內能變化為哪般

笪竹清 陳麗

我們知道，改變物體的內能有做功和熱傳遞兩種方式，這兩種方式是等效的。但做功和熱傳遞改變物體內能在本質上是不同的，以做功方式改變物體的內能實質是能量轉化，而熱傳遞的實質是能量的轉移。判斷物體內能改變是由于做功還是熱傳遞關鍵在于分析事例中找到物體內能的變化是“轉化”還是“轉移”。

例1 在進行熱學實驗時，我們通常要通過劃燃火柴或通過打火機來點燃酒精燈，下列關于這兩種點燃酒精燈的方法說法正確的是（）。

A. 劃燃火柴是通過熱傳遞的方式改變了火柴頭的內能

B. 火柴頭在燃燒時，高溫的火焰通過熱傳遞的方式將酒精燈點燃

C. 打火機打著火時，高溫的火焰通過做功的方式將酒精燈點燃

D. 打火機打著火的原理類似于柴油機的點火方式

解析：火柴在與火柴盒摩擦時，摩擦生熱，將機械能轉化為內能，火柴的內能增加，溫度升高，使火柴燃燒。這是通過做功的方法改變了火柴的內能，故選項A錯誤。

燃燒的火柴頭溫度很高，放在酒精燈上，內能由溫度高的火柴頭傳遞到溫度低的酒精燈上，將酒精燈點燃。這是通過熱傳遞的方法將酒精燈點燃的，故選項B正確。

打火機打著火時，高溫的火焰通過熱傳遞的方式將酒精燈點燃，故選項C錯誤。

打火機打著火是靠電火花點燃釋放的氣體，類似于汽油機的點火方式，柴油機是壓燃式，故D錯誤。

答案：B

點評：此題中火柴和酒精燈火焰的內能都增加了，但方法不同，充分體現了做功與熱傳遞在改變物體內能上具有等效性，但本質不同。

例2 下列四張圖中利用熱傳遞來改變物體內能的是（）。

A.鉆木取火 ? ? ? B.煤爐燒水 C.壓縮空氣升溫 D.搓手取暖

解析：鉆木取火是機械能轉化為內能，通過做功的方式來改變內能，故選項A不符合題意。

煤爐燒水是高溫的爐火將能量轉移給壺中的水，通過熱傳遞的方式改變水的內能，故選項B符合題意。

壓縮空氣升溫是活塞對密閉氣體壓縮做功，機械能轉化為內能，內能增加，通過做功的方式來改變內能，故選項C不符合題意。

搓手取暖是摩擦生熱，通過克服摩擦做功的方式來改變內能，故選項D不符合題意。

答案：B

點評：能夠使物體內能增加的四種常見做功方式有摩擦、壓縮、彎折和鍛打。

例3 建筑及裝修工程中經常需要用鉆孔機鉆孔，鉆孔時鉆頭發熱是由于克服摩擦 _________ ，使鉆頭的內能增加了;在鉆孔過程中，不斷往鉆頭上注水，通過

降低鉆頭的溫度避免鉆頭燒壞;建筑工人焊接金屬時，金屬發熱，是由于電流通過焊條 _________ 的原因。（均選填“做功”或“熱傳遞”）

解析：建筑及裝修工程中經常需要用鉆孔機鉆孔，鉆頭打完孔后會發燙，因為鉆頭和墻相互摩擦，機械能轉化為內能，這是通過做功改變了鉆頭的內能。

在鉆孔過程中不斷地往鉆頭上注水，這是通過熱傳遞的方式改變鉆頭的內能，來降低鉆頭的溫度。

電流通過用電器時會產生電流的熱效應，是電流對用電器做功，電能轉化為內能，故電流通過焊條時會做功發熱。

答案：做功 熱傳遞 做功

點評：做功改變內能也包括電流做功，焊條發熱是做功，金屬發熱是熱傳遞，不能混淆。

[能力提升]

質量和溫度相同的銅塊和水，使它們分別放出相同的熱量后，將銅塊迅速投入水中，此時它們的內能變化正確的是（）。

A. 銅塊的內能減小，水的內能增大

B. 銅塊的內能增大，水的內能減小

C. 銅塊和水的內能都增大

D. 銅塊和水的內能都減小

答案：B

（作者單位：錦州市實驗學校）