?【閱前提示】本篇出自『數(shù)理化自學(xué)叢書(shū)6677版』，此版叢書(shū)是“數(shù)理化自學(xué)叢書(shū)編委會(huì)”于1963-1966年陸續(xù)出版，并于1977年正式再版的基礎(chǔ)自學(xué)教材，本系列叢書(shū)共包含17本，層次大致相當(dāng)于如今的初高中水平，其最大特點(diǎn)就是可用于“自學(xué)”。當(dāng)然由于本書(shū)是大半個(gè)世紀(jì)前的教材，很多概念已經(jīng)與如今迥異，因此不建議零基礎(chǔ)學(xué)生直接拿來(lái)自學(xué)。不過(guò)這套叢書(shū)卻很適合像我這樣已接受過(guò)基礎(chǔ)教育但卻很不扎實(shí)的學(xué)酥重新自修以查漏補(bǔ)缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我寫(xiě)的注解。

【山話(huà)嵓語(yǔ)】『數(shù)理化自學(xué)叢書(shū)』其實(shí)還有新版，即80年代的改開(kāi)版，改開(kāi)版內(nèi)容較新而且還又增添了25本大學(xué)基礎(chǔ)自學(xué)內(nèi)容，直接搞出了一套從初中到大學(xué)的一條龍數(shù)理化自學(xué)教材大系列。不過(guò)我依然選擇6677版，首先是因?yàn)?677版保留了很多古早知識(shí)，讓我終于搞明白了和老工程師交流時(shí)遇到的奇特專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)和計(jì)算模式的來(lái)由。另外就是6677版的版權(quán)風(fēng)險(xiǎn)極小，即使出版社再版也只會(huì)再版80年代改開(kāi)版。我認(rèn)為6677版不失為一套不錯(cuò)的自學(xué)教材，不該被埋沒(méi)在故紙堆中，是故才打算利用業(yè)余時(shí)間，將『數(shù)理化自學(xué)叢書(shū)6677版』上傳成文字版。??

第二章熱和功

【山話(huà)||? 本系列專(zhuān)欄中的力單位達(dá)因等于10??牛頓；功的單位爾格等于10??焦耳；熱量的單位卡路里等于4.186焦耳。另外這套老教材中的力的單位常用公斤，如今是不允許的，力是不能使用公斤為單位的?！?

§2-4熱量、熱量的單位

【01】在§2-2中曾經(jīng)講過(guò)，物體內(nèi)能的改變，可以通過(guò)做功和熱傳遞兩種方式來(lái)完成。當(dāng)運(yùn)動(dòng)物體克服摩擦力或媒質(zhì)阻力做功時(shí)，總是要引起物體內(nèi)部狀態(tài)的某種變化——溫度升高、物態(tài)變化、物體的分散等——這時(shí)運(yùn)動(dòng)物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)槲矬w和周?chē)劫|(zhì)的內(nèi)能。如果所做的功完全用來(lái)增加物體的內(nèi)能，那么，物體內(nèi)能的增量就可以用做功的多少來(lái)量度。例如，沿著水平方向作勻速運(yùn)動(dòng)的刀具，從加工零件上切下金屬屑。這時(shí)，動(dòng)力所做的功既沒(méi)有增加刀具的動(dòng)能（因?yàn)榈毒咴谧鲃蛩龠\(yùn)動(dòng)），也沒(méi)有增加它的勢(shì)能（因?yàn)檠刂矫孢\(yùn)動(dòng)），而只是使刀具和加工零件的內(nèi)部狀態(tài)發(fā)生了變化，即它們都變熱了，也就是說(shuō)，它們的內(nèi)能增加了。如果內(nèi)能絲毫沒(méi)有散失，那么，內(nèi)能的增量就等于動(dòng)力（切削零件的力）所完成的功。

【02】由此可見(jiàn)，通過(guò)做功使物體的內(nèi)能改變時(shí)，總伴隨有機(jī)械能向內(nèi)能的轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化的數(shù)量可以用做功的多少來(lái)量度。功總是在能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程中完成的，沒(méi)有能量的轉(zhuǎn)化就談不上功。功不是能量，而是能量變化的一種量度。我們只可以說(shuō)“物體做了多少功”或“對(duì)物體做了多少功”，而不能說(shuō)“物體中含有多少功”（但是可以說(shuō)物體含有多少能量）。

