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發(fā)表于 2010-3-1 19:07:00
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熱的本質(zhì)的認(rèn)識過程摩擦生熱早已在實(shí)踐中被人們所熟悉,,但是為什么會產(chǎn)生熱?熱是什么,?人們很久也沒有弄清楚.在古代就對熱有兩種不同的看法,,一種把熱看成是一種特殊物質(zhì);一種認(rèn)為熱是物質(zhì)的某種運(yùn)動形式. 17 世紀(jì)以后,,多數(shù)人根據(jù)摩擦生熱的現(xiàn)象,,認(rèn)為熱是一種特殊的運(yùn)動形式,不少物理學(xué)家都相信這一點(diǎn).但是這種看法由于缺乏精確的實(shí)驗(yàn)根據(jù),還不能形成科學(xué)的理論. 到了18 世紀(jì),,對熱的研究走上了實(shí)驗(yàn)科學(xué)的道路.把熱看成是一種特殊物質(zhì)的熱質(zhì)說,,由于能夠解釋某些實(shí)驗(yàn)結(jié)果,因而在當(dāng)時(shí)獲得了承認(rèn).熱質(zhì)說將熱看成一種沒有質(zhì)量或不可稱量的流質(zhì)——熱質(zhì),,它不生不滅,存在于一切物體之中,,物體的冷熱程度,,決定于其中所含熱質(zhì)的多少.熱質(zhì)說對摩擦生熱的解釋是,摩擦并沒有改變熱質(zhì)的總量,,但物質(zhì)在摩擦?xí)r比熱降低了,,因此摩擦可以使物體的溫度升高. 1798 年,英國學(xué)者倫福德(1753~1814)在從事槍炮制造時(shí),,發(fā)現(xiàn)鉆孔鉆下的金屬屑具有極高的溫度,,用水來冷卻時(shí),甚至可以使水沸騰.他懷疑金屬屑具有極高溫度是不是由于比熱降低造成的.倫福德在他的筆記中寫道,,由摩擦所生的熱,,來源似乎是無窮無盡的,要用熱質(zhì)說解釋摩擦生熱現(xiàn)象,,鉆下的金屬屑的比熱要改變很大才行.于是他設(shè)計(jì)并做了一系列實(shí)驗(yàn),,發(fā)現(xiàn)鉆下的金屬屑的比熱在摩擦?xí)r并沒有降低.根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果, 倫福德斷言熱質(zhì)說不足為信,,應(yīng)當(dāng)把熱看成是一種運(yùn)動形式,,熱質(zhì)說的統(tǒng)治地位開始動搖了. 1799 年,英國的戴維做了更加嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn).他在零攝氏度以下的露天里,,在抽成真空的玻璃罩內(nèi),,使金屬輪子和盤在鐘表裝置的帶動下相互摩擦,結(jié)果使金屬盤上的蠟熔化了.在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中,,熱不可能是由周圍物體傳遞給蠟的,,而且倫福德的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明,金屬也不會由于比熱的降低而放熱,,那就只能是由于摩擦生熱使蠟粒子的運(yùn)動加快了.戴維的實(shí)驗(yàn)有力地打擊了熱質(zhì)說. 此后,,科學(xué)家進(jìn)一步研究了熱和做功的關(guān)系,特別是英國科學(xué)家焦耳做了大量實(shí)驗(yàn),,定量地研究了熱和功的關(guān)系,,證明做了多少機(jī)械功,就有多少機(jī)械能轉(zhuǎn)化成熱這種形式的能量.焦耳的工作,,表明熱不是一種特殊的物質(zhì),,同時(shí)為能量守恒定律奠定了基礎(chǔ). 能量守恒定律的建立,徹底否定了熱質(zhì)說,同時(shí)為分子運(yùn)動論的發(fā)展開辟了道路.經(jīng)過科學(xué)家的長期研究,,關(guān)于熱是一種運(yùn)動形式的設(shè)想,,終于成為公認(rèn)的真理.人們認(rèn)識到:宏觀的熱現(xiàn)象原來是物體內(nèi)部大量分子的無規(guī)則運(yùn)動的表現(xiàn),物體內(nèi)部的能量就是前面講過的內(nèi)能.熱量不是表示物質(zhì)所含“熱質(zhì)”的多少,,而是表示在熱傳遞過程中傳遞的能量的多少.$ G. ?9 q7 {% c' y, U. V; ?
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