平常人们所说“把水加热”或“热水壶会烫着你”,这些家常话的意思是,水里存储着热 。其实,这个认识在物理学上来说是错误的 。我们知道,水里有的只是内能,它有两种作用,即做功或传热,它能够改变一个物体的状态 。所以,加热能够改变物体的内能 。
试想,当我们把手放到热水里的时候,水的内能和手的内能各发生了怎样的变化?水的内能减少了,手的内能增加了 。如果我们的手在水里保持静止不动,就表示没有做功 。然而手却变得暖和了 。我们所说的“加热”,就是内能从水转移到手上的一种简化说明 。
热,是借助原子或分子的作用而实现内能的流动 。当内能从一个位置流到另一个位置而没有功随之产生时,那么,这个过程可以叫做“热的传递”,或者简称“加热” 。
如果有人认为热存储在热物体内,那就错了 。物体内部并没有存储热,而只有大量的内能 。
【能量守恒定律在商业的运用 能量守恒定律的新运用】做功提高了物体的内能,此时我们可以觉察出物体的温度升高了 。热也是通过提高物体的温度来增加物体内能的 。
功和热都具有传递能量的作用 。能量传递就是把能量从一个物体向另一个物体传输,在能量传递完成后,功和热就不再具有什么意义,但物体的内能发生了变化 。热力学第一定律就说明了这一问题 。
热力学第一定律是:物体内能的改变,是做功和传热的结果 。
热力学第一定律可以认为是能量守恒的一种表达方式 。我们是在能量守恒的条件下,来考虑内能和做功以及热的传递这两种作用之间的关系 。上述三个量值是有关联的 。我们不能改变他们当中的两个而不影响到第三个 。热力学第一定律就叙述了内能、功和热之间的关系 。
热力学第一定律也可用下面的公式来表示:
[图片]
式中“ΔU”代表内能变化量,“W”表示外界对物体做的功,“Q”表示外界传递给物体的热 。
热力学第一定律通俗一点来解释就是:如果对一个物体做功,并把热传递给该物体,那么,该物体的内能必然增大 。
【科学小链接】
内能
对一个物体做功或向一个物体传热,这两种过程的效果都会提高该物体的能量 。但是,通过向一个物体传热而提高该物体能量的结果,是使物体的温度升高,而不是使该物体的位置和速率有变化 。这样,人们就引进了一种新的区别于动能和势能的能量,我们称它为“内能” 。
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