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热力学能的定义如下：
热力学能，过去长期叫内能，符号U，是系统内各种形式能量的总和，例如系统中分子的动能分子运动包括平动、转动和振动三种形式、分子内电子运动的能量、原子核内的能量分子间作用能等等，难以胜数。
随认识的深化不断发现新的能量形式，但有一点是肯定无疑的，任何系统在一定状态下内能是一定的，因而热力学能是状态函数。热力学能的绝对值难以确定，也无确定的必要，我们关心的是热力学能的变化，只要终态始态一定，热力学的变化量U是一定的。
设想向一个系统供热，系统的温度就要上升，这表明，系统的内能增加了， 其增加的量当然就等于系统吸收的热量：△U=Q；在设想对一个系统做功，系统的内能也增加了，其增加量当然就等于环境向他做的功：△U=W。
若即向系统做功，又向系统供热，系统内能的增加量等于环境向他做的功，系统内能的增加就等于吸收的热量与环境向系统做功的总和：△U=Q+W。
热力学发展简史
古代人类早就学会了取火和用火，但是后来才注意探究热、冷现象本身，直到17世纪末还不能正确区分温度和热量这两个基本概念的本质。在当时流行的“热质说”统治下，人们误认为物体的温度高是由于储存的“热质”数量多。
1709—1714年华氏温标和1742—1745年摄氏温标的建立，才使测温有了公认的标准。随后又发展了量热技术，为科学地观测热现象提供了测试手段，使热学走上了近代实验科学的道路。
1798年，冯·朗福德观察到用钻头钻炮筒时，消耗机械功的结果使钻头和筒身都升温。1799年，英国人H.戴维用两块冰相互摩擦致使表面融化，这显然无法由“热质说”得到解释。
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