今日机械能转化为内能的实例有哪些(机械能转化为内能)
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1、 我们通常说“机械能可以完全转化为内能,但内能不能完全转化为机械能”。这句话的后半句是有条件的,内能在一定条件下也可以完全转化为机械能。比如理想气体的等温膨胀就是一个典型的例子。在这个过程中,气体可以将从外界吸收的热量完全转化为机械功,即通过气体吸热做功,将外界的内能完全转化为机械能。这并不违背热力学第二定律。
2、 热力学第二定律是一个复杂的问题。热力学第二定律最常见的表述之一就是开尔文的说法:不可能从单一热源吸收热量,并在没有任何其他影响的情况下全部转化为有用功。这种说法有利于理解上面的例子。在上面的例子中,气体膨胀,压力降低,也就是产生了其他影响,热力学第二定律并不禁止这种热功的完全转换。如果气体的状态需要保持不变(实际上,气体需要经历一个
3、 断章取义,“内能不能完全转化为机械能”的说法不严谨,但根本就是错误的,不恰当的。当我们着眼于整个宇宙(目前已知的宇宙)而不是某个具体过程时,上述说法在某种意义上是正确的。因为在一切形式的能量转换中,其他形式的能量不可避免地成为内能,一旦成为内能,就不能再无条件地转变为其他形式的能量(受热定律的制约)。所以其他形式的能量会逐渐变成内能,直到最后全部变成内能。一旦出现这种情况(现在还不能说,因为我们今天考虑的宇宙范围可能和明天不一样),宇宙中的温度将处处相等。这时,内部的能量永远不会变成其他形式的能量。这就是所谓的热寂。热寂说根据人类目前的知识还不能判断它是否正确,也就是热寂之日是否真的到来还不确定。但是,至少目前看来,其他形式的能量正在逐渐成为内能。
4、 所谓的能级,在我看来是不太科学的。因为按照这种理解,一切形式的能量只能分为两类,一类是内能(准确地说是热力学能或热运动能,也就是狭义的内能),其他一切形式的能量都属于另一类,即只有两个层次的能量。在这种情况下,对能量进行分类(如果可以分为“369等”的话)是没有意义的。那么分级的意义就很明显了。但是,除了内能,其他形式的能量是不分级的。任何其他形式的能量都不可避免地同时转化为内能。如果不考虑内能的转化,相互转化率可以是100%,所以无法对它们进行分级)。
5、 要进一步了解内能和其他能量的区别,需要了解它的微观本质。内能是分子不规则热运动的能量。热运动和其他运动形式的根本区别在于运动的不规则性。其他运动都是有规律的,从有规律的运动到无规律的运动的变化是自发的,不需要任何条件。但随机运动不可能成为规律运动,更不会自发改变。要实现改变,必须付出一定的代价,或者说改变是有条件的。
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