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12.2 内能的改变——热传递 如图所示,有一锅20℃的水正在被火焰加热。 这个过程中依赖水的流动使得整锅水的内能增加,温度升高,这种加热方式因此称为热对流。 手握住锅柄,一段时间后,手会感受到热,这说明手的内能也增加了,由于手的内能增加是通过固体手柄传导过来的,因此称为热传导。 站在火焰旁边的人的身体,并没有被火焰直接加热,但身体的内能也会增加,这是因为内能还可以通过热源发出的电磁波(比如红外线)传递给我们的身体,这种依赖电磁波传递内能的方式称为热辐射。 由此可见,热传导、热对流和热辐射都可以传递内能,这三种形式统称为热传递。 也就是说,热传递是改变物体内能的一种方式。 在描述热传递的过程中,我们经常会用到火焰燃烧放出热量。热量是指什么呢? 火焰燃烧放出热量其实是指火焰以热辐射的方式在传递内能,因此,热量本质是指传递的内能,用符号Q表示,单位是焦(J)。 由于热量是描述“内能传递过程”的,因此,我们在描述热量时,只能说“吸收”或“放出”热量,不能说“具有”或“包含”热量。 比如,我们不能说“一个物体包含100J的热量”,只能说“一个物体吸收或放出了100J的热量”。 两个物体间为什么可以发生热传递,或者说,发生热传递的条件是什么? 发生热传递时,内能总是从高温物体自发地转移到低温物体。低温物体吸收热量,内能增多,高温物体放出热量,内能减少。 因此,发生热传递的条件是温度差。 需要强调的是,发生热传递的条件不是内能差。 发生热传递的条件为什么不是内能差? 那么,我们首先要区别内能、热量和温度这三个都跟“热”有关的物理量。 我们如何区别它们呢? 从定义上看,内能是物体“具有”的能量;热量是不同温度物体之间的“传递”的能量;温度是分子动能大小的“标志”。 因此,我们可以用图所示水池模型来类比内能相关的概念。 比如,内能类比为水池中的水量,温度类比为水位高低,热量类比为传输管道中的水量。 显然,决定水的流向,不是看哪个水池中的水更多,而是看哪个水池中的水位更高。 类似地,决定内能的传递方向,不是看哪个物体的内能更多,而是看哪个物体的温度更高,内能一定总是从温度高的物体传递给温度低的物体。 #物理 #初中物理
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