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    • 關(guān)于熱能的物理科普小知識

      2022-12-31 綜合 86閱讀 投稿:夢太亂

      1.關(guān)于物理的熱知識

      熱其實是一種能量 內(nèi)能

      能量會自發(fā)的從高到低轉(zhuǎn)移

      溫度的高地可以體現(xiàn)能量的高地

      X溫度變化就是能量變化

      為什么會X溫度呢?

      其實一些公式溫度要乘以一個K(K為常數(shù))

      但為了方便計算之類的 這個C里面已經(jīng)包含了K

      這個人是穿衣服的~~~ 這個摩擦的熱會在高空中以熱輻射的形式散發(fā)到空氣中

      可以認為人穿了衣服所

      你想下美國的宇航飛機進入大氣層的時候,與空氣摩擦不是產(chǎn)生很高熱么,但飛行器內(nèi)還是保持正常溫度

      功的定義是力與力的方向上的有效距離的成績

      摩擦肯定會產(chǎn)生熱,鉆木取火

      設(shè)想下你的雙腳為一個質(zhì)點,你運動方向是向前,你的摩擦力也是為前

      功是大量粒子以有序的方式傳遞能量,熱是大量粒子以無序的方式傳遞能量…

      2.關(guān)于熱能的問題

      “熱能”究竟是什么?林飛達--------------------------------------------------------------------------------關(guān)于初中自然科學(xué)中的重要概念“熱能”的涵義,存在著兩種不同的看法:一種認為,熱能是物體內(nèi)大量分子無規(guī)則運動的動能和分子之間相互作用的勢能的總和,即內(nèi)能;另一種則認為,熱能只是物體內(nèi)大量分子無規(guī)則運動的動能。

      浙江省初中《自然科學(xué)》課本及相應(yīng)的《教學(xué)參考書》對這個問題也沒有明確的闡述。課本中《熱能》一節(jié)中指出:“物體內(nèi)大量分子做無規(guī)則運動具有的能叫熱能”。

      這里“熱能”既可以理解成分子動能和勢能和總和,即內(nèi)能,也可以理解成只是分子的動能。接著課本指出:“物體的溫度越高,熱能越大?!?/p>

      這里的“熱能”似乎只是指分子的動能,因為跟分子熱運動相聯(lián)系的是分子的動能。接著在“熱傳遞改變物體熱能”一段里又指出:“物體吸收熱量,熱能增大;物體放出熱量,熱能減小”。

      這個“熱能”則應(yīng)該理解成內(nèi)能,因為物體吸收或放出熱量時,溫度不一定改變,所以分子的動能也不一定改變,改變的是物體的內(nèi)能?!督虒W(xué)參考書》的《熱能和化學(xué)能》一章的“本章概述”中指出:“本章上承機械運動和機械能,下接電磁運動和電能,討論是物體的內(nèi)能,主要學(xué)習(xí)熱能和化學(xué)能”。

      顯然作者把“內(nèi)能”和“熱能”看作兩個不同的概念。接著在“參考資料”中說:“熱能有兩個含義:一是內(nèi)能;二是物體內(nèi)大量分子無規(guī)則運動的動能。

      在初中階段,要求不十分嚴格的情況下,編者未用內(nèi)能這個準確概念,而含糊地用熱能這個名詞,實際涵義指前者(內(nèi)能)”。這樣,由于對“熱能”的不同理解,會對同一個問題作出截然相反的回答。

      例如,晶體熔化時熱能是否改變?如果認為是前者,則晶體在熔化時要吸收熱量,轉(zhuǎn)化為物體的熱能,物體的熱能增大;如果認為是后者,晶體在熔化時溫度不變,分子的平均動能不變,則物體的熱能不變。對教學(xué)造成一定的混亂。

      那么,究竟應(yīng)該怎樣來理解“熱能”這個概念呢?下面是筆者的一些不成熟的看法,提出來和各同行們討論?!盁崮堋笔且环N通俗說法。

      通常把熱能看作是能量的一種形式,可以和機械能、電能、化學(xué)能等其它形式的能相互轉(zhuǎn)化。例如,物體克服摩擦力做功時,機械能轉(zhuǎn)化為熱能;氣體膨脹對外做功時,熱能轉(zhuǎn)化為機械能。

      在這些現(xiàn)象中,一般情況下物體的溫度和體積會同時改變,熱能應(yīng)包括分子無規(guī)則運動的動能和分子之間相互作用勢能的?!盁崮堋弊鳛橐粋€宏觀物理量,必須具有確定的值,并且可以用實驗進行測定,否則將是毫無意義的。

      而分子的動能是無法被單獨測定的,只有跟分子熱能一起測定,即可以進行測定的是物體的內(nèi)能。內(nèi)能的大小可由熱力學(xué)第一定律來確定:物體內(nèi)能的變化等于物體吸收的熱量和外界對物體所做的功之和。