【03】把冷熱程度不同的物體放在一起時(shí)，熱的物體會(huì)逐漸冷下來(lái)，同時(shí)，冷的物體會(huì)逐漸熱起來(lái)，這種內(nèi)能由高溫物體向低溫物體的轉(zhuǎn)移一直要進(jìn)行到它們達(dá)到同一溫度時(shí)才會(huì)停止。這時(shí)候我們說(shuō)，熱的物體放出了若干熱量，冷的物體獲得了若干熱量。因此，熱量也是量度物體內(nèi)能改變的物理量，它表示在熱傳遞過(guò)程中物體內(nèi)能改變的數(shù)量。應(yīng)該注意的是，只有物體的內(nèi)能通過(guò)熱傳遞的方式發(fā)生變化時(shí)，才談得上熱量。如果說(shuō)：“某物體含有多少熱量”或“物體在高溫時(shí)含有更多的熱量”，那是完全錯(cuò)誤的。

【04】由于熱量是物體內(nèi)能變化的一種量度，所以，和功一樣，也可以采用能量的各種單位：如爾格、焦耳、公斤·米等來(lái)作為熱量的單位?？墒牵跉v史上，當(dāng)能量的單位還沒(méi)有形成以前，就已經(jīng)引用了熱量的單位。

【05】使1克純水溫度升高1°C 所需要的熱量叫做1卡路里，筒稱(chēng)1卡，有時(shí)亦稱(chēng)為1小卡。

【06】由于工業(yè)上要計(jì)算大量的熱量，卡這個(gè)單位太小，用起來(lái)不很方便，所以通常用千卡或大卡作為熱量的單位。

【07】1千卡或1大卡是使1公斤的純水溫度升高1°C時(shí)所需要的熱量。很顯然：1千卡＝1000卡，1卡＝0.001千卡。

【08】精密的量度發(fā)現(xiàn)，使1克純水溫度升高1℃ 所需要的熱量，隨著水的初溫度不同而略有差異。例如，把1克純水從1℃?加熱到2℃?時(shí)所需要的熱量，比把它從31℃?加熱到32℃ 時(shí)所需要的熱量大約多1%? 。所以，在精密的測(cè)定中，是把1克純水從14.5℃?加熱到15.5℃?所需要的熱量規(guī)定為1卡。

【09】在一般計(jì)量中，我們不考慮這種差別，而把1克水溫度升高1℃?所需要的熱量都稱(chēng)作為1卡。所以：

【10】使1克水升高10℃?所需要的熱量是10卡。

【11】使10克水升高1℃?所需要的熱量是10卡℃?

【12】使10克水升高10℃?所需要的熱量是100卡。

【13】實(shí)驗(yàn)證明，物體冷卻時(shí)放出的熱量，跟把它恢復(fù)到原來(lái)的溫度時(shí)所需要吸收的熱量相同，因此：

【14】1克水降低1℃?時(shí)，放出的熱量是1卡。

【15】質(zhì)量為 m 公斤的水降低1℃?時(shí)放出的熱量是 m千卡。

【16】m 公斤的水降低 t℃?時(shí)放出的熱量是 mt 千卡。

習(xí)題2-4

1、質(zhì)量為 m 克的水升高 t°C 時(shí)需要多少千卡的熱量？【千卡】

2、5公斤的水從20℃ 加熱到100℃?需要吸收多少千卡的熱量？【400千卡】

3、m 公斤的水從 t?℃?降低到 t?℃?時(shí)要放出多少千卡的熱量？【m(t?－t?)千卡】

4、有人說(shuō)：“物體在高溫時(shí)比在低溫時(shí)含有更多的熱量”，這樣的講法對(duì)不對(duì)呢？應(yīng)該怎樣說(shuō)才是正確的？

5、什么叫做熱量？它跟內(nèi)能有什么關(guān)系？

6、能不能用爾格、焦耳、公斤·米等作為熱量的單位？為什么？