文科物理课件----物体的冷热现象

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1、第二章永恒的经典第三节物体的冷热现象1一、热学基本概念1、热的本质热功当量n热质说：认为热是由一种无色无味、无重量的微粒构成的“神秘流体”，它可从热的物体转移到冷的物体，且热质微粒之间具有排斥作用，从而使物体具有膨胀的性质。n热动说：认为物质由大量微观粒子构成，热是这些粒子运动的表现，它可通过物体的机械运动转化而来。2伦福德v伦福德(1753--1814)伯爵：原名本杰明·汤普森，物理学家，出生于美国，1775年美国独立战争期间逃到英国,被英王乔治三世封为爵士，后来加入英国国籍。v1798年向英国皇家学会

2、提出了一个报告，说他在慕尼黑曾在巴伐利亚王国监督炮筒钻孔工作时，注意到（今属德国）供职，炮筒温度升高，钻削下的金属被王室封为伯爵。屑温度更高的现象。3v他提出了大量的热是从哪里来的这个问题。他在尽量做到绝热的条件下进行了一系列钻孔实验，比较了钻孔前后金属和碎屑的比热，发现钻磨不会改变金属的比热。他还用很钝的钻头钻炮筒，半小时后炮筒从60℉升温到130℉，金属碎屑只有五十多克，相当于炮筒质量的九百四十八分之一，这一小部分碎屑能够放出这么大的“潜热”吗？v他在笔记中写道：“看来在这些实验中，由摩擦产生热的源泉

3、是不可穷尽的。不用说，任何与外界隔绝的物体或物体系，能够无限制地提供出来的东西，决不可能是具体的物质实体；在我看来，在这些实验中被激发出来的热，除了把它看作是‘运动’以外，似乎很难把它看作为其他任何东西。”4英国化学家戴维(1778---1829):1799年，使两块冰在真空中相互摩擦，熔化。断言“热质是不存在的”。分析当时热质说占优势的主要原因是:当时人们把热现象和其他现象割裂开来研究，还未注意到它们之间的相互关系和转化；热质说比热的运动说更为简明，用热质说能很好地解释当时已发现的热现象，因此易于被人们

4、接受；热质说更能迎合18世纪在物理学和化学研究中占统治地位的形式主义倾向。另外牛顿“不臆造假说”的思想还很有影响，大多数物理学家不愿接受当时还看不见摸不着的比较复杂的分子运动假说。51、热的本质热功当量作机械功改变系统作电功改变系统状态的焦耳实验状态的实验AV61、热的本质热功当量n热功当量从1843年开始不断改进实验，到1878年最后一次发表实验结果，焦耳测定热功当量的实验持续了30多年，采用不同原理和方法先后进行了400多次的实验，测得热功当量的值为4.152焦耳/卡。现代公认的标准值为：1卡=4.1

5、86焦耳热功当量的精确测定为热的运动学说提供了可靠的实验依据。72、温度温度计温标n温度：物体的冷热程度。n温度计：某种物质某一物理性质随温度有单调、显著的变化，就选择它作为温度计的测温物质。n温标：标记温度数值的方法。n建立一种温标的三要素：测温物质、测温属性和固定标准点。8温度的测定人类在很早就有懂得了用感觉来比较冷热，比如在中国古代冶铁中要掌握“火候”（即温度的高低），直到今天用感觉判断温度的方法还用在手工业铸造中。随着科学技术的发展，人们的生活领域不断扩大，需要对冷热程度给出精确的定量描述，于是刺

6、激了计温学的发展，即温度计的制作：1、测温物质：如水银、酒精、气体；2、测温属性：物质热胀冷缩的规律；3、固定标准点：如规定标准大气压下冰水混合物温度为0℃，沸腾的水的为100℃。9早在1593年伽利略利用热胀的性质制成了世界上第一个显示冷热变化的仪器—示温仪。1653年意大利的一位公爵费迪南二世制造了一个所谓的温度计，在玻璃管中装入酒精，管壁刻上度数，上端封口。1659年法国的天文学家伊斯—伽利略的测温仪梅尔·博里奥制造了第一个用水银做测温物质的温度计，还做了气温记录。10德国格里凯最早提出在温度计的刻

7、度上标出定点的人之一，他以马德堡市初冬和盛夏为定点温度。1688年道伦斯提出以冰的温度和黄油溶解时的温度为固定点。1694年惠更斯提出以水结冰和沸腾时的温度为固定点等。法国物理学家阿蒙顿（1663-1705）改进了伽利略的温度计，建立了气压的改变正比于温度差的定律：p1t11p1t2211正是阿蒙顿的研究为后来的物理学家、化学家盖·吕萨克和道耳顿对气体性质的研究做出了先例。波意耳和牛顿也曾研制过温度计。波意耳在1665年发表的《热的力学原理》的论文中，已经确信一切物体的熔点都是常数。1709年荷

8、兰的玻璃工人华伦海特（1688-1736）制造出世界上第一个温度计。他选水、冰、食盐、氨水混合平衡时的温度为零度，水的冰点为32度，水在常压下沸点为212度，又在冰点与沸点之间分为180等份，一等份为1度，这就是世界上第一个温标——华氏温标，其单位用℉表示。这是热学发展的一个重要标志。12在华氏温度计出现的同时，法国人列缪尔(1683~1757)也设计制造了一种温度计。他认为水银的膨胀系数太小，不宜做测温物质。他专心研究用酒精