第十八章內(nèi)能和機(jī)械效率

內(nèi)能定義：組成物體的所有分子，其熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢能的總和。

明確了內(nèi)能的定義，我們就能夠有方向性地改變一個(gè)物體的內(nèi)能。一方面是通過加熱等方式使得物體的溫度提高，加快其分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能；另一方面則是壓縮物體的體積，使得分子之間的作用力發(fā)生改變，通過增加分子的勢能的方式增加物體的內(nèi)能。

那么內(nèi)能在我們生活之中可以給我們怎樣的啟發(fā)呢？

1、生命在于折騰。一個(gè)人在出生的那一刻，你自身的勢能可以說基本上是確定的，我們能夠做到，只有不斷地活動(dòng)，拓寬我們的世界，我們才能夠改變我們的現(xiàn)狀，增加我們自身的知識(shí)和資源。否則，如果你不再跟外界接觸，那么你所能夠獲得的信息和資源必然只能夠局限于一個(gè)小范圍，而隨著你自身的熵的不斷增加，你將無法在你所處的范圍內(nèi)獲得足夠的能量。

2、如果你發(fā)現(xiàn)自己確實(shí)是一個(gè)不善于交際的個(gè)性，那么另外一種方式就可以幫助你獲得足夠的資源——壓縮自己的選擇性。在你無法通過正常的交際獲得資源時(shí)，你可以選擇性地加深自身對一個(gè)單類別的事物的理解和發(fā)展。通過在一個(gè)局域范圍內(nèi)的權(quán)威性和壟斷性使得自己的勢能得到極大的提高，進(jìn)而使得自己的內(nèi)能得到增長。

內(nèi)能的概念在我們提到加熱使物體內(nèi)能增加時(shí)，延伸出一個(gè)概念：比熱容，即單位質(zhì)量的物體增加單位溫度時(shí)吸收的熱量的多少。

這個(gè)物理量本身與溫度和物體的質(zhì)量無關(guān)，而只與物體的狀態(tài)和性質(zhì)有關(guān)。

那么，你在生活之中的“比熱容”又是多少呢？你知道如何改變自己的狀態(tài)，使得自己在獲得同樣程度的資源時(shí)，提升的更多么？

了解了內(nèi)能的概念，那么，我們對于內(nèi)能的使用上，又有哪些呢？

人類制造的第一種使用內(nèi)能做功的機(jī)器自然就是古老的蒸汽機(jī)了。它通過燃燒燃料使得水蒸發(fā)為蒸汽，然后通過使用蒸汽驅(qū)動(dòng)各種傳動(dòng)裝置來達(dá)到轉(zhuǎn)化的作用。

然而，讓人無奈的是，即使蒸汽機(jī)已經(jīng)發(fā)明了幾百年，我們對于能量的轉(zhuǎn)化依然還是借助這樣的方式。無論是水力發(fā)電還是核能發(fā)電，都是通過加熱液相，得到蒸汽，然后通過蒸汽轉(zhuǎn)化為各種形式的能量，更不用說廣泛應(yīng)用的內(nèi)燃機(jī)了。即使是搭載衛(wèi)星的火箭，也依然是使用類似的方式，在火箭尾部噴吐工質(zhì)，進(jìn)而推動(dòng)火箭的升空。

在這個(gè)轉(zhuǎn)化之中，由于存在著好幾個(gè)環(huán)節(jié)，那么當(dāng)每一個(gè)環(huán)節(jié)的浪費(fèi)和轉(zhuǎn)化率低下時(shí)，我們對于能量的使用效率必然是很微弱的。在浪費(fèi)資源的同時(shí)，也在無形之中給我們的儀器的發(fā)展設(shè)置了瓶頸。

與之類似的，在日常生活中，商品的生產(chǎn)和銷售也是同樣的道理。原料經(jīng)過一層層的轉(zhuǎn)化之后變成了我們需要的物品，但是在商品的生產(chǎn)、運(yùn)輸、銷售等環(huán)節(jié)里，為了達(dá)到從原料轉(zhuǎn)為商品的目的，我們消耗的資源很大程度上已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了商品本身的價(jià)值。而互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)時(shí)代的出現(xiàn)，正是基于減少從原料到商品的中間環(huán)節(jié)而自發(fā)產(chǎn)生的產(chǎn)物。

然而，即使是從工廠到個(gè)人的方式，似乎依然無法滿足人們對于浪費(fèi)的深惡痛絕。于是，人們在無數(shù)的科幻和影視作品之中幻想著可以出現(xiàn)這樣的儀器，只要你有想法，就可以用簡單的原料，輕輕按動(dòng)按鈕就能夠得到你所需產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化儀器。在這樣的世界里，每一個(gè)人都是生產(chǎn)者，能源和材料可以得到最大程度的使用。

可以說，這樣的儀器的存在，某種程度上打破或者接近了將我們無形之中包裹著的壁壘的界限。而我相信，未來我們對于太空的探索，必然是基于這種儀器而出現(xiàn)突破的。