改变物体内能的方式

殷欣 韩玉梅

物体内能的改变涉及力学和热学综合知识，是各地中考必考的内容。改变物体的内能有两种方式，即做功和热传递，并且做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。那么，当物体的内能发生改变时，到底是做功还是热传递呢？下面结合中考真题进行具体分析。

例1 （2022·黑龙江）下列关于内能知识的描述正确的是（ ）。

A. 物体温度越高内能越大，所以0 ℃的冰没有内能

B. 温度越高的物体含有的热量越多，所以0 ℃的冰没有热量

C. 摩擦生热是通过做功的方式改变了物体的内能

D. 物体吸收热量，内能增加，温度一定升高

分析：构成物体所有分子的动能与势能之和叫做物体的内能。影响物体内能的因素有物质的种类、质量、温度、状态和体积，一切物体都具有内能，物体的内能不为零。当两个物体存在温度差时，就会发生热传递，高温物体放出热量，内能减小；低温物体吸收热量，内能增加。即热量是伴随着热传递产生的，没有热传递过程，就不会产生热量。内能是状态量，热量是过程量。做功要满足两个必要条件，即力和在力的方向上移动距离，两者缺一不可。物体内能发生改变时，可能是通过做功改变的，也有可能是通过热传递改变的。

解：因为物体的分子永不停息地做无规则运动，所以任何物体都有内能，0 ℃的冰仍具有内能，故A错误；

热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量，故B错误；

摩擦生热实质是两物体摩擦时产生摩擦力，通过克服摩擦力做功的方法改变物体的内能，使物体的温度升高，从而将机械能转化为内能，故C正确；

物体吸收热量，内能增大，但温度不一定升高，比如晶体在熔化过程中吸收热量，而温度保持不变，故D错误。

答案：C

点评：判断是不是做功改变物体内能，其关键是看物体间是否有力的作用。如果物体间有力的作用，且在力的方向上移动了距离，那么是通过做功的方式改变了物体内能；如果物体间没有力的作用，那么一定不是通过做功的方式改变了物体内能。对物体做功，物体内能增大；物体对外做功，物体的内能减少。需要注意的是，发生物态变化时，有可能是热传递，也有可能是做功。例如，用火加热冰时，使冰熔化成水的过程是通过热传递来改变冰的内能；而冰壶比赛中的擦冰或刷冰，可以使表面冰层熔化，形成一层薄薄的冰水混合物，而水的阻力比冰面要小，所以冰壶可以滑行得更快，从而使冰壶走到更接近大本营中心的位置。擦冰或刷冰使冰熔化成水的过程是通过做功来改变冰的内能。

例2 （2022·湖南·邵阳）2022年4月16日，“摘星妈妈”王亚平和航天员翟志刚、叶光富三人乘坐神舟十三号返回舱成功返回地球。下列关于返回舱进入大气层后的有关说法错误的是（ ）。

A.返回舱加速下落过程中，动能转化为重力势能

B.返回舱加速下落过程中其动能增大

C.返回舱下落过程中与大气摩擦，外表面温度升高，其内能增加

D.返回舱下落过程中，航天员相对地球是运动的

分析：能量的转化是指不同形式的能发生变化，机械能包括动能和势能，动能可以与势能发生相互转化，机械能也可以与内能相互转化，在转化过程中是通过做功形式完成的。

解：返回舱加速下落过程中质量不变，速度变大，高度变小，所以动能增加，重力势能减少，此过程中重力势能转化为动能，故A错误；

返回舱加速下落过程中质量不变，速度变大，其动能增大，故B正确；

返回舱下落过程中与大气摩擦，大气对返回舱有摩擦力，摩擦力做功使机械能转化为内能，使其内能增加，外表面温度升高，故C正确；

返回舱下落过程中，航天员相对于地面发生了位置變化，所以航天员相对地球是运动的，故D正确。

答案：A

点评：做功是能量的转化过程，热传递是能量的转移过程，这是做功与热传递的不同之处。需要注意的是，一般选择题都是选对的答案，但个别选择题要求选错误的答案，希望同学们认真审题。

总之，做功和热传递都可以改变物体的内能，判断是做功还是热传递改变物体内能的方法有四种：（1）如果直接接触的两物体之间存在温度差，则是通过热传递来改变物体的内能；（2）如果直接接触的两物体之间存在相互作用力且物体在力的方向上移动了距离，则是通过做功来改变物体的内能；（3）如果能量发生了转化，则是通过做功来改变物体的内能；（4）如果内能发生了转移，则是通过热传递来改变物体的内能。解题时要认真分析题意，通过这四种办法准确判断。

（作者单位：山东省胶州市瑞华市实验初级中学）