      物體吸收的熱量和外界對物體所做的功都可以由實驗測定,有確定的值,因此內(nèi)能的變化也有確定的值,若選取物體的某個狀態(tài)的內(nèi)能為零,這樣任意狀態(tài)物體的內(nèi)能也就確定了。這樣定義的內(nèi)能才有明確的物理意義。

      而“物體的內(nèi)能就是分子的動能和分子的勢能總和”只是對內(nèi)能的微觀解釋,并不反映物體的內(nèi)能跟分子的動能和分子勢能之間的數(shù)量關(guān)系,宏觀上決不能把分子的動能或分子的勢能看作是一個獨立的物理量。因為分子的動能或分子勢能無法用實驗單獨測定,沒有確定的值。

      這一點“熱能”和“機械能”有明顯的區(qū)別,物體的機械能等于動能和勢能之和,反映了機械能跟動能和勢能之間的數(shù)量關(guān)系,物體的動能和勢能都可以單獨測定,是獨立的物理量,也可以看作是能量的形式。而分子的動能和勢能則不能。

      下面,我們從《自然科學(xué)》里《熱能》一節(jié)的教學(xué)內(nèi)容來分析一下“熱能”的涵義。這一節(jié)的教學(xué)內(nèi)容主要有兩點:1、熱能的概念。

      2、改變熱能的方法:做功和熱傳遞。不難看出,第2點實際上就是熱力學(xué)第一定律的雛形,熱力學(xué)第一定律是物質(zhì)運動的基本規(guī)律之一,是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的數(shù)學(xué)形式。

      不僅在物理學(xué),還在化學(xué),乃至在整個自然科學(xué)里面都有十分重要的意義。盡管在初中階段還不能定量地討論這一規(guī)律,但通過這一節(jié)的教學(xué)。

      可以讓學(xué)生了解熱力學(xué)第一定律的基本思想,應(yīng)用這些初步知識可以解決一些簡單的實際問題,并為今后的進一步學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ),這是十分必要的,是這一節(jié)內(nèi)容的重點。如果把熱能理解成僅僅是分子無規(guī)則運動的動能,那么做功和熱傳遞改變的僅僅是分子的動能,顯然違反了熱力學(xué)第一定律,是不科學(xué)的。

      綜上所述,筆者以為“熱能”應(yīng)該理解成分子無規(guī)則運動的動能和分子相互作用的勢能的總和,即把熱能看作是內(nèi)能的通俗說法。那么是不是應(yīng)該用科學(xué)概念“內(nèi)能”來代替不嚴格的說法“熱能”呢?目前,許多初中物理教材已用“內(nèi)能”代替了原來的“熱能”。

      筆者認為,這也是不合適的。因為在初中階段,沒有學(xué)習(xí)分子的勢能,也就無法理解內(nèi)能的真正涵義,而采用“內(nèi)能”這一名詞,無疑會大大增加理解的難度,而對學(xué)習(xí)熱力學(xué)初步知識,即教材中改變熱能的方法沒有絲毫的好處,因此是不足取的。

      筆者以為,在初中階段,還是應(yīng)采用“熱能”這個通俗說法,具體的教。

      3.寫一篇關(guān)于物理的科普短文

      在水云中,云滴都是小水滴。它們主要是靠繼續(xù)凝結(jié)和互相碰撞并合而增大的。因此,在水云里,云滴要增大到雨滴的大小,首先需要云很厚,云滴濃密,含水量多,這樣,它才能繼續(xù)凝結(jié)增長;其次,在水云內(nèi)還需要存在較強的垂直運動,這樣才能增加多次碰撞并合的機會。而在比較薄的和比較穩(wěn)定的水云中,云滴沒有足夠的凝結(jié)和并合增長的機會,只能引起多云、陰天,不大會下雨。

      云的形成主要是由水汽凝結(jié)造成的。

      在各種不同的云內(nèi),其云滴大小的分布是各不相同的,造成云滴大小不均的原因就是周圍空氣中水汽的轉(zhuǎn)移以及云滴的蒸發(fā)。使云滴增長的因素是凝結(jié)過程和碰撞并和過程,在只有凝結(jié)作用的情況下,云滴的大小是均勻的,但由于水汽的補充,使某些云滴有所增長,再加上并和作用的結(jié)果,就使較大的云滴繼續(xù)增長變大成為雨滴。雨滴受地心引力的作用而下降,當(dāng)有上升氣流時,就會有一個向上的力加在雨滴上,使其下降的速度變慢,并且一些小雨滴還可能被帶上去。只有當(dāng)雨滴增大到一定的程度時,才能下降到地面,形成降雨。

      另一方面,江河湖海的水面,以及土壤和動、植物的水分,隨時蒸發(fā)到空中變成水汽。水汽進入大氣后,成云致雨,或凝聚為霜露,然后又返回地面,滲入土壤或流入江河湖海。以后又再蒸發(fā)(升華),再凝結(jié)(凝華)下降。

