温度和内能之间的关系是热力学中的一个重要概念。要回答“温度升高，内能是否一定增大”这个问题，需要从多个角度来理解。

首先，我们需要明确几个定义：温度是物体内部粒子无规则运动的平均动能的表现形式；而内能是指系统内部所有分子运动的能量总和，包括分子的平动、转动、振动等动能以及分子间相互作用势能的总和。因此，温度与内能之间存在密切联系，但并不总是直接正相关。

对于理想气体而言，温度升高意味着分子的平均动能增加，从而导致内能增大。这是因为理想气体模型假设分子间没有相互作用力，所以内能只由分子的动能决定。然而，在实际情况下，物质的内能不仅取决于分子的动能，还受到分子间相互作用的影响。

当温度升高时，如果物质处于固态或液态，那么除了分子动能增加外，还可能发生分子间距的变化。例如，在某些材料中，温度升高可能会导致分子间的距离增大，从而增加了分子间的势能。在这种情况下，虽然分子的平均动能（即温度）在增加，但内能的增加可能不完全归因于动能的增加，而是动能和势能共同作用的结果。有时，甚至可能出现温度上升但内能反而减少的情况，这通常发生在某些相变过程中，如水从液态转变为气态时吸收热量。

综上所述，虽然在很多情况下温度升高会导致内能增大，但这并不是绝对的。具体情况取决于物质的状态、分子间相互作用等因素。因此，我们不能简单地说温度升高内能就一定会增大。