滬科版物理九年級121溫度與內(nèi)能2-資料下載頁
2024-12-09 06:23本頁面
【導(dǎo)讀】描述生活中的“熱”現(xiàn)象。能在生活和相關(guān)的物理活動中正確使用熱量術(shù)語。器，應(yīng)掌握的知識較多，可以用知識網(wǎng)絡(luò)的形式總結(jié)、鞏固。程，主要運用了觀察法、實驗探究和類比法。定了分子的數(shù)目，溫度決定了分子熱運動的快慢，而體積與分子勢能有關(guān)。件下，機械能可能為零。變，物體吸收了熱量，它的內(nèi)能就增加，物體放出了熱量，它的內(nèi)能就減少。內(nèi)能變化的量度，若無熱傳遞發(fā)生，則不存在熱量。量，內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子由于熱支動而具有的動和分子之間勢能的總和。所需的熱量，酒精比水銀多。使酒精升高（或降低）1℃的熱量大約可使水銀升。高（或降低）20℃。
【正文】 發(fā)現(xiàn)了漏洞，甚至遇到無法解決的矛盾。首先，關(guān)于熱質(zhì)是否具有重量的問題，引起了人們的懷疑。其中，美國人湯普森（也稱倫福德， 1753— 1814）為了駁斥熱質(zhì)說，在 1799 年公布了他做過的一個實驗，這個實驗的目的是測量熱質(zhì)的重量，看看一定重量的物質(zhì)在溫度變化前后重量有何變化。他的實驗是這樣做的：用三個完全一樣的瓶子分別裝有等量的水、酒精和汞，放在一個恒溫（ 16℃）的大房間內(nèi)，擱置 24h后，用當(dāng)時歐洲最精密的天平（靈敏度達到百萬分之一）來稱量重量。為了保證三個瓶子重量相等，他在較輕的瓶頸上掛一小段極細的銀絲。然后將三個瓶子都移到 0℃的房子里，保持完全靜止不受擾動， 48小時后再稱其重量，結(jié)果是重量絲毫也沒有發(fā)生變化，這時水已結(jié)成了冰。再將瓶子移回溫室，即使冰又化成了水，重量仍無變化 。倫福德宣稱，他證明了熱對物體的重量沒有任何影響。然而，僅以此實驗結(jié)果來否定熱質(zhì)說是不夠的，因為熱質(zhì)說者還可以假設(shè)熱質(zhì)不具有重量。倫福德接著又做了一個實驗，無可辯駁地證明了熱質(zhì)說的荒謬。 當(dāng)時，倫福德在德國的一家兵工廠監(jiān)制大炮鏜孔，他注意到銅炮被鉆削時會產(chǎn)生大量的熱，切下的銅屑更熱，用水冷卻，竟可使水立即沸騰。對于這個現(xiàn)象，熱質(zhì)說者也作了自圓其說的解釋：這是物體在摩擦?xí)r，熱質(zhì)被拉拽，金屬屑在從金屬塊中切削下來時帶走了大量的熱質(zhì)，因此顯得特別熱。倫福德對此予以否定，他通過實驗比較了金屬屑和金屬片的比熱，從量 熱實驗判定它們的比熱是相同的，于是駁斥了金屬屑比熱大的論點。接著，倫福德又做了一個專門設(shè)計的大炮鉆孔實驗。他取一只重約 51kg的圓筒鑄件，放在鉆孔機上，故意拿已經(jīng)磨鈍了的鉆頭鉆孔。經(jīng)過 30min，鑄件溫度從 16℃升高到 55℃。他在炮孔里共收集到切削下來的金屬屑約 54g，只占圓筒質(zhì)量的 1/944。倫福德問道：炮筒升溫 39℃所需的熱質(zhì)是金屬屑提供的嗎？如果是這樣，那么金屬屑的溫度不是要降低39℃ 944=36816℃嗎？ 倫福協(xié)又做了一個實驗，他把圓筒放在一只水箱中，水重 。他用馬帶動鈍鉆頭在圓筒中轉(zhuǎn)， 經(jīng)過 。當(dāng)時周圍的觀眾都感到非常驚訝，這么多的水不用火燒居然能沸騰，真是個奇跡。倫福德自己也無法抑制喜悅的心情。他想，這些熱量從哪里來？是從金屬切削的微粒里來，事實證明不可能。從空氣里來，也不可能，因為實驗是在水箱中做的，和空氣是隔絕的。從水里來，更不對！水本身也熱了，而且沒有發(fā)生任何化學(xué)變化。只要摩擦在繼續(xù)，熱就會源源不斷地產(chǎn)生，這說明，熱是來源于運動。 倫福德的報告在 1798年發(fā)表，立即得到英國化學(xué)家戴維（ 17781829）的響應(yīng)。戴維對熱質(zhì)說也持懷疑的態(tài)度，他在 1799年發(fā)表了自己的 摩擦生熱的實驗，并且致力于宣傳熱的運動說。戴維的實驗是把兩塊溫度為 2℃的冰固定在由時鐘改裝的機構(gòu)上，使兩塊冰不停地互相摩擦，整個裝置放在大玻璃罩內(nèi)再抽成真空。經(jīng)過幾分鐘的劇烈摩擦，冰幾乎全化了，溫度達到 2℃。戴維根據(jù)這一類的實驗論證道：熱質(zhì)是不存在的，摩擦和碰撞引起了物體內(nèi)部微粒的特殊運動或振動，這種運動和振動就是熱的本質(zhì)。 倫福德和戴維的實驗為熱的運動說提供了有力的支持，后來人們逐漸認(rèn)識到熱現(xiàn)象是與物質(zhì)內(nèi)部的熱運動相聯(lián)系，并不存在熱質(zhì)。 課本中圖片介紹 圖 123 的溫度計是測量體溫的。它的工作物質(zhì)不 是液體汞，是根據(jù)半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能與溫度有關(guān)的原理制成的。銀色的細棒為測量探頭，測溫時將探頭消毒后放入口中或其他測溫部位，幾分鐘后取出，從液晶窗口直接讀出溫度值。 圖 124是利用不同金屬的熱脹冷縮原理制成的溫度計。 圖 125 的彩色高溫溫度計的原理是：熾熱物體發(fā)光的顏色與溫度有關(guān)。將與溫度相關(guān)的顏色預(yù)先制成的彩色溫度表與熾熱物體的顏色對照，就可以知道被測物體的溫度。 圖 128 右邊的臺燈沒有通電，燈絲是冷的，左邊則表示臺燈通電了，燈絲熱到熾熱狀態(tài)，溫度很高，左圖燈絲內(nèi)能比右圖燈絲內(nèi)能高。
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