唐衛(wèi)
一切物體都具有內(nèi)能,做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式。那么,怎么判斷是哪種方式改變物體內(nèi)能的呢?下面通過3道中考題加以分析。
例1(2020·山東·泰安)下面是研究黑點標(biāo)注的物體內(nèi)能改變的情景,通過做功使物體內(nèi)能增加的是( )。
A.把鐵絲反復(fù)彎折,彎折處變熱? ? B.把鋼球放入爐火中,燒一段時間
C.冬天,用熱水袋對手進行取暖? ? D.水燒開時,水蒸氣將壺蓋頂起
解析:把鐵絲反復(fù)彎折,對鐵絲做功,彎折處變熱、內(nèi)能增大,屬于通過做功增加物體的內(nèi)能,故A符合題意;把鋼球放入爐火中燒,鋼球從火焰吸收熱量,是通過熱傳遞改變物體的內(nèi)能,故B不符合題意;用熱水袋對手取暖時,手從熱水袋吸收熱量,是熱傳遞改變物體的內(nèi)能,故C不符合題意;燒開水時水蒸氣將壺蓋頂起,水蒸氣對外做功,內(nèi)能減小,故D不符合題意。
答案:A
點評:做功的實質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)化,是其他形式能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化;熱傳遞的實質(zhì)是內(nèi)能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,或者是從一個物體的高溫部分轉(zhuǎn)移到低溫部分,是能量的轉(zhuǎn)移,而能的形式?jīng)]有發(fā)生改變。
例2(2020·廣西·北海)靈山縣是“中國荔枝之鄉(xiāng)”,為了讓遠方的好友能吃到新鮮的荔枝,郵寄時會把冰袋和荔枝一起裝入泡沫箱。加入冰袋是為了( )。
A.利用冰塊熔化吸熱? ? ? B.通過熱傳遞方式增加荔枝的內(nèi)能
C.加快荔枝水分蒸發(fā)? ? ? D.通過做功的方式減少荔枝的內(nèi)能
解析:將冰塊和荔枝一起放在泡沫箱中,冰吸收熱量,熔化成水,使得荔枝溫度降低,不易變質(zhì),故A正確,C錯誤;冰熔化時從荔枝上吸收熱量,是通過熱傳遞的方式減小荔枝的內(nèi)能,故B、D錯誤。
答案:A
點評:發(fā)生熱傳遞的條件是物體間存在溫度差,或物體的不同部分存在溫度差。
例3(2020·遼寧·大連)如圖所示的實驗裝置,塑料瓶內(nèi)盛少量水。給瓶內(nèi)打氣,當(dāng)瓶塞跳起時,看到瓶內(nèi)出現(xiàn)白霧。此時,瓶內(nèi)氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為瓶塞的 能,與四沖程內(nèi)燃機 (選填“壓縮”或“做功”)沖程的能量轉(zhuǎn)化相同。
解析:當(dāng)瓶塞跳起時,瓶內(nèi)氣體對瓶塞做功,瓶內(nèi)氣體的內(nèi)能減少,溫度降低,水蒸氣遇冷液化變成小水滴,形成了瓶口的白霧,瓶內(nèi)氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為瓶塞的機械能,瓶塞跳起過程的能量轉(zhuǎn)化情況與內(nèi)燃機做功沖程相同。
答案:機械 做功
點評:物體對外做功,則內(nèi)能減小。
總之,做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能方面是等效的,但二者存在本質(zhì)區(qū)別:做功是其他形式的能量和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化,熱傳遞只是能量的轉(zhuǎn)移,能量的形式未變化。只要抓住它們之間的本質(zhì)區(qū)別,就可以加以區(qū)分。