




版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡介
1、論物體吸熱與做功關(guān)系廣東博羅縣高級中學(xué)( 516100) 林海兵摘要:物體吸熱做功的過程,在吸熱時其分子(原子)的體積與其 體積密度都增大了,產(chǎn)生了不平衡,膨脹必然地對做外做功,但并沒有 把吸收的熱量轉(zhuǎn)化為機械能,物體內(nèi)部的熱量(紅外線總量)并不因為 做功而減小。關(guān)鍵詞:熱量,紅外線,吸熱,做功1 物體的熱脹冷縮現(xiàn)象最初,人們對熱現(xiàn)象的認(rèn)識只是停留在冷和熱的感覺上,實現(xiàn)從這 種感覺向“溫度”發(fā)生躍進的因素是人們發(fā)現(xiàn)了物體的熱脹冷縮現(xiàn)象。近年來,當(dāng)人們熱衷于所謂的現(xiàn)代物理研究宇宙大爆炸觀測、 高能粒子對撞 , 的時候,人們對熱脹冷縮現(xiàn)象也許已經(jīng)感到陌生,或 者覺得這只不過一個不值得一起的非常平常
2、的現(xiàn)象,然而,筆者所有的 研究都是從非常平常的現(xiàn)象開始的,得到了一些與前人并非相同的結(jié) 論。筆者認(rèn)為, 這足以讓我們警醒不能忽視這些我們認(rèn)為是平常的 現(xiàn)象!當(dāng)我們對這些平常的現(xiàn)象尚不能給予合理正確的解釋, 又何以解 釋那些我們認(rèn)為比較神秘的現(xiàn)象?事實上,熱脹冷縮現(xiàn)象已經(jīng)告訴我們熱的實質(zhì)從宏觀角度來 看,它表現(xiàn)在物體的體積改變之上;只要我們略加分析研究,我們就可以得到熱的更本質(zhì)的東西在微觀角度來看,它表現(xiàn)在分子(原子) 的體積改變之上。筆者相信,如果沒有物體的熱脹冷縮現(xiàn)象,人們就不可能定義出溫 標(biāo),如果沒有溫標(biāo)的定義,我們就不可能言之為溫度。正是發(fā)現(xiàn)物體的 體積會隨著熱的程度增加而增大的規(guī)律,
3、人們才有可能定義溫標(biāo)在 1 大氣下,把冰水混和物的溫度定義零度,水沸騰時的溫度定義為一百 度,把零到一百度之間等分成一百等份這里等份操作的對象正是物 體發(fā)生變化的體積!您一定會說,熱脹冷縮并不是自然界永恒的規(guī)律,因為還有熱縮冷 脹的反例。 自然界就是這么奇妙, 有了熱脹冷縮之后, 還要有熱縮冷脹, 它充滿著矛盾,然而,這種矛盾只是局部的。當(dāng)我們知道物體由一個個 的分子(原子)構(gòu)成的同時,我們還知道了這一個個的分子(原子)之 間還存在有間隙,什么是間隙?也許看到筆者提出這個問題就會發(fā)笑, 但只要您仔細(xì)一想,間隙意味著什么,從一方面來看,間隙具有體積的 意義,從另一方面來看, 間隙還意味著這些并沒
4、有東西, 連分子 (原子) 這么小的東西都沒有!于是,大家應(yīng)該不會再笑,因為我們已經(jīng)得出一 個結(jié)論物體的分子(原子)并沒有占滿其宏觀體積,或者說,我們 所能測量到的物體的宏觀體積,并不是物體所有分子(分子)的體積之 和。也許,正是基于這個觀點,人們在經(jīng)典物理學(xué)的固體物理分支中提 出了分子(原子)點陣結(jié)構(gòu)學(xué)說,這個學(xué)說分明就在指出,不同物體由其分子(原子)以不同的點陣結(jié)構(gòu)構(gòu)成,分子(原子)的總體積與間隙 體積之和才等于物體的宏觀體積。筆者認(rèn)為,分子(原子)點陣結(jié)構(gòu)學(xué) 說是一個非常正確的學(xué)說,物體的分子(原子)點陣結(jié)構(gòu)給熱縮冷脹現(xiàn) 象的發(fā)生提供了可操作性空間。溫度的上升到某個數(shù)值時, 將直接破壞
