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《文科物理課件----物體的冷熱現(xiàn)象》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、第二章永恒的經典第三節(jié)物體的冷熱現(xiàn)象1一、熱學基本概念1、熱的本質熱功當量n熱質說：認為熱是由一種無色無味、無重量的微粒構成的“神秘流體”，它可從熱的物體轉移到冷的物體，且熱質微粒之間具有排斥作用，從而使物體具有膨脹的性質。n熱動說：認為物質由大量微觀粒子構成，熱是這些粒子運動的表現(xiàn)，它可通過物體的機械運動轉化而來。2倫福德v倫福德(1753--1814)伯爵：原名本杰明·湯普森，物理學家，出生于美國，1775年美國獨立戰(zhàn)爭期間逃到英國,被英王喬治三世封為爵士，后來加入英國國籍。v1798年向英國皇家學會
2、提出了一個報告，說他在慕尼黑曾在巴伐利亞王國監(jiān)督炮筒鉆孔工作時，注意到（今屬德國）供職，炮筒溫度升高，鉆削下的金屬被王室封為伯爵。屑溫度更高的現(xiàn)象。3v他提出了大量的熱是從哪里來的這個問題。他在盡量做到絕熱的條件下進行了一系列鉆孔實驗，比較了鉆孔前后金屬和碎屑的比熱，發(fā)現(xiàn)鉆磨不會改變金屬的比熱。他還用很鈍的鉆頭鉆炮筒，半小時后炮筒從60℉升溫到130℉，金屬碎屑只有五十多克，相當于炮筒質量的九百四十八分之一，這一小部分碎屑能夠放出這么大的“潛熱”嗎？v他在筆記中寫道：“看來在這些實驗中，由摩擦產生熱的源泉
3、是不可窮盡的。不用說，任何與外界隔絕的物體或物體系，能夠無限制地提供出來的東西，決不可能是具體的物質實體；在我看來，在這些實驗中被激發(fā)出來的熱，除了把它看作是‘運動’以外，似乎很難把它看作為其他任何東西?！?英國化學家戴維(1778---1829):1799年，使兩塊冰在真空中相互摩擦，熔化。斷言“熱質是不存在的”。分析當時熱質說占優(yōu)勢的主要原因是:當時人們把熱現(xiàn)象和其他現(xiàn)象割裂開來研究，還未注意到它們之間的相互關系和轉化；熱質說比熱的運動說更為簡明，用熱質說能很好地解釋當時已發(fā)現(xiàn)的熱現(xiàn)象，因此易于被人們
4、接受；熱質說更能迎合18世紀在物理學和化學研究中占統(tǒng)治地位的形式主義傾向。另外牛頓“不臆造假說”的思想還很有影響，大多數(shù)物理學家不愿接受當時還看不見摸不著的比較復雜的分子運動假說。51、熱的本質熱功當量作機械功改變系統(tǒng)作電功改變系統(tǒng)狀態(tài)的焦耳實驗狀態(tài)的實驗AV61、熱的本質熱功當量n熱功當量從1843年開始不斷改進實驗，到1878年最后一次發(fā)表實驗結果，焦耳測定熱功當量的實驗持續(xù)了30多年，采用不同原理和方法先后進行了400多次的實驗，測得熱功當量的值為4.152焦耳/卡?，F(xiàn)代公認的標準值為：1卡=4.1
5、86焦耳熱功當量的精確測定為熱的運動學說提供了可靠的實驗依據(jù)。72、溫度溫度計溫標n溫度：物體的冷熱程度。n溫度計：某種物質某一物理性質隨溫度有單調、顯著的變化，就選擇它作為溫度計的測溫物質。n溫標：標記溫度數(shù)值的方法。n建立一種溫標的三要素：測溫物質、測溫屬性和固定標準點。8溫度的測定人類在很早就有懂得了用感覺來比較冷熱，比如在中國古代冶鐵中要掌握“火候”（即溫度的高低），直到今天用感覺判斷溫度的方法還用在手工業(yè)鑄造中。隨著科學技術的發(fā)展，人們的生活領域不斷擴大，需要對冷熱程度給出精確的定量描述，于是刺
6、激了計溫學的發(fā)展，即溫度計的制作：1、測溫物質：如水銀、酒精、氣體；2、測溫屬性：物質熱脹冷縮的規(guī)律；3、固定標準點：如規(guī)定標準大氣壓下冰水混合物溫度為0℃，沸騰的水的為100℃。9早在1593年伽利略利用熱脹的性質制成了世界上第一個顯示冷熱變化的儀器—示溫儀。1653年意大利的一位公爵費迪南二世制造了一個所謂的溫度計，在玻璃管中裝入酒精，管壁刻上度數(shù)，上端封口。1659年法國的天文學家伊斯—伽利略的測溫儀梅爾·博里奧制造了第一個用水銀做測溫物質的溫度計，還做了氣溫記錄。10德國格里凱最早提出在溫度計的刻
7、度上標出定點的人之一，他以馬德堡市初冬和盛夏為定點溫度。1688年道倫斯提出以冰的溫度和黃油溶解時的溫度為固定點。1694年惠更斯提出以水結冰和沸騰時的溫度為固定點等。法國物理學家阿蒙頓（1663-1705）改進了伽利略的溫度計，建立了氣壓的改變正比于溫度差的定律：p1??t1?1p1??t2211正是阿蒙頓的研究為后來的物理學家、化學家蓋·呂薩克和道耳頓對氣體性質的研究做出了先例。波意耳和牛頓也曾研制過溫度計。波意耳在1665年發(fā)表的《熱的力學原理》的論文中，已經確信一切物體的熔點都是常數(shù)。1709年荷
8、蘭的玻璃工人華倫海特（1688-1736）制造出世界上第一個溫度計。他選水、冰、食鹽、氨水混合平衡時的溫度為零度，水的冰點為32度，水在常壓下沸點為212度，又在冰點與沸點之間分為180等份，一等份為1度，這就是世界上第一個溫標——華氏溫標，其單位用℉表示。這是熱學發(fā)展的一個重要標志。12在華氏溫度計出現(xiàn)的同時，法國人列繆爾(1683~1757)也設計制造了一種溫度計。他認為水銀的膨脹系數(shù)太小，不宜做測溫物質。他專心研究用酒精
