能不能直接測量,而是用熱力學第一定律推論來的。m(kg)的物質具有U(J)的內能,那麼1 kg物質所具有的內能,即單位質量物質具有的內能稱為比內能,用u表示,單位為J/kg。比內能是物質一個狀態參數。
中文名
比內能
外文名
specific internal energy
別    名
質量內能
別    名
質量熱力學能
含    義
表示燃料所能產生的熱量
單    位
焦/千克
應用領域
換熱器原理

比內能定義

比內能,又名質量內能、質量熱力學能、比熱力學能,是用於表示燃料所能產生的熱量,指內能U與質量m之比,符號為u,有u=U/m,其單位為焦/千克

比內能預備知識

比內能內動能

內能是指由物質系統內部狀態所決定的能量,用符號U表示,它包括內動能和內位能。內動能是指工質內部粒子熱運動的能量,它包括分子的移動動能、轉動動能和分子內部振動動能,根據氣體分子運動論,內能越大,温度越高,所以內能是温度的函數

比內能內位能

分子間由於相互作用力的存在而具有的位能稱為內位能,它的大小與分子間的平均距離有關,即與工質的比容有關。
內能U決定於它的温度和比容,即
。它是一個狀態參數,當系統狀態發生變化時,內能的變化量完全取決於過程始點和終點的狀態,而與中間所經歷的過程路線無關。在國際單位制中,內能的單位為焦耳(J)或千焦(kJ),米制為千卡(kcal)。 [1] 

比內能比焓

在熱力工程計算中,流體的內能和推動功
總是同時出現的,這兩項的和稱為焓,用I表示,單位為焦耳(J)。對於單位質量物質所具有的焓,則稱為比焓,用i表示,單位為J/kg。 [2] 

比內能表達式

由上面表達式可知:比焓i是u、P、v三個狀態參數的複合體,因此比焓i也是氣體狀態參數。 [2] 

比內能意義

比焓概念的引進,使熱力計算大大簡化了。當物體的熱力學温度為0 K(即-273.16℃)時,則物質的焓為零,又因為根據熱力學第三定律可知,人們採用各種技術方法只能接近-273.16℃,而不能達到這個温度,那麼焓為零的狀態則無法測出,所以工質焓的絕對值也不能用儀表測量,它只是從數學演算中定義的一個物理量。
在工程中對工質比焓的絕對值測定也不必要,需要的是從某一狀態變到另一狀態時,物質的比焓發生了多少變化,即需要其相對值。因此人們便可以人為定某狀態的比焓為定值,再把其它狀態時的比焓與之比較就可以了。例如習慣上把温度為0℃時液態製冷劑的比焓定為500 kJ/kg(也有定為200 kJ/kg);把0℃時幹空氣的比焓定為0 kJ/kg(幹空氣)。 [2] 

比內能換算關係

比能、比內能、比焓的換算關係如下:
(1)名稱:爾格每克;符號:erg/g;換算關係:
(2)名稱:爾格每千克;符號:erg/kg;換算關係:
(3)名稱:千卡每千克;符號:kcal/kg;換算關係:
(4)名稱:熱化學千卡每千克;符號:kcalth/kg;換算關係:
(5)名稱:15℃千卡每千克;符號:kcal15/kg;換算關係:
參考資料
  • 1.    張家榮 趙廷元.工程常用物質的熱物理性質手冊:新時代出版社,1987:16-17
  • 2.    上海市職業指導培訓中心編著.製冷設備維修工技能快速入門:江蘇科學技術出版社,2009:6-7