      凡是在有利于空氣低層冷卻的地區(qū),如果水汽充分,風(fēng)力微和,大氣層結(jié)穩(wěn)定,并有大量的凝結(jié)核存在,便最容易生成霧。若露點高于0攝氏度,水蒸氣可在地面物體的表面上凝結(jié)成小水滴,這就是露。

      4.【關(guān)于能量的科學(xué)小故事】

      勢能與動能牛頓一人在家中的果園中,由于邊走路邊思考問題,無意間撞到園中的蘋果樹,這時一個蘋果正好砸在牛頓的頭上.牛頓突然從問題中醒悟過來,撿起了蘋果,這時他又陷入一個問題:為什么蘋果會落到地上,而不是飄上天空.最終牛頓提出一個最簡單的現(xiàn)象產(chǎn)生的舉世定律:萬有引力.熱能與動能 瓦特是一個智慧非凡的孩子,他勤奮好學(xué),勇于探索,對發(fā)明創(chuàng)造最感興趣.有一天父親的朋友前來做客,正好看到小瓦特坐在爐子旁邊發(fā)呆,手里拿著筆和紙,地上有許多畫過的圖.他好心地說:“小瓦特應(yīng)該上學(xué)了,別光在家用玩耍來打發(fā)寶貴的時光了.”父親莞爾一笑,說:“謝謝你,我的朋友.不過,你還是看看我的兒子在玩什么吧……”原來,小瓦特在設(shè)計各種各樣的玩具,還畫了許多圖樣,這年小瓦特才剛好 6 歲整,客人吃驚地說:“這孩子真了不起!” 又有一次,家里人全出去了,只留下瓦特一個看門.他呆呆地看著爐子上燒水的茶壺.水快燒開了,壺蓋被蒸汽頂起來,一上一下地掀動著……他想:這蒸汽的力量好大啊.如果能制造一個更大的爐子,再用大鍋爐燒開水,那產(chǎn)生的水蒸汽肯定會比這個大幾十倍、幾百倍.用它來做各種機械的動力,不是可以代替許多人力嗎?這就是后來人們傳說中的“瓦特發(fā)明蒸汽機”的故事.小瓦特是這樣設(shè)想過,只不過真正試制蒸汽機,卻是后來的事情動能與電能法拉第電磁感應(yīng)定律:因磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象,閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場里做切割磁感線的運動時,導(dǎo)體中就會產(chǎn)生電流,這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象.由于這個現(xiàn)象是法拉第發(fā)現(xiàn)的,又稱法拉第電磁感應(yīng)定律.電磁感應(yīng)現(xiàn)象是電磁學(xué)中最重大的發(fā)現(xiàn)之一,它顯示了電、磁現(xiàn)象之間的相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)化,對其本質(zhì)的深入研究所揭示的電、磁場之間的聯(lián)系,對麥克斯韋電磁場理論的建立具有重大意義.電磁感應(yīng)現(xiàn)象在電工技術(shù)、電子技術(shù)以及電磁測量等方面都有廣泛的應(yīng)用.能量守恒定律實驗:兩個瓶子 現(xiàn)在把兩只瓶子放在木板上,在同一起始高度讓二者同時向下滾動.理論上說,兩只瓶子的重量相同,又在同一塊木板上下滑,那么兩只瓶子受到的外部摩擦阻力應(yīng)該是一樣的,又因為二者從同一高度同時下滑,那么兩只瓶子應(yīng)該同時到達桌面.但實際上你會發(fā)現(xiàn),裝水的瓶子將比裝沙子的瓶子提前到達終點.為什么會這樣呢? 實際上瓶子在起始位置上時具有的能量就是勢能,當(dāng)它開始下滑時勢能會轉(zhuǎn)化成動能及摩擦產(chǎn)生的熱能,雖然兩只瓶子與木板的摩擦是一樣的,但沙子對瓶子內(nèi)壁的摩擦比水對瓶子內(nèi)壁的摩擦要大得多,而且沙子之間還會有摩擦,這些摩擦產(chǎn)生的熱能比裝水的瓶子內(nèi)部摩擦的熱能要大,根據(jù)能量守恒定律,裝沙子的瓶子動能自然就少了,因此它的下滑速度比裝水的瓶子要慢.化學(xué):能量的轉(zhuǎn)換如熱能和光能的轉(zhuǎn)換等等吧希望可以幫到你~~。

      5.需要一篇熱能科普文,謝謝

      學(xué)第一定律是能量守恒和轉(zhuǎn)化定律,它否認了能量的無中生有,所以不需要動力 和燃料就能做功的第一類永動機就成了天方夜譚式的設(shè)想。

      之后,人們開始考慮 熱能轉(zhuǎn)化為功的效率問題,有人設(shè)計這樣一種機械,它可以從一個熱源(比如海 洋、大氣層———記者注)無限地取熱從而做功,即第二類永動機。 在一些初中物理輔導(dǎo)教材里,我們可以找到更簡單明了的說法:第二類永動 機的想法并不違背能量守恒定律,但是違背了熱力學(xué)第二定律。

