① 为什么要说内能转化为机械能,不说内能转化为动能或者势能
动能和势能统称为机械能,也就是和机械能是从属关系;而内能和机械能是并列关系,所以转化时可以说内能转化机械能,但是和动能或势能不是并列关系,所以一般不这么说
② 为什么是机械能转化为内能
改变物体内能有两种方式,一种是做功,另一种是热传递。做功过程是其它形式的能专与内能转化的过程,而热传递属是内能从一种物体转移到另一个物体的过程。机械能要转化内能必须通过做功来实现。比如
摩擦生热
、钻木取火等都是通过外力做功使机械能转化为内能。
③ 为什么内能不能完全转化为机械能
这个问题有点复杂。
我们通常说“机械能可以完全转化为内能,而内能不可完全转化为机械能”,这句话的后一半是有条件的,内能在某些条件下也是可以完全转化为机械能的。例如理想气体等温膨胀就是一个典型的例子,在此过程中,气体可以将从外界吸取的热量完全转化为机械功,即外界的内能通过气体吸热做功完全变成了机械能。这是不违法热力学第二定律的。
热力学第二定律是个比较复杂的问题,热二律的一个最常见的表述是开尔文表述:不可能从单一热源吸取热量使其全部转化为有用功,而不产生其它影响。这个表述有利于上面例子的理解。在上面例子中,气体膨胀了,压强减小了,也就是产生了其它的影响,热二律是不禁止这样的热功完全转化的。如果要求气体状态不变(实际上要求气体经历一个循环过程),又要求热功完全转化,那才是违反热二律的,即办不到的。
在脱离上下文的条件下,“内能不可完全转化为机械能”这一说法并不严格,但要简单地说它就是错误的,也并不适当。当我们不局限于某一特定的过程,而是着眼于整个宇宙(目前已知的宇宙),上面的说法在某种意义上就是正确的。因为在所有的各种形式的能量转化中,都不可避免的伴随着其它形式的能量变为内能,一旦变为内能就不再能无条件的变为其它形式的能量(要受到热二律的限制),因此,其它形式的能量会逐步变为内能,直至最终全部变为内能,一旦出现这种情况(目前尚不能断定,因为今天我们所考虑的宇宙的范围和明天可能不同),宇宙中将处处温度相等,这时,内能将永远不能变为其他形式的能量,这就是所谓的热寂。热寂说根据人类目前的知识尚无法判断是否正确,即热寂的那一天是否真的会到来尚不能肯定。但无论如何,至少目前看来其他形式的能量都存在逐步变为内能的趋势,
所谓的能量等级,这个说法在我看来并不很科学。因为按照这样的理解,一切形式的能量只可分为两类,一类是内能(准确的说是热力学能或热运动能,即狭义的内能,上文的内能均指狭义的),其它所有形式的能量都归于另一类,也就是能量的等级只有两级。既然如此,将能量分等级的意义不大(要是能分为“三六九等”,那么分等级的意义才比较明显,可是除内能之外,其它能量形式没有等级高低之分,任何其它形式的能量相互转化都不可避免地同时存在朝向内能的转化,如果不考虑向内能的转化,那么相互转化率都可以是100%,因此无法将它们划分等级)。
更进一步认识内能和其他能量的区别,需要搞清其微观本质。内能是分子无规则热运动的能量,热运动有别于其它形式运动的根本区别在于运动的无规则性,其他运动都是有规则的,有规则的运动变为无规则运动是自发的,不需要任何条件的,而无规运动并不是不能变为有规则运动,而是不会自发的变化,要实现转变必须付出某种代价,或者说变化是有条件的。
④ 为什么热机是把内能转换成机械能的
化学来能
是物体发生化学反自应时所释放出的能量,是一种很隐蔽的能量,它不能直接用来做功,只有在发生化学变化的时候才释放出来,变成热能或者其他形式的能量。像石油的燃烧是属于化学能,但是推动
活塞运动
的却是内能。
⑤ 内能转化为机械能,是怎么个意思
能量转换
⑥ 为什么说内能可以全部转变为机械能有什么例子
比方来让理想气体(20°C,源2大气压,1L),膨胀以后达到(20°C,1大气压,2L),外界为大气。由于温度未变,内能即不变。明显过程中气体对外做了功,该功只能来自于从外界(例如一个温度为20度的水池)吸热。即水池的这部分内能可以全部转变为机械能。
我不知道你是不是在学热力学第二定律,如果在,你可以进一步提问。否则了解就可以了,不必深究。第二定律透彻理解有相当难度。对第二定律而言不透彻和没学差别不大,遇到问题就错。例如楼上几位便是。
⑦ 为什么说内能可以全部转变为机械能
比方让理想气体(20°c,2大气压,1l),膨胀以后达到(20°c,1大气压,2l),外界为大气。由于温度未变,内能即不变。明显过程中气体对外做了功,该功只能来自于从外界(例如一个温度为20度的水池)吸热。即水池的这部分内能可以全部转变为机械能。
我不知道你是不是在学热力学第二定律,如果在,你可以进一步提问。否则了解就可以了,不必深究。第二定律透彻理解有相当难度。对第二定律而言不透彻和没学差别不大,遇到问题就错。例如楼上几位便是。
⑧ 为什么内能可以转化为机械能
能量守恒
⑨ 内能与机械能能相互转换吗
机械能可以完全转换为内能,但是内能无法完全转化为机械能。 假设,机械能与内能之间进行多次转化,则最终机械能将完全转化为内能。 因此机械能与内能转化有方向性。 但是这个方向性并不否定内能可以转化为机械能,也就是说内能是可以转化为机械能的。
钻木取火的例子说明机械能能够转化成内能,只是古人还不知道什么是机械能什么是内能。
内能大小与物体的质量、体积、温度及构成物体的物质种类都有关系。现阶段主要掌握与温度的关系。一个物体温度升高时,它的内能增大,温度降低时,内能减小。
切记“温度不变时,它的内能一定不变”是错误的。如晶体熔化、液体沸腾时,温度保持不变,但要吸热,内能增加。温度不变时,它的内能也可能减小(想一想为什么?)。同样,物体放出热量时,温度也不一定降低。
(9)为什么内能转化为机械能扩展阅读:
动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。一个物体可以既有动能,又有势能。飞行中的飞机,因为它在运动而具有动能,又因为它处于高空而具有重力势能。
其他能转化:
1、过山车由最高点运动到最低点,重力势能转化为动能;过山车由最低点运动到最高点,动能转化为重力势能。
2、蹦床运动员从高处落下,重力势能转化为动能;与蹦床接触后,蹦床发生弹性形变,运动员的动能转化为蹦床的弹性势能。
⑩ 气体膨胀过程中,为什么内能转换为机械能
因为使气体分子间的距离增加了,
气体分子有位移。
所以内能转化为机械能,
气体温度降低。