登陆注册
5990100000002

第2章 热和温度

1.热是什么

我们自身可以感知到热是什么,但是要准确说出什么是热,恐怕大家就莫衷一是了,自古以来人们对这一概念就有不同的看法。

一直以来,各国科学家围绕着什么是热进行了一系列的研究。在16世纪以后,热的本质问题引起了科学家和业余研究人员的注意。

有人说热是一种运动。培根从摩擦生热等现象中得出结论:“热是一种膨胀的、被约束的而在其斗争中作用于物体的较小粒子之上的运动。”后来,许多科学家受这一看法的影响,认为热就是一种运动。

不过总的说来,热是运动的观点还缺乏足够的实验根据,还不能形成科学理论。随着古希腊原子论思想的复兴,热是某种特殊的物质实体的观点也得到流传。于是又有一些人站出来认为“热”是一种物质。

最典型的就是法国科学家和哲学家伽桑狄认为,运动着的原子是构成万物的最原始的、不可再分的世界要素。同样,热和冷也都是由特殊的“热原子”和“冷原子”引起的。它们非常细致,有球的形状,非常活泼,因而能渗透到一切物体之中。此后这一说法,便逐渐形成了一种广泛深远的“热质说”。

在众多“热质说”的倡导者中,布莱克算是“热质说”的一个重要倡导者。他虽然相信最终会被认可的“热将不是化学的,而是力学的”观点,但他又很难否定“热质说”。他觉得热是运动的学说还有不少缺乏证据的地方。“热质说”简单通俗地解释了当时发现的大部分热学现象。比如:物体温度的变化是吸收或放出热质引起的;热传导是热质的流动;对流是载有热质的物体的流动;辐射是热质的传播;物体受热膨胀是因为热质粒子间的相互排斥;物质状态变化时的“潜热”是物体的粒子与热质发生“准化学反应”的结果,等等。由于热质的物质性,所以它也遵从物质守恒定律,这是混合量热法的理论根据。

当时“热质说”受到科学界大力肯定和支持,在“热质说”观点的指导下,热学研究取得了一定的进展。例如:布莱克发现了比热和潜热;瓦特从理论上分析了旧蒸汽机的主要缺陷并改进了蒸汽机;傅立叶依据这一物理图象建立了热传导理论;卡诺从热质传递的观点出发于19世纪初提出了消耗从热源取得热量而得到功的理论。从此“热质说”在18世纪到19世纪初居于统治地位。但是好景不长,到了18世纪末,“热质说”受到了严重的挑战。

1798年,出生在美国,属英国国籍的物理学家本杰明·汤普逊向英国皇家学会提出了一个报告。报告中说他在慕尼黑监督炮筒钻孔工作时,注意到当炮筒温度升高,钻削下的金属屑温度就更高的现象,他提出了大量的热是从哪里来的这一问题。后来,在很多的试验后他在笔记中写道:“看来在这些实验中,由摩擦产生热的源泉是不可穷尽的。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,绝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。”

1812年,英国化学家戴维在进行了一系列的实验之后明确提出:“热现象的直接原因是运动,它的转化定律和运动转化定律一样,同样是正确的。”从另一方面来说戴维的实验支持了热是运动的看法,但是这种看法并没有结束“热质说”的历史。

现在我们常这样解释热的含义,就是所谓的热,属于一种热象。而湿热中的热是与湿同时存在的。夏秋季节天热湿重,湿与热合并入侵人体,或因湿久留不除而化热,或因“阳热体质”而使湿“从阳化热”。由此可见,湿与热同时存在是很常见的。

2.如影随形的温度

在茫茫宇宙当中,温度无处不在。无论在地球上还是在月球上,也无论是在炽热的太阳上还是在阴冷的冥王星上,都存在着不同的温度。

一般来说温度是表示物体冷热程度的物理量。从微观上来讲,温度是物体分子热运动的剧烈程度。温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量,而用来量度物体温度数值的标尺叫温标。它规定了温度的读数起点(零点)和测量温度的基本单位。目前国际上用得较多的温标有华氏温标,用。F来表示;摄氏温标,用℃来表示;热力学温标和国际实用温标都用K来表示。

