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》
加载中,请稍候......