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1.3.1内能玄机

 

物体中的分子因无休止的热运动而具有动能,因相互间有取向力、诱导力或色散力的作用而具有势能,这两种能量共同构成了物体的内能。显然内能是物体系统的一种固有属性,其大小不依赖于外界的影响因素,包括它的所在团体或者“近亲”。我们都知道名校的毕业生虽然被名校的光环所照耀,但其自身并不一定都会闪光, “龙生龙,凤生凤,老鼠生儿会打洞”只是遗传的普遍现象,变异如影随形。

内能是一种广延量,在其它因素不变时,其大小与物质的数量成正比,“众人拾柴火焰高”。但我们千万不能认为内能越大物体的温度就会越高。温度只是表示物体的冷热程度的物理量,是分子的平均动能大小,与物质的多少和比热容的大小没有关系,物体吸收或放出热量的公式Q = mct中清楚地表明了温度与其内能的联系。

内能也是系统的一种状态函数,当体系处于某一平衡态时,系统的一切状态参量将取得定值,内能作为这些状态参量的特定函数也将取得定值。而当系统从一种平衡态过渡到另一种平衡态时,内能的变化量仅取决于变化前后的系统状态,而与这个变化是如何发生的以及变化经历了怎样曲折的历程完全无关,这跟保守力做功的特征相似,只看结果,无问西东。

物体状态参量的改变必然与改变前的外界相联系,但物体做整体运动时产生的动能或在重力场中拥有的势能是不能影响物体的内能的,可以联想到机体与灵魂分离的“行尸走肉”,傀儡的内心世界,与被操控下的行为并不同步。其原因是分子运动的速度只能参照物体分子点阵,也不能叠加任何其它外界速度,分子的势能也难以影响物体边界之外的物体。

物体要改变内能,就只有通过做功或热传递。当物体对外做功时,自身的内能会减少。如自来水管中的水结冰后体积增大,撑破水管做功,水的内能因放热而减小;燧人氏通过摩擦实现“钻木取火”,是外界对物体做功,物体自身的内能增加,温度会升高,并由此引燃了文明的火花。而油品通过燃烧放出的内能和电容器的充放电等过程,是对分子化学能和器件电势能的改变。

艺人“拳不离手,曲不离口”,武僧“夏练三伏,冬练三九”,皆在以体能提升技术内能;而悬梁刺股、穷经皓首,则是以精力提升智力。然后非常奇怪的是,即便是“台上一分钟,台下十年功”,内功也不会因表演的释放而衰减;在你“铁肩担道义,妙手著文章”的时候,内能反而会得到强化。“赠人玫瑰,手留余香”,这就是生命的精妙所在。

热传递改变物体内能的方式共有热辐射、热传导和热对流三种。一般而言,付出是损失,导致内能减少;得到是收获,内能会增大。传导和对流是对热源的直接传递,只不过前者是“上传下达”,以接力的方式进行,后者是则如同负重前行的物流和快递。至于热辐射方式,就如同用“比特”形式在互联网上传送的文件,是直接将表达热能的电磁波通过真空或空气、玻璃等介质传递。

划燃的火柴温暖不了卖火柴的小女孩,农夫温热的身体地却能让冻僵的毒蛇苏醒。这种潜伏的危险削弱不了向日葵面向大阳的信念,也动摇不了伯劳鸟孵化杜娟鸟蛋的执着。在恶劣的气候下当我们惬意地享受着空调所带来的舒适时,不要忘了:如果我们得到了温暖,一定有人打了个寒战;如果有人比我们更冷,请伸出温暖的手握紧对方,传导的是暖流,点燃的将会是一颗凄冷的心。

 

 


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