上?？萍冀逃霭嫔?滬科版)高中物理選修1-2：關(guān)于熱本質(zhì)的爭議

關(guān)于熱本質(zhì)的爭議教學目標1．認識對熱現(xiàn)象的認識2．認識關(guān)于熱本質(zhì)的學說教學重難點1．掌握對熱現(xiàn)象的認識2．掌握關(guān)于熱本質(zhì)的學說熱與冷,跟人們的生活有著密切的關(guān)系。很早人們就從自身的感受和直接的觀察中，形成了對熱現(xiàn)象的些初步認識。據(jù)記載,早在我國西周初期,人們就已經(jīng)知道較冷和較熱物體之間的區(qū)別，懂得冷熱不同的物體相按觸會發(fā)生熱傳遞現(xiàn)象。春秋戰(zhàn)國時期的《考工記》中,記載著用焰色判斷冶煉進程的方法:“凡壽金之狀,金(即銅)與錫,黑獨之氣渴,黃白次之;黃白之氣竭，青白次之;青白之氣竭,青氣次之。然后可鑄也?！币簿褪钦f，必須達到“爐火純青”的地步，才有足夠的高溫可以進行冶煉。這完全符合現(xiàn)代用焰色判斷溫度高低的原理。秦漢之際的《淮南子》沖,記載著結(jié)冰與溫度高低的聯(lián)系:“是故處于堂上之陰,而知日月之次序;見瓶中之冰,而知天下之寒暑。”南北朝之后，人們已認識到人的體溫近乎恒定，知道用休溫為標準比較溫度的高低。一、關(guān)于熱本質(zhì)的兩種學說熱究竟是什么?東西方先哲們思考過的這個問題，到17世紀又引起了人們的興趣。對于熱的本質(zhì),在科學史上曾經(jīng)流傳著兩種最有影響的學說。一、關(guān)于熱本質(zhì)的兩種學說一種是熱的唯動說。早在16世紀,英國哲學家弗蘭西斯·培根(F.Bacon)根據(jù)摩擦生熱等現(xiàn)象,明確提出熱是一種運動。培根在《新工具論》一書中寫道：“.....就是說,熱本身，它的本質(zhì)是運動,而不是別的什么.....?！边@些論述包含著相當深刻的見解,可惜大多只是一些定性的猜測,缺乏堅實的實驗基礎(chǔ),因而未能形成科學的理論。一、關(guān)于熱本質(zhì)的兩種學說一、關(guān)于熱本質(zhì)的兩種學說另一種是熱質(zhì)說。它是隨著溫度計的制作和量熱學的建立，由英國化學家布萊克(J.Black)倡導的。從量熱學的實驗知道，把兩個溫度不同的物體放在一起,它們最后的溫度必定介于兩者初始溫度之間。布萊克由此聯(lián)想到，兩個物體之間必定傳遞著某種“熱的東西”,而且這種“東西”的傳遞和流動不會改變原來物體的質(zhì)量，因此,它應(yīng)該是一種特殊的、沒有質(zhì)量的、充滿整個物體的流體。布菜克的觀點后來被法國著名化學家拉瓦錫(A.L.Lavoisier)采納,他把這種“東西”稱為“熱質(zhì)”，予以論述，從而發(fā)展出一個完整的學說。二、倫福德和戴維的攻堅戰(zhàn)倫福德又設(shè)計了一系列鉆孔實驗。他設(shè)法將儀器與外界絕熱,測出鉆孔前后金屬的比熱容。實驗結(jié)果表明，炮筒和碎屑的比熱容一樣,都沒有發(fā)生變化。倫福德的結(jié)論是:“不待說,任何與外界隔絕的一個物體或一系列物體所能無限地連續(xù)供給的任何東西決不能是具體的物質(zhì)。并且,如果不是十分不可能的話，凡是能夠和這些實驗中的熱一樣地激發(fā)和傳播的東西,除了只能把它認為是‘運動’以外,我似乎很難構(gòu)成把它看作為其他東西的任何明確的觀念。二、倫福德和戴維的攻堅戰(zhàn)1799年,戴維也做了一個精彩的實驗:他利用鐘擺裝置使放在真空玻璃罩內(nèi)的金屬輪子和盤子發(fā)生摩擦,在O℃的溫度下,盤子上事先除上的蠟被熔化了。他還將兩塊-29℃的冰放在真空玻璃罩內(nèi)摩擦,結(jié)果冰逐漸熔化,變成2℃的水。戴維認為，“摩擦引起了物質(zhì)微粒的振動,這種振動就是熱。”三、熱本質(zhì)的真相大白“熱是運動”的觀點得到普遍的承認,物理學家開始從物質(zhì)微觀粒子的層次上去探求熱的本質(zhì)。隨