殷欣 韓玉梅

物體內(nèi)能的改變涉及力學(xué)和熱學(xué)綜合知識，是各地中考必考的內(nèi)容。改變物體的內(nèi)能有兩種方式，即做功和熱傳遞，并且做功和熱傳遞在改變物體的內(nèi)能上是等效的。那么，當(dāng)物體的內(nèi)能發(fā)生改變時，到底是做功還是熱傳遞呢？下面結(jié)合中考真題進(jìn)行具體分析。

例1 （2022·黑龍江）下列關(guān)于內(nèi)能知識的描述正確的是（ ）。

A. 物體溫度越高內(nèi)能越大，所以0 ℃的冰沒有內(nèi)能

B. 溫度越高的物體含有的熱量越多，所以0 ℃的冰沒有熱量

C. 摩擦生熱是通過做功的方式改變了物體的內(nèi)能

D. 物體吸收熱量，內(nèi)能增加，溫度一定升高

分析：構(gòu)成物體所有分子的動能與勢能之和叫做物體的內(nèi)能。影響物體內(nèi)能的因素有物質(zhì)的種類、質(zhì)量、溫度、狀態(tài)和體積，一切物體都具有內(nèi)能，物體的內(nèi)能不為零。當(dāng)兩個物體存在溫度差時，就會發(fā)生熱傳遞，高溫物體放出熱量，內(nèi)能減小；低溫物體吸收熱量，內(nèi)能增加。即熱量是伴隨著熱傳遞產(chǎn)生的，沒有熱傳遞過程，就不會產(chǎn)生熱量。內(nèi)能是狀態(tài)量，熱量是過程量。做功要滿足兩個必要條件，即力和在力的方向上移動距離，兩者缺一不可。物體內(nèi)能發(fā)生改變時，可能是通過做功改變的，也有可能是通過熱傳遞改變的。

解：因為物體的分子永不停息地做無規(guī)則運動，所以任何物體都有內(nèi)能，0 ℃的冰仍具有內(nèi)能，故A錯誤；

熱量是一個過程量，不能說物體含有多少熱量，故B錯誤；

摩擦生熱實質(zhì)是兩物體摩擦?xí)r產(chǎn)生摩擦力，通過克服摩擦力做功的方法改變物體的內(nèi)能，使物體的溫度升高，從而將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故C正確；

物體吸收熱量，內(nèi)能增大，但溫度不一定升高，比如晶體在熔化過程中吸收熱量，而溫度保持不變，故D錯誤。

答案：C

點評：判斷是不是做功改變物體內(nèi)能，其關(guān)鍵是看物體間是否有力的作用。如果物體間有力的作用，且在力的方向上移動了距離，那么是通過做功的方式改變了物體內(nèi)能；如果物體間沒有力的作用，那么一定不是通過做功的方式改變了物體內(nèi)能。對物體做功，物體內(nèi)能增大；物體對外做功，物體的內(nèi)能減少。需要注意的是，發(fā)生物態(tài)變化時，有可能是熱傳遞，也有可能是做功。例如，用火加熱冰時，使冰熔化成水的過程是通過熱傳遞來改變冰的內(nèi)能；而冰壺比賽中的擦冰或刷冰，可以使表面冰層熔化，形成一層薄薄的冰水混合物，而水的阻力比冰面要小，所以冰壺可以滑行得更快，從而使冰壺走到更接近大本營中心的位置。擦冰或刷冰使冰熔化成水的過程是通過做功來改變冰的內(nèi)能。

例2 （2022·湖南·邵陽）2022年4月16日，“摘星媽媽”王亞平和航天員翟志剛、葉光富三人乘坐神舟十三號返回艙成功返回地球。下列關(guān)于返回艙進(jìn)入大氣層后的有關(guān)說法錯誤的是（ ）。

A.返回艙加速下落過程中，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能

B.返回艙加速下落過程中其動能增大

C.返回艙下落過程中與大氣摩擦，外表面溫度升高，其內(nèi)能增加

D.返回艙下落過程中，航天員相對地球是運動的

分析：能量的轉(zhuǎn)化是指不同形式的能發(fā)生變化，機械能包括動能和勢能，動能可以與勢能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，機械能也可以與內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化，在轉(zhuǎn)化過程中是通過做功形式完成的。

解：返回艙加速下落過程中質(zhì)量不變，速度變大，高度變小，所以動能增加，重力勢能減少，此過程中重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，故A錯誤；

返回艙加速下落過程中質(zhì)量不變，速度變大，其動能增大，故B正確；

返回艙下落過程中與大氣摩擦，大氣對返回艙有摩擦力，摩擦力做功使機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使其內(nèi)能增加，外表面溫度升高，故C正確；

返回艙下落過程中，航天員相對于地面發(fā)生了位置變化，所以航天員相對地球是運動的，故D正確。

答案：A

點評：做功是能量的轉(zhuǎn)化過程，熱傳遞是能量的轉(zhuǎn)移過程，這是做功與熱傳遞的不同之處。需要注意的是，一般選擇題都是選對的答案，但個別選擇題要求選錯誤的答案，希望同學(xué)們認(rèn)真審題。

總之，做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，判斷是做功還是熱傳遞改變物體內(nèi)能的方法有四種：（1）如果直接接觸的兩物體之間存在溫度差，則是通過熱傳遞來改變物體的內(nèi)能；（2）如果直接接觸的兩物體之間存在相互作用力且物體在力的方向上移動了距離，則是通過做功來改變物體的內(nèi)能；（3）如果能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化，則是通過做功來改變物體的內(nèi)能；（4）如果內(nèi)能發(fā)生了轉(zhuǎn)移，則是通過熱傳遞來改變物體的內(nèi)能。解題時要認(rèn)真分析題意，通過這四種辦法準(zhǔn)確判斷。

（作者單位：山東省膠州市瑞華市實驗初級中學(xué)）