摩擦生熱的微觀物理過程是怎樣的?

兩個固體之間的摩擦生熱

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謝邀！

現代物理學認為，自然界只存在四種相互作用力：萬有引力、電磁相互作用力、強相互作用力、弱相互作用力。摩擦力也只能屬於這四種力，強力和弱力當然不可能，只能是屬於前兩種，而萬有引力的強度遠遠小於電磁相互作用力（相差約36個量級），因此可以認為摩擦力的實質是電磁相互作用力。

歷史地看，人們對摩擦力的微觀起源大概有以下幾種看法：

1. 機械嚙合學說

早期的摩擦研究者認為,摩擦是由表面的粗糙不平的凸起之間的機械嚙合作用的結果，解釋了表面越粗糙,摩擦係數越大的現象，但無法解釋經過精密研磨的潔凈表面的摩擦係數反而增大的現象。該學說的摩擦係數：,其中是接觸微凸體的傾斜角。

2.分子吸引理論

鑒於精密研磨的潔凈表面的摩擦係數反而增大的現象，英國、俄國的研究者提出了當兩表面的材料分子接近時，分子之間的吸引作用是產生摩擦阻力的假說，利用分子力與分子之間距離的關係導出了摩擦係數與接觸面積成正比的結論：，為分子引力，為真實接觸面積。

3.分子—機械學說

前蘇聯科學家克拉蓋爾斯基1939年提出了分子—機械摩擦理論，認為摩擦阻力是由機械變形抗力和分子引力的綜合，並不是一個常量，用摩擦二項式定律表示：, 如果認為，則分子分量與下述的粘著是一回事。一般而言，金屬的值約為0.06～0.12,塑料的值約為0.017～0.06.

4.粘著學說

英國學者鮑登等經過深入研究，提出了摩擦的粘著學說，得到普遍的接受：在外載荷的作用下，兩表面的微凸體之間的接觸壓力很大，造成接觸點的粘著（冷焊），當相對滑動時，粘著點被剪斷。如果兩表面的硬度不同，硬的微凸體還會在軟表面上產生犁溝。剪切力與犁溝作用的總和就構成了摩擦阻力，. 、分別是較軟材料的剪切強度極限（或界面剪切強度）和屈服極限。這個理論表明摩擦係數與接觸面積無關，但計算出的摩擦係數為0.2左右，仍與實際不符。後來，人們有考慮了結點的長大（正應力與剪應力的綜合結果）、表面膜的作用、表面能效應等因素，提出了更為符合實際的摩擦理論。

更深入的研究說明，當表面的微凸體之間的接觸是彈性接觸或塑性接觸以及表面膜的作用，影響微凸體接觸的結點強度，因此影響摩擦阻力的大小。

5.機械—粘著—犁溝綜合作用學說

為了解釋摩擦的複雜現象,人們又在粘著理論的基礎上提出了「機械—粘著—犁溝」綜合作用的學說，綜合了各個理論：，為硬度，為犁溝效應分量。一般認為，犁溝和機械作用可能大於粘著作用。靜摩擦係數決定於微凸體的變形的機械作用。

以上為關於摩擦微觀產生機理的解釋，可以看出，目前仍然沒有一個統一的理論解釋摩擦現象的微觀起源。在實際情況下，這些作用都是存在的，所以可以說以上的學說都部分的揭示了摩擦力產生的微觀原因，具體孰輕孰重就要結合具體情況具體分析了（應該主要看兩個接觸界面的性質）。

至於摩擦生熱，其實就是摩擦力把外力做功的一部分轉化為相接觸物體的內能。具體的實現方式正如上面講的幾種學說一樣是多種複雜相互作用機理的共同作用，通過這些機理，最終將宏觀運動的動能轉化為大量微觀粒子（包括分子、原子、離子等不同形態）無規則運動的動能（也即內能或熱能，其實都是一回事）。

如果不糾結與具體過程，初略地看，摩擦力可以看做是物體中大量（量級）存在的帶負電電子和帶正電的原子核之間複雜的吸引和排斥作用（同性相斥、異性相吸）在一些外界作用下（注意外界作用的重要性，如果沒有外界的作用，或者長期穩定的外界作用，物體將處於一個穩定的平穩態）的一種宏觀體現。

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原來這個問題真有點難度，居然只有2個回答，很早以前我就想過，網上也搜過一直沒有滿意的答案，

前面的那2位兄台回答的也不夠細緻。

前面那位仁兄，是電子之間複雜的吸引排斥作用，我認為還不夠深入，摩擦從微觀就是原子間撞擊撕裂，導致核外電子移位，原子間自由電子變少且能量減小，成為不自由電子時釋放能量的宏觀表象。簡單的說就是電子躍遷釋放能量而已。

順便說一下，歡迎大家來批評指正，在下沒上過大學，高中學歷，平常極為喜歡基礎物理，科幻。(????ω????)

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不請自來，忍不住回答下。本人某985物理學本碩，比較喜歡熱力學。

在我看來，物理學是非常純粹的而優雅的，所以我不會長篇大論。

基本定義:溫度，是分子平均動能的宏觀表現。所以是摩擦導致了分子平均動能增大。這個過程主要是接觸面的分子相互碰撞。所以才有做功等效熱傳遞的說法。這裡的碰撞不是原子核的碰撞，而應該理解成勢的碰撞，既不必要接觸。這裡主要是電磁力，參照下原子勢能曲線就好。

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