王夢(mèng)賢

每一個(gè)物體都具有內(nèi)能，而物體內(nèi)能的改變是自然界中最普遍的現(xiàn)象之一，小到生活中的熱水袋取暖、搓手取暖、用火燒水，大到火力發(fā)電站、火箭發(fā)射，都蘊(yùn)含著內(nèi)能的變化.那什么是內(nèi)能？改變物體內(nèi)能的方式有哪些？下面我們就一起走進(jìn)神奇的內(nèi)能世界.

一、什么是內(nèi)能

內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)所具有的動(dòng)能和分子間因作用力所具有的勢(shì)能的總和.由于分子運(yùn)動(dòng)（熱運(yùn)動(dòng)）快慢與物體的溫度有關(guān)，分子間作用力大小與分子間的距離有關(guān)，分子總數(shù)目的多少與質(zhì)量有關(guān)，因此內(nèi)能大小的宏觀表現(xiàn)是溫度、體積和質(zhì)量.質(zhì)量確定的一個(gè)物體的溫度發(fā)生變化或體積發(fā)生變化，其內(nèi)能大小就發(fā)生變化.在初中階段常常用溫度和狀態(tài)來(lái)判斷內(nèi)能的變化，如果一個(gè)物體溫度升高，其內(nèi)能就變大，溫度降低，其內(nèi)能就減小；同樣，一個(gè)物體由固態(tài)到液態(tài)到氣態(tài)，其內(nèi)能增大，由液態(tài)到固態(tài)，其內(nèi)能減小.對(duì)于不同物體來(lái)說(shuō)，內(nèi)能還與物質(zhì)的種類有關(guān).

二、物體內(nèi)能的改變方式

實(shí)際生活中改變物體的內(nèi)能有兩種方式：做功和熱傳遞.下面我們一起來(lái)探討這兩種改變物體內(nèi)能的方式.

1.通過(guò)熱傳遞改變物體內(nèi)能

熱傳遞是自然界普遍存在的一種自然現(xiàn)象.只要物體之間或同一物體的不同部分之間存在溫度差別，就會(huì)有熱傳遞現(xiàn)象發(fā)生，并且將一直繼續(xù)到溫度相同的時(shí)候?yàn)橹?發(fā)生熱傳遞的唯一條件是存在溫度差別，與物體的狀態(tài)、物體間是否接觸都無(wú)關(guān).熱傳遞的結(jié)果是溫差消失，即發(fā)生熱傳遞的物體間或物體的不同部分達(dá)到相同的溫度.而熱傳遞又有熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流、熱輻射三種方式.

（1）熱傳導(dǎo)：熱傳導(dǎo)是介質(zhì)內(nèi)的一種傳熱現(xiàn)象，其在固體、液體和氣體中均可發(fā)生，但嚴(yán)格而言，只有在固體中才是純粹的熱傳導(dǎo).而流體（氣體和液體）即使處于靜止?fàn)顟B(tài)，其中也會(huì)由于溫度梯度所造成的密度差而產(chǎn)生自然對(duì)流.因此，在流體中對(duì)流與熱傳導(dǎo)同時(shí)發(fā)生.

（2）熱對(duì)流：物體之間以流體為介質(zhì)，利用流體的熱脹冷縮和可以流動(dòng)的特性，傳遞內(nèi)能.熱對(duì)流是靠液體或氣體的流動(dòng)，使內(nèi)能從溫度較高部分傳至較低部分的過(guò)程.對(duì)流是液體或氣體熱傳遞的主要方式，由于一般氣體熱脹冷縮現(xiàn)象較液體明顯，氣體的對(duì)流比液體明顯.對(duì)流可分自然對(duì)流和強(qiáng)迫對(duì)流兩種.自然對(duì)流往往自然發(fā)生，是由于溫度不均勻而引起的.強(qiáng)迫對(duì)流是由于外界對(duì)流體攪拌而形成的.

（3）熱輻射：物體之間利用放射和吸收彼此的電磁波，而不必有任何介質(zhì)，就可以達(dá)成溫度平衡.熱輻射是物體不依靠介質(zhì)，直接將能量發(fā)射出來(lái)，傳給其他物體的過(guò)程.熱輻射是遠(yuǎn)距離傳遞能量的主要方式，如太陽(yáng)能就是以熱輻射的形式，經(jīng)過(guò)宇宙空間傳給地球的.物體溫度較低時(shí)，主要以不可見(jiàn)的紅外光進(jìn)行輻射，在500℃以至更高的溫度時(shí)，則順次發(fā)射可見(jiàn)光以至紫外輻射.如太陽(yáng)能熱水器、太陽(yáng)灶、微波爐等都是熱輻射.

由此可見(jiàn)，熱傳遞是通過(guò)熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流和熱輻射三種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的.在實(shí)際的熱傳遞過(guò)程中，這三種方式往往不是單獨(dú)進(jìn)行的.

2.通過(guò)做功改變物體內(nèi)能

除了熱傳遞外，做功也能改變物體的內(nèi)能.外界對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能會(huì)增加，物體對(duì)外界做功，自身的內(nèi)能會(huì)減少.

做功是能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程，通過(guò)做功能量實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)化，如：物體自由下落，重力對(duì)物體做功，將重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能.重力做功越多，物體增加的動(dòng)能就越多.再如電水壺?zé)?，是電流在?duì)用電器做功，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.

所以，對(duì)物體做功越多，物體的內(nèi)能增加得越多；反之，物體對(duì)外界做功越多，物體的內(nèi)能減少得越多.

利用做功的方法改變物體的內(nèi)能，實(shí)質(zhì)上是兩種不同形式的能量通過(guò)做功而實(shí)現(xiàn)的相互轉(zhuǎn)化，即機(jī)械能或其他形式的能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.

做功和熱傳遞在改變物體的內(nèi)能上是等效的，即改變物體的內(nèi)能，既可以通過(guò)做功，也可以通過(guò)熱傳遞的方式.常見(jiàn)的對(duì)物體做功的四種方法：壓縮體積、摩擦生熱、打擊物體、擰彎物體.

希望通過(guò)上述講解，使同學(xué)們能了解這兩種改變物體內(nèi)能的方式，能正確辨析這兩種改變物體內(nèi)能的方式.