【種花家務·物理】2-1-07熱運動,溫度『數(shù)理化自學叢書6677版』
?【閱前提示】本篇出自『數(shù)理化自學叢書6677版』,此版叢書是“數(shù)理化自學叢書編委會”于1963-1966年陸續(xù)出版,并于1977年正式再版的基礎自學教材,本系列叢書共包含17本,層次大致相當于如今的初高中水平,其最大特點就是可用于“自學”。當然由于本書是大半個世紀前的教材,很多概念已經(jīng)與如今迥異,因此不建議零基礎學生直接拿來自學。不過這套叢書卻很適合像我這樣已接受過基礎教育但卻很不扎實的學酥重新自修以查漏補缺。另外,黑字是教材原文,彩字是我寫的注解。
【山話嵓語】『數(shù)理化自學叢書』其實還有新版,即80年代的改開版,改開版內(nèi)容較新而且還又增添了25本大學基礎自學內(nèi)容,直接搞出了一套從初中到大學的一條龍數(shù)理化自學教材大系列。不過我依然選擇6677版,首先是因為6677版保留了很多古早知識,讓我終于搞明白了和老工程師交流時遇到的奇特專業(yè)術語和計算模式的來由。另外就是6677版的版權(quán)風險極小,即使出版社再版也只會再版80年代改開版。我認為6677版不失為一套不錯的自學教材,不該被埋沒在故紙堆中,是故才打算利用業(yè)余時間,將『數(shù)理化自學叢書6677版』上傳成文字版。?
第一章分子運動論?
【山話||? 由于單位“摩爾”是在1975年才正式確立,而原教材是60年代的成果,因此此處使用的單位是“克分子”和“克原子”,換算關系:1克分子=1mol分子,1克原子=1mol原子】?
§1-7熱運動,溫度
【01】前面已經(jīng)提到,隨著溫度的升高,擴散的速度或布朗運動的激烈程度便會增加。這表示,物體的溫度和分子無規(guī)則運動的速度有關。增加物體的溫度,就是增加分子運動的速度。反過來說,如果我們用某種方法來增加分子無規(guī)則運動的速度,那么,物體的溫度就要上升。
【02】熱水和冷水是由相同的分子組成的,它們之間的區(qū)別只是分子運動的速度不同。可見,分子運動的速度決定了物體的熱狀態(tài),所以我們把氣體、液體和固體里分子的無規(guī)則運動叫做熱運動。
【03】物體里的所有分子都參加熱運動,但是這些分子的運動速度并不是完全相同的,因此它們的動能也不都相等。物體分子運動速度的平均值,叫做分子的平均速度。分子動能的平均值,叫做分子的平均動能。
【04】研究分子運動論后我們知道,物體的溫度與分子的平均動能有密切關系,分子的平均動能越大,物體的溫度就越高;分子的平均動能越小,物體的溫度也就越低。
【05】因此,從分子運動論的觀點來看,溫度是分子平均動能的標志。溫度的升高或降低,標志著分子平均動能的增大或減小。
【06】如果一種氣體的分子平均動能和另一種氣體的分子平均動能相等,那么,這兩種氣體的溫度就相同。從另一方面來看,如果有一瓶由幾種氣體組成的混合物,例如空氣,那么,當混合物各部分的溫度均衡時,組成混合物的各種氣體分子的平均動能是相等的。
【07】在一定的溫度下,物質(zhì)分子的平均動能也是一定的,而和物質(zhì)所處的聚集態(tài)無關【“聚集狀態(tài)”的簡稱,亦稱“集態(tài)”或“物態(tài)”,指物質(zhì)分子集合的狀態(tài)。通常有三種,即氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài),合稱為“物質(zhì)三態(tài)”?!俊@?,0°C的冰分子的平均動能和0°C的水分子的平均動能是相等的;100°C的水分子的平均動能和100°C的水蒸汽分子的平均動能也是相等的。
習題1-7
1、什么叫做熱運動?物體溫度的高低決定于什么?
2、0°C的冰和0°C的水,它們分子的平均動能哪一個比較大?為什么?
3、0°C的鐵和0°C的冰,它們分子的平均動能是否相等?它們分子的平均速度是否相等?
4、試比較0°C時氫分子和氧分子的動能。已知0°C時氫分子的速度是1840米/秒,氧分子的速度是460米/秒;兩者的質(zhì)量之比為1:16。[提示:應用動能公式]