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物体除膨胀外如何做功而使内能转换为机械能?

  物体不膨胀,就不可能将内能转换为机械能。物体必须对外界做功才能实现这种转化,物体对外做功的前提是克服外力并且在外力的相反方向上发生了位移。而体积不变,相当于物体受的外力(比方大气压)方向不存在位移,故不可能做功。与物质的状态(物态)无关。

  追问:固体的内能转换为机械能,只有体积膨胀这种方式吗?是的。那么液体呢?同样

  液体流动时,内能情况怎样?液体流动时要克服例如管道、河床的摩擦力做功,机械能转化为内能,液体在流动时还要克服内部的粘滞阻力做功,同样使水的机械能转化为内能。即水的内能增加。如果没有外界提供能量(包括地球引力势能的改变),流动的水终会停止流动,动能全部转化为水和周围环境的内能。

  另外,有一点需要补充一下。液体在表面积减小(而体积不变)时,液体表面的表面张力可以对外界做功,使液体的表面能(内能的一部分)转化为外部物体的动能。例如在一个U形细金属框上,开口端放置一根可以移动的细金属丝,张上一层肥皂水膜后(这个过程需要消耗外界,例如手,的机械能),大发体育官网我们会观察到细丝会发生移动,液膜会自动收缩到某个特定大小后取得受力平衡。此过程中,即表面张力对细丝做功,液膜内能降低,细丝动能增大。但这种能量转化不可利用于人类获得有用功(不仅是因为它太小),因为液膜本身总是自发地尽可能收缩,要让它对外做功的前提是,你必须先把液膜张大(这时才有表面张力),张大的过程必然消耗外界的机械能(或其它定向运动的能量,例如用电能也可以实现张大)。从而整个过程人类一无所获(相反还要在克服各种摩擦中消耗机械能)。

  展开全部内能的定义是区别去机械能,是宏观的定义,所以宏观角度很难说清楚。

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