在微观上,温度是物体内分子间平均动能的一种表现形式。分子的运动越快,物体就会越热,也就是温度会越高;反之如果分子运动越慢,物体就越冷,温度会越低。这种现象被描述为一个物体的热势,或能量效应。如果拿数值表示温度,就会被称为温度度数。值得注意的是,少数几个分子甚至是一个分子构成的系统,由于缺乏统计的数量要求,是没有温度意义的。

3.两种温度单位——华氏度和摄氏度

自从科学家提出了温度这一概念,不少科学家发现,水结冰时的温度和水沸腾时的温度都是不变的。只要在这两个标准温度点之间等分出多少间隔,就可以用来进行度量了。

1714年,从德国迁居荷兰的华伦海特选定了两个标准点,把盐水混合物结冰的温度定位成0度,把人体的正常温度定位为96度。后来又补充了两个标准点,就是水的冰点为32度,水的沸点为212度,单位叫做“华氏度”,用“F”表示。今天我们用的华氏表,只保留了水的冰点为32°F、水的沸点为212°F两个标准点。

之后在这一规定下,人的正常体温为98.6°F。1742年,瑞典天文学家摄尔修斯采用了百分刻度法,把水的沸点定为100度,冰水混合物定为0度。就是我们现在用到的摄氏温标。它的温度单位叫“摄氏度”,用“℃”来表示。人的正常体温为37℃,现在在我们的生活中,一直使用着。

同类推荐
  • 书包里的女巫:最神秘的50个魔幻故事

    书包里的女巫:最神秘的50个魔幻故事

    本书讲述了美妙的魔法童话故事。此外,在每一个故事的后面,添加了“魔法课堂”板块,介绍一些与魔法有关的知识。
  • 兽神·帝国攻盟

    兽神·帝国攻盟

    在幸运之神的眷顾下,食人魔小谷一日比一日兴旺,人类冒险者和投机者纷至沓釆,他们同样为半兽人部落的繁荣做出了贡献。在碧叶丝的精心。可护下,金龙也吸引了大量人类贵族的目光,他们为了看一眼这种传说中最伟大的生物毫不吝惜地抛出手中的金币。但是利益总会引来觊觎者的目光,就像是一大块鲜美的肉总会引来兀鹫和豺狼。哈茵城堡城主狮人男爵派遣狮人战士前往食人魔小谷传达自己的命令,要求食人魔小谷臣服,成为自己的附属部落。道格拉斯断然拒绝。强大的哈茵城堡派遣出雷因族联军攻打食人魔小谷,道格拉斯率领着半兽人部队奋起反击……
  • 宇宙奥秘我来破

    宇宙奥秘我来破

    本书主要讲述了一个时代的诞生,那就是宇航时代。该书一步一步告诉小读者们,人类是怎样开发宇宙的、又是怎样进入宇宙的?读者关心的很多重要问题在这里都有一个充分的讲述。书中既有科学原理的生动讲解,又综合运用图片、图标等具象形式加以表现,从而使读者直观、迅速、深刻地理解了作者所要传达的知识和理念。
  • 青少年道德修养综合手册:礼仪篇

    青少年道德修养综合手册:礼仪篇

    《青少年道德修养综合手册》包括八篇四十八个章节,详尽地阐述了青少年的品质、观念、守则、礼仪、理想、感悟、情操、哲理等八个方面的全部内容。
  • 青少年应该知道的纳米技术

    青少年应该知道的纳米技术

    一个微小的精灵——纳米,却具有非凡的能力,科技的发展成就了它的伟大与不平凡。它的出现给我们的生活带来了很多意想不到的惊喜,不仅弥补了传统工业中一些材料的弊端,而且还带来了许多新事物,例如在工业、微电子行业、医学界等领域的突出贡献。纳米技术是一个新诞生的科学宠儿!了解它的人很少。事实上,纳米的出现结束了微米时代,开创了纳米新天地。正由于此,它被人们称为人类历史上的第四次工业革命!虽然它的出现时间还不算久,但是却有许多关于它的传奇故事。既然纳米技术如此神奇,那么就让这本书带你走进这个崭新的纳米世界吧!
热门推荐
  • 恋爱警报:东京特勤部

    恋爱警报:东京特勤部

    原本是一位平凡的跨国企业OL,在一次聚会中,为营救好友意外卷入了正在执行人物的秘密组织,人生从此有了意想不到的转变。为了避免被囚禁,她只能选择加入特务组织,和五名美男特务共同执行任务。透过每天的朝夕相处,又将会和他们谱出怎样的恋曲呢?
  • Laddie

