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1.5.2能量转换

 

做功就是能量转换的过程,它一般是借助一定的运动形式,将一种形式的能量,转化成另一种形式的能量。如果能量的存在形式始终保持不变,运动就不会发生,那是死亡的气息,能量再多也没有什么意义。“端着金碗讨饭吃”和守财奴葛朗台式的生活,估计没几个人会羡慕。

在能量的转换方式中,一般是物体自身动能和势能之间的自动转换,伴随着做功的过程。能量向势能的转换是“养精蓄锐”,然后蓄势待发,如武士之盘马弯弓,学士之厚积薄发。而能量向动能的转换则是做功,“养兵千日,用兵一时”。

能量变化时不做功的情形也很多。如常见的通过辐射或热传导使物体升高温度而增加内能的现象,这也如同人类那种口耳相传式的学习过程。物态变化中一级相变产生的相变潜热也没有明显的做功过程,如液体和固体之间的变化,其过程无声无息。例如学历提升或者考“系统分析师”证书之类的就是这种形式。

能量变化中物体自身不做功并不意味着没有功的输出。在化学反应中,如石墨通过高温高压转变成金刚石,这个苛刻条件的产生必来自外力的做功。核反应中的裂变或聚变也都改变了原子的结合能,除了天然放射性元素之外,那种惊天动地的场景是来自质量亏损所做的功。

自然能量可以被长久储藏,如沉睡的火山,环绕着的星体。人的能量虽然也可以藏器待时,但人生苦短,决不可长久雪藏。时机一到,必须迸出火花,开花结果,否则所谓的韬光养晦都变得毫无意义。

我们把物体可以作为质点看待时所具有的宏观动能和势能称作物体的外能,显然对人而言外能就是工作,内能则是学习。下面再来讨论这种外能与物体内能的关系,因为这种相互转换对人类而言更有意义。

外能转换为内能的常用形式是辐射、传导、摩擦、碰撞以及结构的变化,所排列的顺序就同春风化雨、润物无声、醍醐灌顶、脱胎换骨一样。而内能转化成外能,一般需要温差,所有的热机和温差电效应,都是对热力学第二定律的诠释。悲愤出诗人,乱世出英雄,顺境中的人们若不遭遇逆境,很容易溺于所闻,安于现状。有时甚至一个挑拨离间或“激将法”,就能让卧虎发威,潜龙飞天。

“热量不能自动地由低温物体传向高温物体”的热力学第二定律还暗示了一个残酷的现实:在能力展示和利益争夺中,人们更倾向于欺负弱者,俯首强者,尤其是在道德压力被忽略的情况下。而弱者要想实现逆卡诺循环,必须依赖外界对其做功,虽然实现了热量流动方向的反转,但自己的内心可能已经冰冷。

要想把势能发挥出来,必须抓住机会,不待扬鞭自奋蹄,瓜熟蒂落不可能。若要想让动能发挥作用,必须树立目标,不能只选一马平川的康庄大道,那样即使有足够大的能量,也撞击不出生命的火花,领略不到奋斗的风光;如果敢于挑战拦路虎,或向险峰攀爬,等待的会是掌声和鲜花。

在能量转换过程中,由于系统的开放和复杂性,一种能量可能同时转化为多种形式的能量,但做有用功的能量只有一种,这里就有能量的损失。白炽灯的发光效率不高就是浪费了大量的热能,LED灯的高效是最大限度地把电能转化为光能,但它的发光效率远没有萤火虫高。

理想的绝热过程也是不存在的,“吃饼掉芝麻”的现象不可避免,热能的损失是造成热机效率低下的主要原因。普遍存在的摩擦更是造成所有无用功的罪魁祸首,圆滑与和谐可以有效地化解摩擦所带来的负作用。因此一个和谐的社会,正能量能发挥更大的效能,减少内耗也就是增加了能量,这同节约资源等同于增加财富是一个道理。

 

 


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