      克勞修斯于1850年總結(jié)出的熱力學(xué)第二定律指出:沒有某種動力的消耗或其 他變化,不可能使熱從低溫轉(zhuǎn)移到高溫。次年,開爾文提出了熱力學(xué)第二定律的 另一種表述方式,不可能從單一熱源吸取熱量,使之完全變成有用功而不產(chǎn)生其 他影響。

      開爾文的表述更直接指出了第二類永動機的不可能性。 那么,徐業(yè)林的“無偏二極管”是不是第二類永動機呢?徐業(yè)林對記者說, 某報對“無偏二極管”的報道沒有任何不完整和曲解,“在不需要外加電能、化 學(xué)能、太陽能等能量的條件下,只要環(huán)境溫度高于-273℃,該器件就能奇跡般 地輸出電流”。

      中科院物理所兩位研究員看完徐業(yè)林的論文和實驗樣品后,一致 認為徐是在制造“永動機”神話,這與何祚庥、方舟子的觀點不謀而合。出于負 責(zé)的態(tài)度,他們留下了徐業(yè)林論文的復(fù)印件,并轉(zhuǎn)交給該所一個博士生研究小組 進行討論。

      記者專程參觀了徐業(yè)林的實驗室,并對他進行了訪問。徐業(yè)林現(xiàn)年67歲, 1962年畢業(yè)于蘭州大學(xué)現(xiàn)代物理系原子核物理專業(yè),后至中科院生物物理所工作, 1994年被評為研究員。

      有人從中國維普全文數(shù)據(jù)庫中搜索徐業(yè)林從1989年到2004 年發(fā)表的論文,只有一篇,就是這次引起爭論的《無偏二極管的實驗與分析》(發(fā)表于《導(dǎo)彈與航天運載技術(shù)》雜志2000年第三期)。 徐稱,早在上世紀80年代就開始了這項研究,曾在《潛科學(xué)》雜志發(fā)表有關(guān) 論文。

      自1996年起,他多次將有關(guān)結(jié)果上報中央,因為他認為這一發(fā)現(xiàn)有重大意 義。據(jù)徐說,有關(guān)部門曾將他的研究轉(zhuǎn)交中科院物理所鑒定,物理所的結(jié)論是 “永動機”、“沒有價值”。

      除了曾得到生物物理所所長基金1.5萬元的資助外, 作者: 國軍第四野戰(zhàn)軍 2006-1-28 19:32 回復(fù)此發(fā)言 --------------------------------------------------------------------------------2 【轉(zhuǎn)貼】科學(xué)調(diào)查:“永動機”永不休? 這項研究沒有得到徐業(yè)林所在單位其他任何資金和設(shè)備資助。所有實驗經(jīng)費,是 他“出售自己十余項小發(fā)明所得”,而實驗室價值百萬元的設(shè)備,是“被感動的 企業(yè)家捐贈”的。

      徐業(yè)林回憶,他一生曾有另外兩大發(fā)明,但全被別人認為是“偽科學(xué)”。一 是改造收音機電路,僅使用一節(jié)電池(當(dāng)時通常需要4節(jié)),可節(jié)電80%,他自 稱這一發(fā)明后來在爭議中被評為國家發(fā)明四等獎。

      另一個是發(fā)明了一種光學(xué)治療 儀,可以“把腫瘤照沒了”。但他沒能證實這種治療儀能治療癌癥,僅做過68例 臨床實驗。

      后來,有公司生產(chǎn)這種治療儀用于治療婦科病,該公司現(xiàn)已倒閉。 徐業(yè)林向記者出示了4國專利證書復(fù)印件,并稱原件在中科院生物物理所科 技處。

      當(dāng)記者向科技處咨詢時,該處拒絕透露任何關(guān)于徐業(yè)林和專利的信息。記 者在發(fā)表此文前3周內(nèi),多次聯(lián)系采訪該所所長,沒得到任何回復(fù)。

      與此同時,對徐業(yè)林和永動機的批評越來越多。 中國科協(xié)常委、中國發(fā)明協(xié)會名譽副理事長、北京機械工業(yè)自動化研究所研 究員張開遜認為,徐所說的半導(dǎo)體發(fā)電裝置實際上是兩個反向串聯(lián)的金屬半導(dǎo)體 結(jié),在沒有溫差的情況下,是不可能發(fā)出電的。

      中科院物理所的研究小組部分研究生討論后表示,不認同徐在分析無偏二極 管的原理時提出的猜想、解釋以及推論。徐認為是小坑中的強電場導(dǎo)致電子定向 運動,而這不符合現(xiàn)有物理規(guī)律,這種定向運動即使存在,也是一次性的瞬態(tài)過 程,不會持續(xù)自發(fā)存在,所以不能作為能量的來源。

