质能概述论(二)

第二篇

质能功

一、做功和热传递

做功和热传递都是能量转换的方法，而前者是通过宏观作用完成的过程，后者是通过微观粒子之间的作用来完成的过程。比如热传导是通过分子之间的相互作用完成的。温度高的物体分子运动剧烈，当其与低温物体接触时，运动剧烈的分子拉动或碰撞运动平稳一点的分子，这样剧烈运动的分子就把一部分能量转移到运动平稳的分子上面，从而导致剧烈运动的分子变得平稳了一些，运动平稳的分子变得剧烈了一些，最后所有分子的运动趋于统计意义上的同样剧烈，这时两个物体处于相等温度，即处于热平衡。即使是对流和热辐射也是通过微观粒子的相互作用来完成的，不同的是热辐射有光子的参与罢了。所以热传递是微观粒子在相互作用下，通过改变对方运动程度，同时也改变了自己运动程度的过程中，把能量传递给了对方的一个能量转换方式，这实质上是微观世界的做功过程。故，热传递和做功在深层次的本质上是一样的，我们可以把二者统称为更广泛定义的“功”；当然除了这二者，也许还存在其他转换能量或者转换质能的方法。为了不和现在的功混淆，我们不妨做这样一个定义：物质或物质之间质能的转换叫做质能功，质能功由于付出了劳动(有作用力)，又产生了效果(在作用力的过程中发生了能量交换，有功劳)，所以可俗称为劳功。其中物质可以是物体或场，也可能是质量或纯能量等等；交换可能是能量的转化或转移，也可能是能量和质量的转化，还可能有场的转化等等。

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二、质能功(俗称劳功)

质能功具体是指物质之间(包括时空)或物质不同部分，通过力的作用来转换质能的过程，它是质能转化或转移的一种度量、一种方法。下面从三方面加以说明：

第一，物质与时空

宇宙是物质的，物质以存在和运动的状态体现为场，以质量和能量的形态存在于时空中。时空是物质的衍生物，物质的存在和运动产生了时空，物质的运动进一步拓展了时空。物质拓展时空的过程中，就是物质对时空的作用过程，反过来拓展中的时空也对拓展的物质产生作用；在这一拓展过程中，必然有质能的转换。物质拓展时空，不仅仅把一部分能量转化成时空场势能，而且一部分拓展的物质也变为时空场的组成物质。这就说明物质拓展时空的过程中存在质能的转换，即有劳功产生。

第二，物质与物质

物质虽然都有存在和运动的天性，但存在和运动都以场的方式体现，而场又包括场源和场域。不管是场源，还是场域，他们要么是质量的形态，要么是能量的形态，要么二者兼得。以质量存在的物体形态多种多样，大到天体星系，小到微观粒子；以能量存在的物质场也形形色色，比如电磁场、引力场等等。有质量的物体可以在不同存在形式之间转换，如方的能变成圆的、黄土能变成黄金、质子能变成中子等等。没质量的能量也可以转化或转移，如热传递中热量的转移、做功中能量的转化等。即使是质量和能量，他们之间也能相互转化，这是根据爱因斯坦质能方程式：E＝mc²实现的，如原子弹爆炸中核反应方程质量的亏损，就是一部分质量变成纯能量；再比如正反粒子碰撞，可以转换成光子，光子也可以在一定条件下转换成正反粒子对等等。以上这些物质的转化过程都涉及力，也都有质能的转换，所以他们实质上是一个劳功的过程。

第三，存在和运动

物质以存在和运动的天性，在宇宙时空中表达其性能；物质之间又以力的作用相互影响，并交换或转换质能。存在性具有存在的势能，简称存在能；运动性具有运动的动能，简称运动能。现在的问题是，存在能和运动能之间能不能转化？答案是肯定的。为什么呢？下面我们就用一些例子加以说明。

日常生活中，太阳光照射到物体上时，一部分光被物体吸收。这个过程实质上是，一些光子被物体吸收，并转化成物体的成分(一般情况下光子被分子吸收，从而使分子的能量增加)。我们知道光在自由真空中的速度是光速C＝3×10^8m/s，即使在我们的空气中，也近似等于这个数值。当那部分被物体吸收的光，成为物体的一部分时，无论如何都不存在光那样的速度；所以物体吸收光的过程中，不仅仅是光子这种物质发生了变化，而且有物质运动和物质存在之间的转化。在质量和能量的转化、时空的拓展过程中，也伴随着存在能与运动能的转化。在微观世界的领域中，也存在更深层次的存在能与运动能的转化。运动能和存在能之间的转化源于物质一体化，因为此二者都是物质质能的一个侧面。当然其他质量、能量以及场的转换都根源于物质的存在能和运动能，其本质也在于此二者是物质质能的体现。在存在能与运动能的转化过程中，必然有场的碰撞，即存在和运动的转换过程有力的相互作用和质能的转化，所以这一过程就是一个劳功的过程。

故，质能功俗称劳功，是指两个系统质能转换的过程，是物质转化的方法，是质能转化或转移的度量和途径。它不仅发生在物质之间，还可以发生在物质与时空之间。能子源版权，违之必究！