例谈改变物体内能的两种方式的异同

陕西省神木职教中心        高波         719300

众所周知，做功和热传递是改变物体内能的两种方式，在理解时应从异和同俩方面加以入手，才不致于将二者混淆不清。

从规律上看  热传递改变物体内能是：物体吸热，温度升高，内能增加；物体放热，温度降低，内能减小。例如，当温度不同的物体在热传递过程中，高温物体放出热量，内能减少，温度降低；低温物体吸收热量，内能增大，温度升高。做功改变物体内能是：外界对物体做功，内能增加，温度升高；物体对外界做功，内能减少，温度降低。例如，压缩气体做功，可使气体内能增加；空气推动活塞做功，空气内能会减少。

从发生条件看  要发生热传递，则物体间必然要存在温度差，如果二者温度相同，则不会发生热传递，也就是对温度相同的两物体是不能通过热传递的方式来改变内能的。做功则不受此限制。

从量度上看  做功使物体的内能改变时，内能的变化用功的数值来量度。外界对物体做了多少功，物体的内能就增加多少；物体对外界做了多少功，物体的内能就减少多少。例如，某人用搅拌器对容器中的水做了1×103J的功，设水与外界没有热交换，当水静止时，水的内能增加了1×103J。热传递使物体的内能改变时，内能的变化用热量来量度。外界传递给物体（或物体吸收了）多少热量，物体的内能就增加多少；物体对外界放出了多少热量，物体的内能就减少多少。例如，放在火炉上的一壶水，它吸收了2×103J的热量，它的内能就增加了2×103J。又如，把一块烧红的铁块，放在空气中放出了3×103J的热量时，它的内能也就减少3×103J。

从实质上看  热传递改变物体内能是内能在物体间的转移，能的形式不变。在热传递过程中，高温物体的温度降低，内能减少；低温物体的温度升高，内能增加。例如，将一温度较低的铁块放入一杯温度较高的热水中，过一会儿，发现铁块的温度升高，内能增加了；热水的温度降低，内能减少了。做功改变物体的内能则属于能量的转化，是内能与其他形式能之间的相互转化。若是其他形式的能转化为内能，则温度升高；若有内能转化为其他形式的能时，温度降低。例如，在一个配有活塞的厚玻璃筒里，放一团蘸了乙醚的棉花，当把活塞快速压下去时，由于对空气做了功，使它的内能增加，温度升高了，会使棉花燃烧起来。

从结果上看  热传递的结果是使物体间的温度差减小或温度相同；做功的结果是使物体的内能减小，而其他形式的能增加或物体的内能增加，而其他形式的能减小。

总上所述，做功和热传递在改变物体内能上有本质的区别，但总的效果是相同的。例如，一根锯条，我们可以用摩擦的方法使它的内能增大，温度升高，也可以用热传递的方式给它加热，而使它升高到相同的温度。如果没有看见它内能改变的过程，我们是无法分辨出究竟是用什么方法使它的温度升高的。也就是说，做功和热传递对改变物体的内能是等效的。

本文发表于《学苑新报》