为什么说内能具有不可测量性？在一定的状态下呢？-物体
编辑： admin 2017-25-02
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这个问题看似简单,实质非常复杂,它涉及到物理学和测量的根基问题.
楼上的回答本质上是正确的.那就是任何测量过程只要测量工具和被测对象发生作用（不发生任何作用哪怕是极其微弱的作用测量就不可能进行）,那么测量结果就会受到测量工具的影响（哪怕是用一把尺去测量物体的长度,一旦尺往物体上一靠,物体的长度就会改变!尺本身的长度也会改变!这是量子力学的观点,甚至你用眼睛看一眼物体物体就会变!但这和我们的经验明显不符,这是因为对宏观物体量子效应是极其极其微弱的,实际上完全可以忽略!但对微观体系就不可忽略了,研究对象越小量子效应越显著,量子力学中有一个基本原理叫做测不准原理对宏观物体同样成立,只不过影响可忽略.上述内容看的头大的话,可以跳过,直接看下文）.
在这种意义上任何物理量都不具有严格的可测性（我们说任何测量都一定会有误差,本质上就是这个原因）.但并不因为有误差我们就无法测定,虽然真值永远不可知,但我们可以趋近（理论上的最小误差由测不准原理决定,对于宏观物体这个误差和物理量的本身大小相比微不足道!）
楼上说“你用温度计量一杯水的水温,当你用温度计得出结果时,水的内能已经有一部分通过热传递转移到了温度计上”这是不错的,但我们总可设法使热传递小到可忽略的程度（可采用的方法很多,限于篇幅就不介绍了）.因此温度是可以被很准确的测定的!测量过程水内能可以非常好的保持近乎不变的.但即便如此,我们却无法测定物体的内能!至少是目前无法测定（并很有可能永远无法测定）,而不是测得有多准的问题.楼上混淆了这两个问题.
从内能的定义上说,内能是物体内部所有分子的热运动动能和势能的总和（这是中学阶段的简化定义,并不准确,想知准确定义,那里的内容大部分是我写的）.即便按中学的定义,内能也是无法测定的.
你要想测定内能的绝对大小,唯一的方法就是必须测量每个分子的动能和每个分子对之间的势能,然后将它们全部相加!可以看出这个测定有多么困难了吧.每个分子的运动毫无规则,动能时刻在变,即便我们将来拥有了直接测定单个分子瞬时速度的能力（现在还没有）,由于这是微观运动,测不准原理决定了这里的测量误差相当可观.因此我们说内能不具可测性.
不过尽管内能的绝对大小无法测定,并不妨碍我们测定物体在某一变化中内能的改变量,这个改变量可以根据热力学第一定律（即能量守恒定律）,通过测定吸热量和做功量来间接测出.
另外再补充一点,内能（这里的内能是严格的内能,包括物体内部的一切形式的能量）的绝对量虽然无法测定,但可准确理论计算（如果相对论是正确的话）,那就是E=mc2.
提示：
因为测量会改变原有的状态
举个例子
你用温度计量一杯水的水温
当你用温度计得出结果时
水的内能已经有一部分通过热传递转移到了温度计上
所以实测的结果会有偏差
由此计算出的内能也就有偏差
一般来说这种偏差都是非常小的
所以一般认为测量出的结果就是真实值...
类似问题
类似问题1：内能是如何测量的?任何的机械都会作额外功,那么这内能又是怎样被测量的呢?例如水的比热容是怎样测出的呢?为什么一定是4.2*10^3J/(kg*摄氏度）[物理科目]
内能是通过测量温度,已知热容测出的.
水的比热容的测量可以这样,在不散失热量的保温杯中,用电阻丝对一定质量的水加热,水的质量知道吧,电阻丝产生的热量可以控制也知道,温度的变化量也可以测得,这样就可以求水的比热容了.
类似问题2：内能为什么不能测量现在已经知道,内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和,但内能不能测量,这是为什么?[物理科目]
因为内能是可以改变的,而且也没什么办法测量.如果用吸热放热传递的能量来作为标准的话,是可以粗略估计的,但是物体在传递热量也就是内能的时候是一定会有损失的.所以是不能测量的.而且并不是物体温度高内能就大的.比如南极的一个冰山就比一壶开水的内能大的多.在绝对零度（零下237摄氏度的时候）所有粒子都会停止运动,内能也就没有了.
类似问题3：内能是状态量还是过程量呢![化学科目]
必须是状态量,与之对应的过程量是热能
类似问题4：物体的内能是否能够测量?是不是一切物体的内能都是无穷大的?[物理科目]
物体的内能具有相对意义,其中分子平均动能可以用温度来测量,但分子势能就不能测量,因此物体的内能不能测量.
其实内能跟电势一样,没有什么实际意义,人们关心的是内能的改变.
类似问题5：如何证明内能与状态有关?
用生活中的事件举例：被100℃的蒸汽烫伤比被100℃的开水烫伤伤的更重.
或者0℃的并需要继续加热才能融化成0℃的水；100℃的水继续加热才能变成100℃的水蒸气,而加热时内能一定增大的.
或者从理论上证明,水从液体变成气体,温度不变,但分子间距增大,从而分子势能增大.而且气体分子比液体分子运动更剧烈,所以同温度的蒸汽比水内能大