5、物體分子(原子)的束縛環(huán)境,使分子(原子)的自由能力增強,分子 (原子)原有的結(jié)構(gòu)點陣逐步解體,許多分子(原子)進入到原來的間 隙空間里,此時,盡管分子(原子)的體積還是隨著溫度的升高而增大, 然而當(dāng)分子 (原子) 隨溫度升高的體積增加量還足以抵消進入間隙空間 的體積時,這就理所當(dāng)然地出現(xiàn)了熱縮冷脹的現(xiàn)象。由此,我們可以判 斷,熱縮冷脹現(xiàn)象只存在于某些固體晶體的熔解(即相變)過程,它并 不是一種普遍現(xiàn)象。以上論述表明,在非相變的過程中,熱脹冷縮是宏觀物體普遍發(fā)生 的現(xiàn)象, 但是,無論是熱脹冷縮還是熱縮冷脹, 構(gòu)成物體的分子 (原子) 的體積總是隨著溫度的升高而增大。2 氣體的熱膨脹我們把固體或
6、者液體稱之為宏觀物體也許不會有人反對,可如果我 們把氣體也稱為宏觀物體, 是否也不會有人反對呢?氣體是不是宏觀物 體?筆者在此不想首先討論這個問題, 筆者有興趣的是,盛在容器中的 氣體的體積是否也具有熱脹冷縮的現(xiàn)象。也許,對于這個問題,讀者們一定有說,氣體當(dāng)然發(fā)生熱脹冷縮的 現(xiàn)象,不過這是有條件的,有氣態(tài)方程為證。確實,我們只要搬出氣態(tài) 方程丄就可以知道,當(dāng)氣體壓強一定時,氣體的體積隨著溫度 的升高而增大,隨著溫度的降低而減小,這就是熱脹冷縮!筆者的興趣不止于此,氣體熱脹冷縮有條件,難道固體液體的熱脹 冷縮就沒有條件嗎?如果有, 它們的條件相同嗎?也許,一看到這個問 題,讀者們馬上就會回答,固
7、體液體的熱脹冷縮哪有什么條件?!我們 只是給它們加熱,就可以發(fā)現(xiàn)它們的膨脹,并不需要什么其他特殊的條 件啊!但是,由筆者看來,我們在給固體液體直接加熱的過程中,沒有 給這個過程設(shè)定了什么條件 這本來就是一個條件!這個條件就是我們不改變物體的其他環(huán)境(除了溫度環(huán)境之外),這里的其他環(huán)境當(dāng)然 包含著“壓強”環(huán)境,這與氣體的等壓變化的條件是完全相同的。那么什么是固體液體的環(huán)境壓強?這個壓強到底有多大?筆者認(rèn) 為,固體液體的環(huán)境壓強等于其相應(yīng)的拉壓彈性模量即楊氏模量,真空空間雖然并不存在與這些固體液體物體相對應(yīng)的物質(zhì)環(huán)境,卻已經(jīng)形成各種它們環(huán)境壓強。筆者在前面文章中提到的空間的物質(zhì)特征密度,本 文中,
8、筆者將這個特征密度修正為特征壓強。筆者在這些文章中認(rèn)為, 正因為是物質(zhì)的特征壓強,是一個固定不變的數(shù)值,它不會隨著物體形 狀、溫度等因素的改變而變化,它只隨著物體物態(tài)的變化而變化。在我 們給物體加熱時,只要物體的溫度沒有達(dá)到物態(tài)的相變溫度,環(huán)境壓強就不會發(fā)生變化,即物體此時的變化屬于等壓變化。3 熱膨脹與做功根據(jù)經(jīng)典的熱力學(xué)第一定律有二丄-',也就是說,物體吸收的 熱量,一方面用于對外做功,另一方面用于增加了物體的內(nèi)能。筆者認(rèn) 為,熱力學(xué)第一定律是存在問題的,首先,經(jīng)典的熱力學(xué)是在沒有正確 認(rèn)識能量的前提下提出來的, 它根本就不知道能量的實質(zhì)是不平衡,只 是這些不平衡在物體運動過程中可
