2013011王加祥热学第7周气体输运.pptVIP

Rumford’s cannon-drilling apparatus 关于热本质的两种学说： 热动说： 认为热是一种运动，物体因粒子的剧烈运动而发热。支持者比如培根、玻意耳、笛卡尔 、胡克、牛顿等等。 热学经典实验：焦耳热功当量试验 1卡＝4.18焦耳 量热学的单位 热量的单位： 卡 (Cal) 在标准大气压下，使1克纯水的温度每升高一度所需热量。 热容量：某物质升高或降低1K时所吸收或放出的热量。用C表示。单位： Cal/K 比热(比热容）：单位质量的热容量。单位：Cal/(K.Kg) 潜热：相变过程中所放出或吸收的热量。Cal/Kg 热量的单位： 焦耳(J) 1Cal=4.18J 热容量：某物质升高或降低1K时所吸收或放出的热量。用C表示。单位： J/K 比热(比热容）：单位质量的热容量。单位： J/(K.Kg) 潜热：相变过程中所放出或吸收的热量。 单位：J/Kg 从能量守恒到热力学第一定律 自然界一切物体都具有能量，能量有各种不同形式，它能从一种形式转化为另一种形式，从一个物体传递给另一个物体，在转化和传递中能量的数量不变。 能量守恒与转换定律 能量守恒和转化定律是自然界基本规律，恩格斯曾将它和进化论、细胞学说并列为19世纪的三大发现 能量的转化和守恒定律另外两种表述 经验表述：永动机不能造成（第一类永动机） 解析表述：热力学第一定律 经验表述：永动机不能造成（第一类永动机） 永动机是指不消耗能量而能永远对外做功的机器 永动机的想法起源于印度，公元1200年前后，这种思想从印度传到了伊斯兰教世界，并从这里传到了西方。 在欧洲，早期最著名的一个永动机设计方案是十三世纪时一个叫亨内考的法国人提出来的。如图所示：轮子中央有一个转动轴，轮子边缘安装着12个可活动的短杆，每个短杆的一端装有一个铁球。 亨内考的 “魔轮” 到了十五世纪，达·芬奇（Leonard·do·Vinci 1452～1519），也投入了永动机的研究工作。他曾设计过一台非常巧妙的水动机，但造出来后它并没永动下去。 达·芬奇的“永动机” 1475年， 达·芬奇认真总结了历史上的和自己的失败教训，得出了一个重要结论：“永动机是不可能造成的。” 16世纪70年代，意大利的一位机械师斯特尔又提出了一个永动机的设计方案。他在设计时认为，由上面水槽流出的水，冲击水轮转动，水轮在带动水磨转动的同时，通过一组齿轮带动螺旋汲水器，把蓄水池里的水重新提升到上面的水槽中。他想，整个装置可以这样不停地运转下去，并有效地对外做功。 流水落差“永动机” 一连串的球，绕在上下两个轮子上，可以像链条那样转动。右边的一些球放在一个盛满水的容器里。设计者认为，右边如果没有那个盛水的容器，左右两边的球数相等，链条是会平衡的。但是，现在右边这些球浸在水里，受到了水的浮力，就会被水推着向上移动，也就带动整串球绕上下两个轮子转动。上面有一个球露出水面。下面就有一个球穿过容器底，补充进来。 浮力“永动机” 1775年，巴黎科学院不得不宣布：不再受理关于永动机的发明。 永动机不可能的本质原因是什么？ 至19世纪，“能量的转比和守恒定律”的提出的条件基本具备。 1）对热的本质的正确认识。 2）对物质运动的各种形式之间的转化的发现。 3）相应的科学思想。 1）对热的本质的正确认识。 1798年，伦福特（C. Rumford 1753～1814）向英国皇家学会提交了由炮筒实验得出的热的运动说的实验报告。 1800年，戴维（D.H.Davy 1778～1829）用真空中摩擦冰块使之溶化的实验支持了伦福特的报告 1801年，托马斯·杨（ThomasYoung 1773～1829）在《论光和色的理论》中，称光和热有相同的性质，强调了热是一种运动。从此，热的运动说开始逐步取代热质说。 1800年伏打电堆 1801年关于紫外线的化学作用的发现 1820年奥斯特发现电流的磁效应 1821年德国物理学家塞贝克实现了温差电 1831年法拉第电磁感应定律 1834年，法国的帕尔帖温差电的逆效应 2）对物质运动的各种形式之间的转化的发现。 【电和化学】 【光和化学】 【电和磁】 【电和热】 【电和磁】 【电和热】 1839年用光照金属极板改变电池的电动势的发现 1840年焦耳发现电流的热效应 1840年-1979年，焦耳浆叶搅拌水产生热 1840年黑斯提出化学反应中释放总热量恒定 1845年发现光的偏振面的磁致偏转现象 【光和电】 【电和热】 【热和机械能】 【热和化学】 【光和磁】 德国的迈尔 1840年，年仅26岁的迈尔在一艘驶往爪哇的船上作随船医生，他在给生病的船员放血时， 发现病人的静脉血比在欧洲时的颜色要红些，由此引起他的沉思。他想到热带地区人的静脉血所