      再有,單從沒有光照,排除 了光生電壓的效應(yīng),也不能排除在半導(dǎo)體與金屬的接觸面上物質(zhì)互擴散等各種機 制所可能導(dǎo)致的能量轉(zhuǎn)化過程(其中當(dāng)然可以出現(xiàn)吸熱的效應(yīng)),所以單從吸熱 和輸出電壓就得出器件從環(huán)境吸熱而發(fā)電的結(jié)論是不對的。至于“如果能將坑的 直徑縮小到現(xiàn)在的1%,輸出的電流就有可能帶動家用小型汽車”就更不成立, 因為電流大小與坑直徑大小的關(guān)系還不清楚。

      大連醫(yī)科大學(xué)中心實驗室陳海波通過自己平時實驗的經(jīng)驗指出,徐業(yè)林所測 到的能量或許不是來自熱,而是來自空中的各種頻率的電磁波。它產(chǎn)生的電流雖 然很小,但與徐業(yè)林的實驗數(shù)據(jù)相比卻不小,也是毫安量級的。

      至于徐業(yè)林所說的“國外也有科學(xué)家對小坑電場現(xiàn)象進行了定量計算與實際 測量,證明小坑內(nèi)確實存在電場”的說法,只是他從一位國外回來的人那里聽說, 并沒有看過有關(guān)材料,也不知道發(fā)表在什么雜志上。 在這場辯論中,還有一個不能忽視的問題:4國專利。

      徐業(yè)林認為,獲得專 利足以證明他的實驗結(jié)果正確。方舟子則說,有專利知識的人都知道,獲得專利 并不等于成果就是真實可信的。

      美國專利局雖然有規(guī)定不批準永動機的專利,但 是經(jīng)常有不那么明顯的永動機設(shè)計能夠瞞過審核員獲得專利,例。

      6.關(guān)于能量的科學(xué)小故事

      幾百倍。

      有一天父親的朋友前來做客,正好看到小瓦特坐在爐子旁邊發(fā)呆,手里拿著筆和紙,地上有許多畫過的圖。他好心地說:“小瓦特應(yīng)該上學(xué)了,別光在家用玩耍來打發(fā)寶貴的時光了。

      用它來做各種機械的動力:“謝謝你,我的朋友,又因為二者從同一高度同時下滑,那么兩只瓶子應(yīng)該同時到達桌面,那產(chǎn)生的水蒸汽肯定會比這個大幾十倍,對發(fā)明創(chuàng)造最感興趣:萬有引力。熱能與動能 瓦特是一個智慧非凡的孩子,他勤奮好學(xué),勇于探索,撿起了蘋果,裝沙子的瓶子動能自然就少了,由于邊走路邊思考問題,無意間撞到園中的蘋果樹,這時一個蘋果正好砸在牛頓的頭上。

      牛頓突然從問題中醒悟過來。小瓦特是這樣設(shè)想過:這蒸汽的力量好大啊。

      不過,你還是看看我的兒子在玩什么吧……”原來,小瓦特在設(shè)計各種各樣的玩具,還畫了許多圖樣,這年小瓦特才剛好 6 歲整,客人吃驚地說,這些摩擦產(chǎn)生的熱能比裝水的瓶子內(nèi)部摩擦的熱能要大,根據(jù)能量守恒定律,而且沙子之間還會有摩擦,說,那么兩只瓶子受到的外部摩擦阻力應(yīng)該是一樣的,壺蓋被蒸汽頂起來,一上一下地掀動著……他想,但沙子對瓶子內(nèi)壁的摩擦比水對瓶子內(nèi)壁的摩擦要大得多,不是可以代替許多人力嗎,閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場里做切割磁感線的運動時,導(dǎo)體中就會產(chǎn)生電流,這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象。由于這個現(xiàn)象是法拉第發(fā)現(xiàn)的,又稱法拉第電磁感應(yīng)定律。

      電磁感應(yīng)現(xiàn)象是電磁學(xué)中最重大的發(fā)現(xiàn)之一,它顯示了電、磁現(xiàn)象之間的相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)化,對其本質(zhì)的深入研究所揭示的電,因此它的下滑速度比裝水的瓶子要慢。化學(xué)。

      水快燒開了。理論上說,兩只瓶子的重量相同,又在同一塊木板上下滑勢能與動能牛頓一人在家中的果園中?這就是后來人們傳說中的“瓦特發(fā)明蒸汽機”的故事、電子技術(shù)以及電磁測量等方面都有廣泛的應(yīng)用。

      能量守恒定律實驗:兩個瓶子 現(xiàn)在把兩只瓶子放在木板上,在同一起始高度讓二者同時向下滾動、磁場之間的聯(lián)系。電磁感應(yīng)現(xiàn)象在電工技術(shù),而不是飄上天空,對麥克斯韋電磁場理論的建立具有重大意義,這時他又陷入一個問題:為什么蘋果會落到地上,只不過真正試制蒸汽機,卻是后來的事情動能與電能法拉第電磁感應(yīng)定律:因磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象。