    Laddie

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。
  • TFBOYS之越深爱越怯懦

    TFBOYS之越深爱越怯懦

    凤吹动着他额前的发丝,在阳光里他像是一个最耀眼的发光体,白色的耳机随着车的颠簸缓缓的晃动着,他本是低着头看着书,却回过神来。那双黑且亮的眼睛在阳光下像是透明的,微转过脸,看着我拿下耳机开口“.........
  • 魔王令之天道山

    魔王令之天道山

    天道山已建派千年,在天地间可谓无与争锋,甚至强大到如诸侯国一般的存在。各方势力向它低头,向它谄媚,向它进贡,好不尊贵。可是一百年前的那场大战让天道山元气大伤,再不能以天下第一自居,这是何等的悲哀,一块天然璞玉就此陨落?振兴天道山的希望都在左长川的身上了,他本是一个普通的复读生……
  • 寂寞水瓶

    寂寞水瓶

    我把我,今生以及所能控制的今生以外的所有能量和情感,无一保留的化作对你的爱,全部倾注到我所能接触到你的年华里,即使消亡后,也让这爱情弥漫于空气中,大地上,永不散落......他才华横溢、能力出众,办事却心狠手辣、步步为营;他虽然在她身边时对她宠爱有加、无微不至,却在这个温情脉脉的面纱下藏着一个不为人知的双重人格,一个丑陋不堪的商界规则。。。本书向您叙述一段曲折离奇、斗智斗勇,是婚姻又不止婚姻的,真实的人生历程。。。
  • 欲盖弥彰

    欲盖弥彰

    某落魄京剧演员的逆袭人生。姜谨言失恋了,前男友和小三还整天在她眼前晃。姜谨言快失业了,前男友是上司这种糟心事真是一言难尽。难道这就是事业、爱情全面崩盘的节奏。还好她唱过京剧,练过武行,凭着这点手艺混混娱乐圈吧。咦?她只是个武术替身而已,不用搞这么大阵仗。某导演:老板娘,你别玩我好吗?
  • 绝色乐妃:冷血小姐太妖孽

    绝色乐妃:冷血小姐太妖孽

    她是从21世纪来的面瘫姐控,一不小心就穿越到了一个陌生的大陆。她的前世怎么可能是废物呢?她曰:当然不可能。他是为爱等待千年的神界之人。他曾曰过:我此生只爱你。一场穿越时空的千年之恋,将在这里逐一展开!
  • 凤临苍世

    凤临苍世

    青月国风吟泪,丑颜草包加白痴,爹爹不疼姥姥不爱,因为宫千亡的一句话自跳湖心而亡。再一次睁开双眼,替代的是一双睿智沉着平静的双眸,颠覆了往日的痴傻呆的模样。异世杀手女王,人称‘小诸葛’的她华丽归来,大放光彩。风氏第一招:此仇不报非女子,能报老娘劫全家。风氏第二招:趁你病要你命。风氏第三招:只要不是敌人全招揽自己这边。从此风吟泪走上了开挂路痴?No!其实风吟泪是一个路痴......【此文男女主身心健康,都十分强大】
  • 刁蛮校花的贴身武神

    刁蛮校花的贴身武神

    苏锦星见义勇为,却被赵婉柔撞飞,刁蛮的校花从此缠上了他,而他也从那次车祸之后开始蜕变,过目不忘,身手强悍,透视原石,隐身盗库,跻身商界,从此风生水起,并彻底得到校花的芳心……警花、女护士、女总裁、女杀手、女记者等也一一缠上了他,且看他如何艳煞旁人,又如何在都市中铸造传奇……
  • 福妻驾到

    福妻驾到

    现代饭店彪悍老板娘魂穿古代。不分是非的极品婆婆?三年未归生死不明的丈夫?心狠手辣的阴毒亲戚?贪婪而好色的地主老财?吃上顿没下顿的贫困宭境?不怕不怕,神仙相助,一技在手,天下我有!且看现代张悦娘,如何身带福气玩转古代,开面馆、收小弟、左纳财富,右傍美男,共绘幸福生活大好蓝图!!!!快本新书《天媒地聘》已经上架开始销售,只要3.99元即可将整本书抱回家,你还等什么哪,赶紧点击下面的直通车,享受乐乐精心为您准备的美食盛宴吧!)