不是说摩擦可以生热吗,那为什么一瓶冷水不停地摇晃不能变成热水?

会变热,但瓶子要尽量绝热。摇晃瓶子增加水的动能,由于摩擦力存在,动能将逐渐减少并转化为水(或许也包括瓶子和空气)的内能,于是水的温度就升高了。但是水可以通过瓶子向外面的空气传热,也可以蒸发带走热量,摇晃给予水的能量很快就被空气带走了,人们难以观察到水的温度上升。 如果我们选择绝热的瓶子,用更大的功率摇晃或者搅拌瓶中的水,则可观察到温度升高。事实上,著名物理学家焦耳就曾做了类似的实验来测量热功当量。他在装水的瓶子里安装有桨叶,使一重物下降牵引绳子通过滑轮带动桨叶旋转,搅动瓶中的水,水受到搅动温度升高,测量水的温度升高量,可以计算出水升温所需的热,比较重物下落的功和水升温所需的热之间的关系,就得到了热功当量。 图为焦耳曾经使用过的两种可以搅动水的瓶子 | 图源:Science Museum Group 查看知乎讨论

不是说摩擦可以生热吗,那为什么一瓶冷水不停地摇晃不能变成热水?
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会变热,但瓶子要尽量绝热。摇晃瓶子增加水的动能,由于摩擦力存在,动能将逐渐减少并转化为水(或许也包括瓶子和空气)的内能,于是水的温度就升高了。但是水可以通过瓶子向外面的空气传热,也可以蒸发带走热量,摇晃给予水的能量很快就被空气带走了,人们难以观察到水的温度上升。

如果我们选择绝热的瓶子,用更大的功率摇晃或者搅拌瓶中的水,则可观察到温度升高。事实上,著名物理学家焦耳就曾做了类似的实验来测量热功当量。他在装水的瓶子里安装有桨叶,使一重物下降牵引绳子通过滑轮带动桨叶旋转,搅动瓶中的水,水受到搅动温度升高,测量水的温度升高量,可以计算出水升温所需的热,比较重物下落的和水升温所需的之间的关系,就得到了热功当量。

图为焦耳曾经使用过的两种可以搅动水的瓶子 | 图源:Science Museum Group