质能概述论(一)

做 功

做功简称功，通常是指机械功，表示力在空间(或位移)上的累积效果。一个物体受到力的作用，并且在力的方向上发生了位移，我们就说这个力对物体做了功。用公式表示为W=Fscosθ，θ是力和位移的夹角。功是标量，但它有正负；功是过程量，是能量转化的一种方式或者说途径。

功是能量转化的度量，即力对物体做了多少功，就有多少能量发生了转化；但是做功和能量转化之间的等量关系只是数量关系的相等，二者不是同一个概念。功是一个过程量，是能量转化的方法、途径；能量是一个状态量，是物质的性能，能量转化就是一种形式的能量通过做功这样一个过程，变成了另一种形式的能量，并且在变化的过程中，力所做功的数量等于能量转化的数量。

功不仅仅限于机械功，还有电磁能、化学能以及核能等等一系列能量的转化过程。所以广义的功应该理解为，功是能量转化的一种方法。

热传递

一、热量

热量是指热传递过程中转移的能量。在不同温度的物体之间，热量总是自由地从高温物体部分向低温物体部分传移，这一转移过程中转移的是能量，而不是温度。转移中的能量叫作热量，所以热量是过程量；温度指系统中微观粒子运动的剧烈程度，在宏观体现为物体的冷热程度。由于温差而导致的能量转换过程称热传递。

二、热传递

能量转化和转移的方法主要有两种：做功和热传递。做功是能量转化的过程，而热传递是能量转移的过程；不管是能量的转化，还是转移，都是能量的变化或者说转换，而能量变化的方法或过程，通常指做功和热传递。热传递是能量传递的一种方式，在此过程中，物质不一定要发生迁移。在单纯的热传递过程中，高温物体放出热量，温度降低，内能减少；低温物体吸收热量，温度升高，内能增加。因此，热传递的实质通常是指，能量从高温物体向低温物体转移的过程。热传递包括热传导、对流和热辐射三种形式。其中热传导是指，物体通过接触使大量微观粒子相互碰撞，从而实现能量的传递(如暖手握冷手，冷手感到温暖)；对流是指，流体通过各部分流动而实现能量的传递(如正在烧开的水，上下翻滚)；热辐射的过程是，辐射体的内能转换成辐射能(热量)，再转换成吸收体的内能(如早晨晒太阳，暖洋洋)。

三、热量、热能和内能的关系

热量是热传递过程中转移的能量，是物体内能改变的一种量度，它是过程量。在热传递过程中，热量的数值等于物体内能改变的数值，热量和内能变化的数量关系，如同做功和能量变化的关系类似。内能通常指物体内部所有分子做无规则运动的动能与分子间势能的总和，而事实上还包括组成分子的原子内部的能量、原子核内部的能量以及物体内部空间其他能量等等；内能是状态量，是系统的状态函数，它是系统某一状态时的内在能量。热能是物体内部所有微观粒子体现出来的动能之和。由此可见，热量是过程量，它对应一个段，是热传递过程中传递的能量；内能是状态量，它对应一个点，是物质内部的能量总和；而热能是物质内部微观粒子体现出来的动能，是物质内能中的一部分能量。热传递和做功一样，它们都是能量变化的一种方法、过程，它们也都是物质能量转换的一种度量，但一者从微观，一者从宏观。未完待续……能子源版权，违之必究！