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  • 1 # 星光之霖

    那我們首先,從最基本的開始,什麼是摩擦?

    課本上給我們的介紹是:當物體與另一物體沿接觸面的切線方向運動或有相對運動的趨勢時,在兩物體的接觸面之間有阻礙它們相對運動的作用力,這種力叫摩擦力。接觸面之間的這種現象或特性叫“摩擦”。

    可見摩擦是任何物體都有的物理特性,至少在我們已知的範疇內,沒有摩擦完全消失的例子。

    那麼接下來,我們可以把這個問題拆分一下。我們必須要注意到兩點:

    第一點,物體和物體,相互摩擦,是否會產生熱量?

    第二點,物體和物體之間的熱的傳遞是怎樣的?

    所以,這樣一來我們就很明白我們要回答的問題。

    無論是在空氣中還是在真空中,物體和物體之間的摩擦力不會消失。所以只要摩擦不會消失,兩個物體相互貼運動就一定會產生摩擦熱。

    而對於產生的熱量,很顯然,真空中是沒有空氣的,這也就排除了透過空氣對流,傳導熱量的形式。那剩下的熱傳導的可能方式就只剩兩種,一種是輻射(就像太陽的光照射到地球上一樣,這種能量輻射不受真空的限制的,前提是沒有物體從中隔絕),另一種是物體之間的相互傳導熱量,簡單的說就和我們與別人握手一樣,能感覺到對方手心傳來的溫度。

    所以綜上所述,我們可以得知在真空中也會摩擦生熱。

  • 2 # 老粥科普

    摩擦會產生熱,這與相互摩擦的物體周圍有沒有空氣沒有關係。

    摩擦熱的產生不需要空氣或空氣中某一類分子的參與,因此你即使是在月球上摩擦兩塊木頭,它一樣會產生熱能,如果熱量足夠,它會將木頭分解成碳、木焦油、木蠟液等多種化學物質,沒有氧氣的參與,木頭燒不起來。

    (透過摩擦鑽木取火的技術,我們的遠古祖先就學會了)

    摩擦生熱的各種應用

    除了鑽木取火,我們還掌握了許多利用摩擦生熱的方法。

    在寒冷的今天,我們會透過快速搓動雙手來取暖,當兩隻手的手掌相互摩擦時,掌心的面板會產生熱能,它會讓我們感覺到有一點點暖和;而當我們止不住地打冷戰時,是神經系統刺激肌肉纖維相互摩擦以產生熱能。

    (寒冷北疆,兩名參加演習的戰士搓手取暖)

    在工業上,摩擦熱可用於對金屬材料的焊接,稱為摩擦焊。摩擦焊就是透過給兩個金屬工件間施加壓力,然後使其相互運動,透過兩個工件接觸面相互摩擦所產生的熱能破壞其表面的氧化層,同時摩擦熱會使接觸面的金屬迅速接近熔點,工件表面原先的金屬鍵和晶界被破壞,從而在工件間形成新的金屬鍵,達到相互連線的目的。

    (摩擦焊就是透過摩擦熱將兩個金屬工件焊接在一起)

    摩擦焊接技術具有許多其它焊接所不具備的優勢,因此在工業生產中得到了廣泛的運用。

    摩擦生熱的要素

    這需要從微觀角度去尋找答案。

    首先複習一下初中物理課中的摩擦力。我們知道兩個物體相互接觸,只要有壓力就會在物體間產生摩擦力,摩擦力的產生主要取決於相互接觸的兩個固體之間的粗糙程度以及固體表面分子或原子之間的相互作用力,這就是我們通常說的滑動摩擦力。

    高中同學應該還記得摩擦生熱的公式:Q=f△x,

    和滑動摩擦力公式:f=μN

    其中Q代表熱能,f指摩擦力,△x指的是兩個物體之間的相對路程,μ指摩擦係數,N是垂直於摩擦面的壓力。

    由此我們可以看出,空氣的因素並沒有被考慮在內。

    摩擦力怎麼來的?

    兩個相互接觸的物體在保持接觸的同時發生接觸面切線方向的相對運動,阻礙其運動的作用力被稱為滑動摩擦力。為什麼會有摩擦力呢?

    因為物體是不平的,它們的表面會有坑坑窪窪,凹凸不平的面之間會發生咬合,咬合會產生阻止運動的力。

    (物體表面不平整會導致摩擦力)

    那麼,兩個絕對光滑的表面相互摩擦,是不是就不存在摩擦力了呢?

    世界上並不存在絕對光滑的表面。如果從微觀角度觀察物體就會發現,所有宏觀物體都是由分子、原子等微觀粒子構成的,而原子組成的平面本身就是凹凸不平的。

    (兩個非常光滑物體表面,從微觀角度也是不平整的,因此會產生摩擦力)

    摩擦就是原子間的撞擊

    當兩個物體相互接觸並互相摩擦時,接觸面的原子之間會發生撞擊,這種撞擊的動能會向內傳導,導致更深層的原子也會產生振動。互相摩擦的物體表面咬合力越大、咬合的面積越大、相互運動速度越快,受到振動的原子數量就越多、原子振動的頻率就越高。

    我們知道物體產生熱能的本質是微觀粒子的振動,因此摩擦使接觸面之間原子頻繁並且方向隨機地撞擊,從而造成物體表面及更深層原子的加劇振動,是物體產生熱能的根本原因。

    物體間的壓力越大,接觸面越粗糙,其摩擦力就越大;物體間運動速度越快越持久,原子振動產生的熱量就越多,物體溫度就越高。

    (你不妨試一下,搓手越用力,速度越快越久,就越覺得發燙)

    這其中,空氣的作用不大,它既不會加劇摩擦,也不會減少摩擦。因此,即使是在真空,摩擦依然會產生熱能。

  • 3 # 彭曉韜

      謝邀!首先,應該知道:熱是物體溫度變化過程中的一個物理量,是分子熱運動狀態改變程度的表達方式。沒有獨立存在的純粹的熱量;其次,無論在真空中還是非真空中,物體之間相互摩擦時,會改變摩擦面上分子熱運動狀態,從而是摩擦面的溫度發生變化;第三,溫度是分子熱運動平均頻率的標誌。當摩擦使分子熱運動頻率上升時,摩擦面的溫度就會上升,表現出發熱的現象。

      詳細情況可參閱本人的以下文章:

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