滬科版物理九年級(jí)121溫度與內(nèi)能2(參考版)
2024-12-13 06:23本頁(yè)面
【正文】 。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(duì)照，就可以知道被測(cè)物體的溫度。 圖 124是利用不同金屬的熱脹冷縮原理制成的溫度計(jì)。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。 倫福德和戴維的實(shí)驗(yàn)為熱的運(yùn)動(dòng)說(shuō)提供了有力的支持，后來(lái)人們逐漸認(rèn)識(shí)到熱現(xiàn)象是與物質(zhì)內(nèi)部的熱運(yùn)動(dòng)相聯(lián)系，并不存在熱質(zhì)。經(jīng)過(guò)幾分鐘的劇烈摩擦，冰幾乎全化了，溫度達(dá)到 2℃。戴維對(duì)熱質(zhì)說(shuō)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(shí)驗(yàn)，并且致力于宣傳熱的運(yùn)動(dòng)說(shuō)。只要摩擦在繼續(xù)，熱就會(huì)源源不斷地產(chǎn)生，這說(shuō)明，熱是來(lái)源于運(yùn)動(dòng)。從空氣里來(lái)，也不可能，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)是在水箱中做的，和空氣是隔絕的。倫福德自己也無(wú)法抑制喜悅的心情。他用馬帶動(dòng)鈍鉆頭在圓筒中轉(zhuǎn)， 經(jīng)過(guò) 。他在炮孔里共收集到切削下來(lái)的金屬屑約 54g，只占圓筒質(zhì)量的 1/944。他取一只重約 51kg的圓筒鑄件，放在鉆孔機(jī)上，故意拿已經(jīng)磨鈍了的鉆頭鉆孔。倫福德對(duì)此予以否定，他通過(guò)實(shí)驗(yàn)比較了金屬屑和金屬片的比熱，從量 熱實(shí)驗(yàn)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(diǎn)。 當(dāng)時(shí)，倫福德在德國(guó)的一家兵工廠監(jiān)制大炮鏜孔，他注意到銅炮被鉆削時(shí)會(huì)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。然而，僅以此實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)否定熱質(zhì)說(shuō)是不夠的，因?yàn)闊豳|(zhì)說(shuō)者還可以假設(shè)熱質(zhì)不具有重量。再將瓶子移回溫室，即使冰又化成了水，重量仍無(wú)變化 。為了保證三個(gè)瓶子重量相等，他在較輕的瓶頸上掛一小段極細(xì)的銀絲。其中，美國(guó)人湯普森（也稱(chēng)倫福德， 1753— 1814）為了駁斥熱質(zhì)說(shuō)，在 1799 年公布了他做過(guò)的一個(gè)實(shí)驗(yàn)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的是測(cè)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。 然而，熱質(zhì)說(shuō)在聯(lián)系到更多的現(xiàn)象時(shí)，如解釋摩擦生熱時(shí)發(fā)現(xiàn)了漏洞，甚至遇到無(wú)法解決的矛盾。物體溫度升高，所含熱增多；物體溫度降低，熱質(zhì)就轉(zhuǎn)移到別的物體上。 熱質(zhì)說(shuō)的大意是：熱 是一種特殊的物質(zhì)，這種物質(zhì)在自然界中普遍存在，總量守恒。 布萊克對(duì)多從熱學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行解釋?zhuān)环矫嫜芯苛似渲械囊?guī)律，另一方面，他通過(guò)認(rèn)真的分析，區(qū)分出熱量和溫度是兩個(gè)不同的概念。因此，布萊克發(fā)現(xiàn)了“熱容量”。布萊克研究了不同溫度的水和汞混合后的溫度，認(rèn)識(shí)到：混合后的溫度既不與這 兩種物質(zhì)的體積成正比，也不與質(zhì)量成正比。” 熱量守恒定律是熱學(xué)中最核心的內(nèi)容。他寫(xiě)道“物體混合時(shí)，熱不能創(chuàng)造，也不能消滅?！憋@然， 他在溫度和熱量間沒(méi)有找到正確的關(guān)系。 熱學(xué)這門(mén)科學(xué)起源于人類(lèi)對(duì)冷熱現(xiàn)象的探索，對(duì)溫度的測(cè)量，或者說(shuō)溫度計(jì)的發(fā)展為熱學(xué)業(yè)定量實(shí)驗(yàn)打下了基礎(chǔ)。為了鑒別這兩種觀點(diǎn)熟是熟非，人們做了大量實(shí)驗(yàn)研究。但是，在歷史上卻有兩種對(duì)立的觀 點(diǎn)進(jìn)行過(guò)長(zhǎng)期的爭(zhēng)論。在今天科學(xué)和技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展下，熱力學(xué)這門(mén)古老的科學(xué)，一方面作為一門(mén)基礎(chǔ)學(xué)科，在各個(gè)方面繼續(xù)不斷地起著重要的作用；另一方面，新的科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展又向熱力學(xué)提出了新的課題，推動(dòng)熱力學(xué)繼續(xù)向前發(fā)展。 當(dāng)人們把熱力學(xué)的原理用到低溫現(xiàn)象和化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程中后， 1912 年，能斯脫發(fā)表了熱力學(xué)第三定律。 第四階段： 20世紀(jì)。焦耳的第一篇證明熱功等當(dāng)實(shí)驗(yàn)的論文發(fā)表于 1843 年，在這篇論文里除了直接的熱功當(dāng)量以外，還有電與熱相當(dāng)?shù)臄?shù)值。 然而，邁爾的這篇論文在當(dāng)時(shí)并沒(méi)有引起物理學(xué)界的重視。 1842 年邁爾（ 1814— 1878）發(fā)表論文闡述能量守恒定律，這是人們公認(rèn)的第一個(gè)發(fā)表這個(gè)定律的人。 第三階段： 19世紀(jì)后半葉?？ㄖZ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。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(kāi)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)。 在這一個(gè)時(shí)期，關(guān)于熱的本質(zhì)的討論經(jīng)歷了
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