      如果能制造一個更大的爐子,再用大鍋爐燒開水:“這孩子真了不起!” 又有一次,家里人全出去了,只留下瓦特一個看門。他呆呆地看著爐子上燒水的茶壺?!?/p>

      父親莞爾一笑。最終牛頓提出一個最簡單的現(xiàn)象產(chǎn)生的舉世定律。

      但實際上你會發(fā)現(xiàn),裝水的瓶子將比裝沙子的瓶子提前到達終點。為什么會這樣呢? 實際上瓶子在起始位置上時具有的能量就是勢能,當(dāng)它開始下滑時勢能會轉(zhuǎn)化成動能及摩擦產(chǎn)生的熱能,雖然兩只瓶子與木板的摩擦是一樣的。

      7.急

      常聽人們有這種說法:觸電時人被電吸住了,抽不開。

      實際上這個說法是錯誤的。我們知道,不論是否存在電流, 在一般情況正導(dǎo)線中、電器中的正、負電荷的電量是相等的, 對外的靜電作用是相互抵消。 即使局部地方偶爾出現(xiàn)少許正、負電荷但不相等,其靜電引力也是微不足道的。如若不然,就會出現(xiàn)下列奇特現(xiàn)象:用手去移動臺燈引線,即使不 被吸"住",至少也會明顯感到這種"吸"力,照明電線,特別是高壓裸線,會"吸住"大量塵土從而形成粗長的的塵土柱。事實上,這些現(xiàn)象都沒出現(xiàn)。

      但是問題出現(xiàn)了,人手觸電時,為什么有時不把手抽回來?難道不想抽回來? 顯然是被吸住了抽不回來。對這一提問可用電流的生理效應(yīng)來解釋。

      人手觸電時,由于電流的刺激,手會由痙攣到麻痹。即使發(fā)出抽回手的指令, 無奈手已無法執(zhí)行這一指令了。調(diào)查表明,絕大多數(shù)觸電死亡者, 都是手的掌心或手指與掌心的同側(cè)部位觸電。剛觸電時,手因條件反射而彎曲,而彎曲的方向恰使手不自覺地握住了導(dǎo)線。 這樣,加長了觸電時間,手很快地痙攣以致麻痹。 這時即使想到應(yīng)松開手指、抽回手臂,已不可能,形似被"吸住"了。如若觸電時間再長一點,人的中樞神經(jīng)都已麻痹,此時更不會抽手了。這些過程都是在較短的時間內(nèi)發(fā)生的。

      如手的背面觸電,對一般的民用電,則不容易導(dǎo)致死亡, 有經(jīng)驗的電工為了判斷用電器是否漏電而手邊又無線電筆, 有時就用食指指甲一面去輕觸用電器外殼。 若漏電,則食指將因條件反向而彎曲,彎曲的方向又恰是脫離用電器的方向。這樣 ,觸電時間很短,不致有危險。當(dāng)然,電壓很高,這樣作也會發(fā)生危險。【人是被電吸住了嗎】電磁灶是一種無火的爐灶。接通電源后,灶臺上的鍋很快就熱。

      炒萊時,用手觸摸灶臺卻感覺不到熱。即使在炒菜的鍋底墊下插入一張白紙,也不會燃燒。那么,這種爐灶靠什么燒飯做菜呢?

      原來,電磁灶的臺面下布滿了金屬導(dǎo)線纏繞的線圈。當(dāng)通上高頻的交流電時,在臺板與鐵質(zhì)鍋底之間產(chǎn)生強大的交變磁場;磁感線穿過鍋體,通過鍋體的磁通量不斷發(fā)生變化,在鍋底產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,使鍋底產(chǎn)生感應(yīng)電流。這些感應(yīng)電流的流線呈閉合的渦旋狀,稱為渦流。當(dāng)渦流受材料電阻的阻礙時,就發(fā)出大量的高熱,將飯菜煮熟。

      電磁灶產(chǎn)生的交變磁場還會使金屬鍋的分子進行不停歇的運動,造成分子間摩擦生熱。渦流熱和分子運動的熱都是直接發(fā)生在鍋本身的,基本上沒有能量傳遞的損耗,所以電磁灶的熱效率可高達80%,約比煤氣灶高出一倍;而且有加熱均勻,烹調(diào)迅速,節(jié)省電力等優(yōu)點。

      電磁灶的加熱是使鍋壁直接感應(yīng)發(fā)熱,所以鍋的材料必須是像鐵這樣的磁性體,一般不能使用玻璃、陶瓷、鋁、銅制的鍋。但是,可以在鋁、銅鍋底部包覆一層鐵,實現(xiàn)電磁感應(yīng)加熱。在玻璃鍋底部刷上一層薄的銀涂料,再用一層不導(dǎo)電的玻璃涂層保護,也可起到鐵鍋底的作用。

      電磁灶煮、蒸、燉、炒、煎、炸、涮樣樣能干。在采用不同烹調(diào)方法時,只要調(diào)整流過線圈電流的大小,就可以將溫度調(diào)高調(diào)低。

