(1)內(nèi)能和熱能表達的對象都是物體所處的某一熱力學狀態(tài)，兩者都屬于能的范疇，是兩個狀態(tài)函數(shù)。

(2)熱能的大小隨溫度的變化而單調(diào)變化。然而，在一般情況下，內(nèi)能與溫度卻沒有確定的關系，只有理想氣體的內(nèi)能才僅是溫度的函數(shù)，這個結果叫做焦耳定律。例如，在處理理想氣體問題的時候，特別是由單原子分子組成的理想氣體，由于只考慮大量分子具有的動能，內(nèi)能和熱能是相等的。

(3)內(nèi)能既然泛指物體內(nèi)的一切能量，那它的外延明顯就寬于熱能。熱能屬于內(nèi)能范疇，但內(nèi)能不光包括熱能。從概念間的關系看，內(nèi)能和熱能亦是一種從屬關系，其中內(nèi)能是屬概念，熱能是種概念。

在工程技術上和某些物理書中，曾把內(nèi)能和熱能看成一回事，說物體的內(nèi)能就是熱能。這種觀點是不恰當?shù)�。從分子運動論觀點看，熱能的本質(zhì)是物體內(nèi)部所有分子無規(guī)則運動的動能之和，而內(nèi)能除包括物體內(nèi)部所有分子無規(guī)則運動的動能之外，還包括分子間勢能的總和，以及組成分子的原子內(nèi)部的能量、原子核內(nèi)部的能量、物體內(nèi)部空間的電磁輻射能等。

所以，熱能、化學能、原子能、電磁輻射能等都屬于內(nèi)能的范疇。但在一般熱現(xiàn)象中，不涉及分子結構和原子核的變化，并且無電磁場相互作用，化學能、原子能以及電磁輻射能都為常數(shù)。因為人們通常研究的是能量之差，所以，這幾種內(nèi)能通常不考慮。因此，內(nèi)能通常是指物體內(nèi)部分子無規(guī)則運動的動能與分子間勢能的總和。可見，熱能只是內(nèi)能中的一部分，把熱能與內(nèi)能等同起來是錯誤的。

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