滬科版物理九年級(jí)121溫度與內(nèi)能2(編輯修改稿)
2025-01-14 06:23 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 部分長(zhǎng)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(jìn)了一個(gè)巨大的“玻璃罩”內(nèi)，“玻璃罩”允 許太陽(yáng)輻射透過(guò)，但卻阻止地面溫度上升，這種作用叫做“溫室效應(yīng)”，如圖 070所示。 趣味實(shí)驗(yàn) —— 溫室效應(yīng)試驗(yàn) 取兩只 250ML的錐形瓶。一只裝滿制得的二氧 化碳?xì)怏w，另一只內(nèi)是空氣，用連有溫度計(jì)的單孔 橡皮塞塞住瓶口，把它們彼此靠近地置于實(shí)驗(yàn)桌上， 錐形 瓶底部放一塊面積大于兩個(gè)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?jī)?nèi)溫度升高的情況。約 1min— 2min內(nèi)，裝 有二氧化碳的錐形瓶?jī)?nèi)溫度高出鄰瓶 7℃ — 8℃。 在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中黑色紙板的存在是吸收可見(jiàn)光產(chǎn)生紅外輻射引起溫室效應(yīng)氣體變暖的要素。這個(gè)實(shí)驗(yàn)相對(duì)簡(jiǎn)單，而且也只是粗略地測(cè)試溫室效應(yīng)。 熱力學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史 第一階段：從遠(yuǎn)古到 18世紀(jì)初。 這是系統(tǒng)科學(xué)還沒(méi)有建立的階段，人們只是在生產(chǎn)和生活上，利用熱來(lái)達(dá)到生產(chǎn)和生活的目的。如考古發(fā)掘出來(lái)的史前的陶器， 上古時(shí)時(shí)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(jì)生產(chǎn)發(fā)展比較緩慢，人們?cè)谏a(chǎn)上和生活中所積累的知識(shí)不夠豐富，所以熱學(xué)還不能作為一門系統(tǒng)科學(xué)建立起來(lái)。對(duì)于熱的本質(zhì)的理解，也只能是一些不成熟的想法，還不能成為科學(xué)的理論。如，中國(guó)古時(shí)候的五行說(shuō)（五行說(shuō)認(rèn)為萬(wàn)物的根本是五樣?xùn)|西，它們是指土、火、木、金、土），把火作為萬(wàn)物的根本之一；古希臘的赫喇利突，提出的四元素說(shuō)（四元素是指土、水、火、氣），也把火當(dāng)作自然界的一個(gè)獨(dú)立的基本元素。在這階段，古希臘還有另一個(gè)學(xué)說(shuō)，認(rèn)為火是一 種運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)形式，這個(gè)學(xué)說(shuō)是根據(jù)摩擦生熱的現(xiàn)象而提出的，但是卻被埋沒(méi)了約 2021年，到了 17世紀(jì)，當(dāng)實(shí)驗(yàn)科學(xué)開始發(fā)展時(shí)，得到了一些哲學(xué)家和科學(xué)家的支持，其中表達(dá)得最明確的是培根 (Francis Bacon,15611626)，他根據(jù)摩擦生熱的現(xiàn)象認(rèn)為，熱是物體微小的運(yùn)動(dòng)。 第二階段：從 18世紀(jì)初到 19世紀(jì)中葉。 這是熱機(jī)發(fā)展和熱學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)展的階段。 18 世紀(jì)初，在歐洲由于航海和海外貿(mào)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(xiàn)了蒸汽機(jī)。 1763年，瓦特（ James Watt, 17361819）給蒸汽機(jī)加上了一個(gè)分離的冷凝器，大大提高了蒸汽機(jī)的效率。以后他又作出了其他改進(jìn)，因而使蒸汽機(jī)可以方便地應(yīng)用到其他工業(yè)部門。蒸汽機(jī)在工業(yè)上的廣泛應(yīng)用促進(jìn)了工業(yè)的迅速發(fā)展，同時(shí)，人們對(duì)蒸汽機(jī)的效率提出更高的要求。這樣就促使人們對(duì)于水和蒸汽以及其他物質(zhì)的熱的性質(zhì)作深入的研究，因而推動(dòng)了熱學(xué)實(shí)驗(yàn)的發(fā)展。 在熱學(xué)實(shí)驗(yàn)里，第一個(gè)問(wèn)題是溫度的測(cè)量。隨著溫度計(jì)的不斷改進(jìn)，人們確定了溫標(biāo)，從而能對(duì)各種物質(zhì)的熱的性質(zhì)作定量的研究，這些都為熱學(xué)這門科學(xué)的建立積累了所需要的資料。 在這一個(gè)時(shí)期，關(guān)于熱的本質(zhì)的討論經(jīng)歷了由熱質(zhì)說(shuō)到 運(yùn)動(dòng)說(shuō)的過(guò)程。熱質(zhì)說(shuō)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(xiàn)的情況。由于當(dāng)時(shí)關(guān)于熱與機(jī)械運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)化的思想還沒(méi)有明確提出，電磁現(xiàn)象的研究還剛剛開始，電磁現(xiàn)象與熱的關(guān)系還沒(méi)有被揭示出來(lái)，化學(xué)現(xiàn)象與熱的關(guān)系也還沒(méi)有弄清楚，能量守恒定律才建立起來(lái)。 卡諾（ 17961832）在熱機(jī)工作原理方面作了出色的工作，他總結(jié)了熱機(jī)工作過(guò)程的最本質(zhì)的東西，發(fā)現(xiàn)熱機(jī)必須工作在兩個(gè)熱源之間，一個(gè)高溫?zé)嵩垂┙o熱量，一個(gè)低溫?zé)嵩次諢崃浚挥羞@樣，熱機(jī)才能有效地把從高溫?zé)嵩此┙o的熱量轉(zhuǎn)化為有用的機(jī)械功。卡諾在這篇論 文中提出了熱機(jī)的最高效率的概念，并且得到了可逆機(jī)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(xiàn)熱力學(xué)第二定律。 第三階段： 19世紀(jì)后半葉。 這是熱力學(xué)定律建立和完善的階段。 1842 年邁
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