      使用電磁灶時,在直徑3 m的范圍內(nèi)不要放置電視機、收音機和錄像機,以防輻射?!緹o火爐灶--電磁灶】

      8.關(guān)于熱能的問題

      “熱能”究竟是什么?林飛達--------------------------------------------------------------------------------關(guān)于初中自然科學(xué)中的重要概念“熱能”的涵義,存在著兩種不同的看法:一種認為,熱能是物體內(nèi)大量分子無規(guī)則運動的動能和分子之間相互作用的勢能的總和,即內(nèi)能;另一種則認為,熱能只是物體內(nèi)大量分子無規(guī)則運動的動能。

      浙江省初中《自然科學(xué)》課本及相應(yīng)的《教學(xué)參考書》對這個問題也沒有明確的闡述。課本中《熱能》一節(jié)中指出:“物體內(nèi)大量分子做無規(guī)則運動具有的能叫熱能”。

      這里“熱能”既可以理解成分子動能和勢能和總和,即內(nèi)能,也可以理解成只是分子的動能。接著課本指出:“物體的溫度越高,熱能越大。”

      這里的“熱能”似乎只是指分子的動能,因為跟分子熱運動相聯(lián)系的是分子的動能。接著在“熱傳遞改變物體熱能”一段里又指出:“物體吸收熱量,熱能增大;物體放出熱量,熱能減小”。

      這個“熱能”則應(yīng)該理解成內(nèi)能,因為物體吸收或放出熱量時,溫度不一定改變,所以分子的動能也不一定改變,改變的是物體的內(nèi)能?!督虒W(xué)參考書》的《熱能和化學(xué)能》一章的“本章概述”中指出:“本章上承機械運動和機械能,下接電磁運動和電能,討論是物體的內(nèi)能,主要學(xué)習(xí)熱能和化學(xué)能”。

      顯然作者把“內(nèi)能”和“熱能”看作兩個不同的概念。接著在“參考資料”中說:“熱能有兩個含義:一是內(nèi)能;二是物體內(nèi)大量分子無規(guī)則運動的動能。

      在初中階段,要求不十分嚴格的情況下,編者未用內(nèi)能這個準確概念,而含糊地用熱能這個名詞,實際涵義指前者(內(nèi)能)”。這樣,由于對“熱能”的不同理解,會對同一個問題作出截然相反的回答。

      例如,晶體熔化時熱能是否改變?如果認為是前者,則晶體在熔化時要吸收熱量,轉(zhuǎn)化為物體的熱能,物體的熱能增大;如果認為是后者,晶體在熔化時溫度不變,分子的平均動能不變,則物體的熱能不變。對教學(xué)造成一定的混亂。

      那么,究竟應(yīng)該怎樣來理解“熱能”這個概念呢?下面是筆者的一些不成熟的看法,提出來和各同行們討論?!盁崮堋笔且环N通俗說法。

      通常把熱能看作是能量的一種形式,可以和機械能、電能、化學(xué)能等其它形式的能相互轉(zhuǎn)化。例如,物體克服摩擦力做功時,機械能轉(zhuǎn)化為熱能;氣體膨脹對外做功時,熱能轉(zhuǎn)化為機械能。

      在這些現(xiàn)象中,一般情況下物體的溫度和體積會同時改變,熱能應(yīng)包括分子無規(guī)則運動的動能和分子之間相互作用勢能的?!盁崮堋弊鳛橐粋€宏觀物理量,必須具有確定的值,并且可以用實驗進行測定,否則將是毫無意義的。

      而分子的動能是無法被單獨測定的,只有跟分子熱能一起測定,即可以進行測定的是物體的內(nèi)能。內(nèi)能的大小可由熱力學(xué)第一定律來確定:物體內(nèi)能的變化等于物體吸收的熱量和外界對物體所做的功之和。

      物體吸收的熱量和外界對物體所做的功都可以由實驗測定,有確定的值,因此內(nèi)能的變化也有確定的值,若選取物體的某個狀態(tài)的內(nèi)能為零,這樣任意狀態(tài)物體的內(nèi)能也就確定了。這樣定義的內(nèi)能才有明確的物理意義。

      而“物體的內(nèi)能就是分子的動能和分子的勢能總和”只是對內(nèi)能的微觀解釋,并不反映物體的內(nèi)能跟分子的動能和分子勢能之間的數(shù)量關(guān)系,宏觀上決不能把分子的動能或分子的勢能看作是一個獨立的物理量。因為分子的動能或分子勢能無法用實驗單獨測定,沒有確定的值。

      這一點“熱能”和“機械能”有明顯的區(qū)別,物體的機械能等于動能和勢能之和,反映了機械能跟動能和勢能之間的數(shù)量關(guān)系,物體的動能和勢能都可以單獨測定,是獨立的物理量,也可以看作是能量的形式。而分子的動能和勢能則不能。

