區(qū)分好能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移

能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移雖然僅僅相差一個(gè)字，但卻有著本質(zhì)區(qū)別.能量的轉(zhuǎn)化是指能量在不同形式之間的變化，能量的轉(zhuǎn)移是指同種形式的能量從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上或從物體的一個(gè)部分轉(zhuǎn)移到另一部分，而能量的形式卻沒有變化.

下面通過幾道典型例題的講解，希望能幫助同學(xué)們很好地區(qū)分能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移.

例1 某同學(xué)做“蹦蹦床”運(yùn)動(dòng)，試分析他從下落到接觸蹦床到被彈起到上升過程中的能量變化情況.

解析 要想解決本題，可以把整個(gè)過程分為四個(gè)部分：一是接觸“蹦蹦床”之前，他加速下落，在此過程中他的重力勢(shì)能變小，動(dòng)能變大，所以是重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；二是在學(xué)生接觸“蹦蹦床”后，將“蹦蹦床”壓凹陷下去，“蹦蹦床”的彈性形變程度逐漸變大，它的彈性勢(shì)能逐漸增大，直到最大，在此過程中主要是學(xué)生的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為“蹦蹦床”的彈性勢(shì)能；三是“蹦蹦床”的形變恢復(fù)，使學(xué)生向上彈起，直至脫離“蹦蹦床”，“蹦蹦床”的彈性勢(shì)能逐漸減小至零，學(xué)生在向上的彈力作用下，動(dòng)能又逐漸增大，主要是蹦蹦床的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為人的動(dòng)能；四是上升階段，學(xué)生被彈起，在上升過程中，動(dòng)能減小，重力勢(shì)能在逐漸增大，主要是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能.綜上所述，在整個(gè)過程中實(shí)質(zhì)就是動(dòng)能和勢(shì)能之間的相互轉(zhuǎn)化.

例2 冬天好多人都喜歡吃烤紅薯.放進(jìn)烤爐之前的紅薯是冷的，而紅薯放進(jìn)烤爐一段時(shí)間后，從烤爐里拿出時(shí)熱乎乎、香噴噴的.在此過程它的溫度為什么會(huì)變高？

解析 烤爐里溫度很高，當(dāng)冷的紅薯放進(jìn)去后，紅薯和熱的烤爐存在溫度差，它們之間會(huì)發(fā)生熱傳遞，溫度高的火爐把能量傳給了溫度低的紅薯，所以紅薯的內(nèi)能增加，溫度升高.這個(gè)過程中內(nèi)能從烤爐轉(zhuǎn)移給紅薯，能量的形式都是內(nèi)能，沒有變化，只是從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到了另一個(gè)物體，這就是能量的轉(zhuǎn)移.

例3 如圖所示，在試管內(nèi)裝一些水，用軟木塞塞住，用酒精燈加熱試管，使水沸騰，水蒸氣會(huì)把軟木塞沖出，同時(shí)試管口會(huì)出現(xiàn)白霧.試從能量轉(zhuǎn)化的角度分析并解釋這一現(xiàn)象.

解析 本題涉及的能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程如下：利用酒精燈加熱是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程；試管中的水會(huì)變熱是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移；試管中的水加熱至沸騰后，會(huì)產(chǎn)生大量的水蒸氣，水蒸氣膨脹對(duì)活塞做功，在此過程中水蒸氣的內(nèi)能會(huì)轉(zhuǎn)化為活塞的機(jī)械能；水蒸氣把活塞從管口頂出，水蒸氣也會(huì)從管口噴出，高溫水蒸氣在管口會(huì)遇冷發(fā)生熱傳遞而內(nèi)能減少，溫度降低發(fā)生液化現(xiàn)象，這是能量（內(nèi)能）的轉(zhuǎn)移.本題涉及的能量轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移情況復(fù)雜，同學(xué)們應(yīng)加以細(xì)細(xì)分析.

例4 冬天手冷時(shí)，對(duì)手“哈氣”手會(huì)感到暖和；搓搓手也會(huì)感到暖和.請(qǐng)解釋這兩種現(xiàn)象.

解析 改變物體內(nèi)能的方式有兩種：做功和熱傳遞.做功過程是不同形式的能量轉(zhuǎn)化的過程；而熱傳遞的特征是內(nèi)能從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體的過程.所以對(duì)手“哈氣”取暖是從嘴里哈出的熱水蒸氣遇到冷手通過熱傳遞的方式改變手的內(nèi)能；搓手時(shí)兩手克服摩擦做功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為手的內(nèi)能，手的溫度升高.前者為能量的轉(zhuǎn)移，后者則為能量的轉(zhuǎn)化.

例5 木塊從粗糙的斜面頂端勻速下滑到低端的過程中（ ）.

A.木塊的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能

B.木塊的動(dòng)能增加，重力勢(shì)能減小

C.木塊有一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

D.木塊的機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

解析 解答本題注意“勻速”“下滑”這兩個(gè)條件.木塊既然做勻速運(yùn)動(dòng)，質(zhì)量和速度都不變，則動(dòng)能保持不變，而下滑又說明木塊的勢(shì)能在減小，減小的勢(shì)能沒有轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，由能量守恒定律可知，減小的能量一定轉(zhuǎn)化為其他形式的能了.由于斜面是粗糙的，木塊與斜面摩擦生熱，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.所以是一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而不是全部.答案應(yīng)選C.

例6 冬天好多人都喜歡用“電暖寶”捂手，說說“電暖寶”充電變熱到捂手一段時(shí)間后又變冷的過程中能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的情況.

解析 “電暖寶”在通電時(shí)電流做功.消耗了電能，產(chǎn)生了新能量——內(nèi)能.所以是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，它是通過做功的方式來改變物體內(nèi)能的.在捂手的過程中“電暖寶”的溫度降低，內(nèi)能減少，手的溫度升高，內(nèi)能增加，由于能量的形式?jīng)]有發(fā)生改變，所以發(fā)生了能量的轉(zhuǎn)移，內(nèi)能的改變主要是通過熱傳遞的方式來實(shí)現(xiàn)的.

由上述可知，能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移是改變能量的兩種方式，它們有著本質(zhì)的區(qū)別.能量的轉(zhuǎn)化是指形式變化，即由一種能量形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N能量形式，如由內(nèi)能變?yōu)闄C(jī)械能，或由機(jī)械能變?yōu)閮?nèi)能等等；而能量的轉(zhuǎn)移則是能量存在的地點(diǎn)發(fā)生了變化，能量存在的形式不變.要想?yún)^(qū)分出是能量的轉(zhuǎn)化還是轉(zhuǎn)移，就要認(rèn)清能量變化前后存在的形式，從能量存在的形式是否發(fā)生變化入手，正確區(qū)分好能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移.

需要強(qiáng)調(diào)的是不管是在能量的轉(zhuǎn)化還是能量轉(zhuǎn)移的過程中，能的總量都是守恒的，能量既不會(huì)憑空消失，也不會(huì)憑空產(chǎn)生，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，其總量保持不變，這就是能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律.由于在能量的利用過程中總伴隨著能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移，而在這個(gè)過程中會(huì)有一部分能量轉(zhuǎn)化成內(nèi)能散失到空氣中，這些能量無法自動(dòng)轉(zhuǎn)化為其他形式的能，因而很難或無法再利用，即經(jīng)轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移后可利用的能量只會(huì)減少而不會(huì)增加，因此我們要合理有效地利用能源，養(yǎng)成節(jié)約能源的好習(xí)慣.