滬科版物理九年級121溫度與內能2(編輯修改稿)
2025-01-14 06:23 本頁面
【文章內容簡介】 部分長波輻 射能反射回地球表面，使地球表面溫度升高，這猶如 把地球置進了一個巨大的“玻璃罩”內，“玻璃罩”允 許太陽輻射透過，但卻阻止地面溫度上升，這種作用叫做“溫室效應”，如圖 070所示。 趣味實驗 —— 溫室效應試驗 取兩只 250ML的錐形瓶。一只裝滿制得的二氧 化碳氣體，另一只內是空氣，用連有溫度計的單孔 橡皮塞塞住瓶口，把它們彼此靠近地置于實驗桌上， 錐形 瓶底部放一塊面積大于兩個錐形瓶瓶底面積的黑 色紙板，如圖 071所示。 在錐形瓶上方用功率為 100W的反射燈泡均勻地照 射，觀察瓶內溫度升高的情況。約 1min— 2min內，裝 有二氧化碳的錐形瓶內溫度高出鄰瓶 7℃ — 8℃。 在這個實驗中黑色紙板的存在是吸收可見光產生紅外輻射引起溫室效應氣體變暖的要素。這個實驗相對簡單，而且也只是粗略地測試溫室效應。 熱力學發(fā)展簡史 第一階段：從遠古到 18世紀初。 這是系統(tǒng)科學還沒有建立的階段，人們只是在生產和生活上，利用熱來達到生產和生活的目的。如考古發(fā)掘出來的史前的陶器， 上古時時期的銅器和鐵器，顯示了古代用火制造的器具，以及生活中用火的情景等。 由于古代和中世紀生產發(fā)展比較緩慢，人們在生產上和生活中所積累的知識不夠豐富，所以熱學還不能作為一門系統(tǒng)科學建立起來。對于熱的本質的理解，也只能是一些不成熟的想法，還不能成為科學的理論。如，中國古時候的五行說（五行說認為萬物的根本是五樣東西，它們是指土、火、木、金、土），把火作為萬物的根本之一；古希臘的赫喇利突，提出的四元素說（四元素是指土、水、火、氣），也把火當作自然界的一個獨立的基本元素。在這階段，古希臘還有另一個學說，認為火是一 種運動的表現形式，這個學說是根據摩擦生熱的現象而提出的，但是卻被埋沒了約 2021年，到了 17世紀，當實驗科學開始發(fā)展時，得到了一些哲學家和科學家的支持，其中表達得最明確的是培根 (Francis Bacon,15611626)，他根據摩擦生熱的現象認為，熱是物體微小的運動。 第二階段：從 18世紀初到 19世紀中葉。 這是熱機發(fā)展和熱學實驗發(fā)展的階段。 18 世紀初，在歐洲由于航海和海外貿易的巨大發(fā)展，鋼鐵和各種工業(yè)品的需要大大增加，出現了蒸汽機。 1763年，瓦特（ James Watt, 17361819）給蒸汽機加上了一個分離的冷凝器，大大提高了蒸汽機的效率。以后他又作出了其他改進，因而使蒸汽機可以方便地應用到其他工業(yè)部門。蒸汽機在工業(yè)上的廣泛應用促進了工業(yè)的迅速發(fā)展，同時，人們對蒸汽機的效率提出更高的要求。這樣就促使人們對于水和蒸汽以及其他物質的熱的性質作深入的研究，因而推動了熱學實驗的發(fā)展。 在熱學實驗里，第一個問題是溫度的測量。隨著溫度計的不斷改進，人們確定了溫標，從而能對各種物質的熱的性質作定量的研究，這些都為熱學這門科學的建立積累了所需要的資料。 在這一個時期，關于熱的本質的討論經歷了由熱質說到 運動說的過程。熱質說能成功地解釋混合量熱法的規(guī)律，但是不能解釋摩擦生熱中出現的情況。由于當時關于熱與機械運動相互轉化的思想還沒有明確提出，電磁現象的研究還剛剛開始，電磁現象與熱的關系還沒有被揭示出來，化學現象與熱的關系也還沒有弄清楚，能量守恒定律才建立起來。 卡諾（ 17961832）在熱機工作原理方面作了出色的工作，他總結了熱機工作過程的最本質的東西，發(fā)現熱機必須工作在兩個熱源之間，一個高溫熱源供給熱量，一個低溫熱源吸收熱量，只有這樣，熱機才能有效地把從高溫熱源所供給的熱量轉化為有用的機械功?？ㄖZ在這篇論 文中提出了熱機的最高效率的概念，并且得到了可逆機效率的最高的定理。直到 1850年，在能量守恒定律建立以后，克勞修斯才從卡諾定理中發(fā)現熱力學第二定律。 第三階段： 19世紀后半葉。 這是熱力學定律建立和完善的階段。 1842 年邁
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