      下面,我們從《自然科學(xué)》里《熱能》一節(jié)的教學(xué)內(nèi)容來分析一下“熱能”的涵義。這一節(jié)的教學(xué)內(nèi)容主要有兩點:1、熱能的概念。

      2、改變熱能的方法:做功和熱傳遞。不難看出,第2點實際上就是熱力學(xué)第一定律的雛形,熱力學(xué)第一定律是物質(zhì)運動的基本規(guī)律之一,是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的數(shù)學(xué)形式。

      不僅在物理學(xué),還在化學(xué),乃至在整個自然科學(xué)里面都有十分重要的意義。盡管在初中階段還不能定量地討論這一規(guī)律,但通過這一節(jié)的教學(xué)。

      可以讓學(xué)生了解熱力學(xué)第一定律的基本思想,應(yīng)用這些初步知識可以解決一些簡單的實際問題,并為今后的進一步學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ),這是十分必要的,是這一節(jié)內(nèi)容的重點。如果把熱能理解成僅僅是分子無規(guī)則運動的動能,那么做功和熱傳遞改變的僅僅是分子的動能,顯然違反了熱力學(xué)第一定律,是不科學(xué)的。

      綜上所述,筆者以為“熱能”應(yīng)該理解成分子無規(guī)則運動的動能和分子相互作用的勢能的總和,即把熱能看作是內(nèi)能的通俗說法。那么是不是應(yīng)該用科學(xué)概念“內(nèi)能”來代替不嚴格的說法“熱能”呢?目前,許多初中物理教材已用“內(nèi)能”代替了原來的“熱能”。

      筆者認為,這也是不合適的。因為在初中階段,沒有學(xué)習(xí)分子的勢能,也就無法理解內(nèi)能的真正涵義,而采用“內(nèi)能”這一名詞,無疑會大大增加理解的難度,而對學(xué)習(xí)熱力學(xué)初步知識,即教材中改變熱能的方法沒有絲毫的好處,因此是不足取的。

      筆者以為,在初中階段,還是應(yīng)采用“熱能”這個通俗說法,具體的教。

      9.有關(guān)于物理的10個科學(xué)小制作

      一、車超重報警器

      工作原理:

      利用重力能使彈簧變型的原理,讓重力使彈性電鍵接通從而啟動報警器。

      制作材料:

      音樂集成電路一塊,導(dǎo)線若干,喇叭一只,電池若干,電鍵一只,硬紙板,小膠輪四只,膠水紙等。

      制作方法:

      1、組裝好報警器;

      2、制作好汽車模型;

      3、把組裝好的報警器隱藏在汽車模型里;

      4、用導(dǎo)線連接好報警器與電鍵即成。

      二、自動給水器

      一、工作原理

      利用大氣壓自動控制出水量從而達到自動給水的目的。

      二、制作方法

      材料準備:

      1000ml可樂瓶一個,礦泉水瓶一個,直徑0.5厘米的塑料管40厘米。

      組裝步驟:

      1、在礦泉水瓶蓋處鉆2個直徑0.5厘米的孔。

      2、把塑料管截成長30厘米作定位水管、10厘米的為供水水管,分別插入,其中一條長的插至瓶底,另一條至瓶口。

      3、把可樂瓶取其底部10厘米出裁下作接水盆,在接水盆上、下各鉆一個直徑0.5厘米的孔。

      4、給水管插入下孔,定位水管插入下孔。

      5、用鐵線把供水瓶和接水盆連接固定即成。

      三、聲、光嬰兒報尿器

      一、工作原理:

      利用電子觸摸片的感應(yīng)性能來控制音樂集成塊和指示燈,從而產(chǎn)生聲、光報尿的功效。

      二、制作方法:

      材料準備:

      電池2對、音樂集成塊、電子觸摸片、指示燈、電線若干、方形紙盒一個、模擬小尿片一塊等。

      制作步驟:

      1、制作一個電路。

      2、制作一模擬小尿片。

      3、把電子觸摸片放入模擬小尿片中。

      四、能抓住氣球的杯子

      材料:

      氣球1~2個、塑料杯1~2個、暖水瓶1個、熱水少許

      制作步驟:

      1、對氣球吹氣并且綁好。

      2、將熱水(約70℃)倒入杯中約多半杯。

      3、熱水在杯中停留20秒后,把水倒出來。

      4、立即將杯口緊密地倒扣在氣球上。

      5 、輕輕把杯子連同氣球一塊提起。

      五、瓶子癟了

      材料:

      水杯2個、溫開水1杯、礦泉水瓶1個

      制作步驟:

      1、將溫開水到入瓶子,用手摸摸瓶子,是否感覺到熱。

      2、把瓶子中的溫開水再倒出來,并迅速蓋緊瓶子蓋。

      3、觀察瓶子慢慢的癟了。

      工作原理:

      1、加熱瓶子里的空氣,使它壓力降低。

      2、由于瓶子外的空氣比瓶子內(nèi)的空氣壓力大,所以把瓶子壓癟了。

      關(guān)于熱能的物理科普小知識

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