9、以引起物體的運動狀態(tài)的變化,物體運動狀態(tài)的變化又引起了環(huán)境不平衡的重新分布,即不平衡隨著物體的運動發(fā)生轉(zhuǎn)化與重新分布;其次,熱力學(xué)第一定律是在能量守恒的前提 下提出的,即使我們把不平衡定義為能量之后,這些能量的總量也是不 守恒的,不平衡的總量在物質(zhì)的運動過程中可以增加,也可以消失,而 更多地表現(xiàn)為消失,更多地表現(xiàn)為物體趨于平衡的方向發(fā)生運動。如果采用筆者提出的系列的新觀點,對物體的熱膨脹與做功的關(guān)系 可以解釋如下:物體吸熱,物體的內(nèi)能(即電子相對于其原子核的動能之和及原子 間隙的紅外總量的總和)將增加,只要物體的吸熱量一定,其內(nèi)能增量 便一定,與物體是否對外做功無關(guān),或者說,物體對做功并不會使其內(nèi) 能減小。但是,也正因為物體吸熱,組成物體的各原子的體積將隨溫度 的升高而增大,因為此時空間的物質(zhì)壓強保持不變,故物體發(fā)生等壓變 化,最終使其體積隨著溫度的升高而增大,宏觀上表現(xiàn)為對外做功。在這個過程中,物體吸熱,把紅外波動的不平衡轉(zhuǎn)化為原子核外電 子運動的不平衡, 從而使原子體積增大,
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 2025年四川省綿陽地區(qū)七下英語期中經(jīng)典模擬試題含答案
- 聽力模擬沖刺試題及答案
- 2025年策劃雙方股權(quán)互轉(zhuǎn)協(xié)議模板
- 2025年官方專利許可協(xié)議范本
- 2025年標(biāo)準(zhǔn)住宅預(yù)售購買協(xié)議范本
- 2025年離婚保險客戶服務(wù)協(xié)議樣本
- 2025年跨境貿(mào)易金融服務(wù)協(xié)議
- 2025年醫(yī)藥技術(shù)研發(fā)合作協(xié)議
- 2025年官方股權(quán)聯(lián)營策劃協(xié)議樣本
- 施工過程中對施工材料的選擇與管理
- 線控轉(zhuǎn)向電機控制策略設(shè)計與仿真研究
- 課題申報參考:數(shù)智時代大學(xué)生網(wǎng)絡(luò)社會心態(tài)形成發(fā)展規(guī)律及引導(dǎo)策略研究
- FIDIC標(biāo)準(zhǔn)合同范本
- 船舶與海洋工程原理(上)知到智慧樹章節(jié)測試課后答案2024年秋哈爾濱工程大學(xué)
- 《核電廠實物保護系統(tǒng)定期試驗規(guī)范》
- 江蘇卷2024年高考語文第一次模擬考試一(原卷版+解析版)
- 【MOOC】應(yīng)用光學(xué)實驗-浙江大學(xué) 中國大學(xué)慕課MOOC答案
- 【MOOC】臺灣歷史與文化-福建師范大學(xué) 中國大學(xué)慕課MOOC答案
- 【MOOC】軟件工程與實踐導(dǎo)論-四川大學(xué) 中國大學(xué)慕課MOOC答案
- 轉(zhuǎn)體施工案例
- 深圳2020-2024年中考英語真題復(fù)習(xí)專題01 語法填空(解析版)
評論
0/150
提交評論