了解温度和热量
温度。温度的概念实际上源于我们触觉对冷热的感知。根据触觉的感受,我们会说一个物体比另一个物体更热,或者一个物体比另一个物体更冷。热的物体温度较高,冷的物体温度较低。物体越冷,温度越低;反之,物体越热,温度越高。这种衡量物体冷热程度的指标就叫做温度。在11年级稍后学习的气体分子运动论中,你会更深入地理解温度的含义;构成物体的分子发生了什么变化,使得物体能够感受到热、暖、凉或冷。
热。当温度不同的物体相互接触时,热量会从温度较高的物体传递到温度较低的物体,我们通常称之为热传递。一旦接触的物体达到相同的温度,热传递就会停止。例如,如果我们把热水和冷水混合,热量通常会从热水传递到冷水。当我们把热熨斗放入冷水中时,热量会从较热的熨斗传递到水中。一旦熨斗和水的温度达到相同,热传递就会停止。当医生或护士将体温计贴在你的身上时,热量会从你的身体传递到体温计。一旦你的身体和体温计的温度达到相同,热传递就会停止。如果使用的是水银体温计,当你的身体和体温计的温度达到相同时,水银柱的表面就会停止移动。此时水银柱表面显示的数字就是你的体温。
热量自然地从高温物体流向低温物体。热传递倾向于使相互接触的物体温度趋于一致。18世纪,物理学家怀疑热的流动是一种流体的运动,一种不可见的流体(流体是指可以流动的物质。流体包括液体和气体。水(液体)是一种流体,因为它可以流动。空气也是一种流体,因为它可以流动)。这种流体被命名为热质。由于实验结果无法证明热质的存在,热质理论不再被使用。19世纪,英国物理学家詹姆斯·普雷斯科特·焦耳(1818-1889)研究了如何利用搅拌轮加热容器中的水,并将搅拌轮旋转引起的水加热与火焰或电源加热容器中的水的加热进行了比较。根据焦耳的实验,他得出结论:热不是能量(热不是某种特定类型的能量,例如动能、势能、化学能等)。热是由于温差而传递的能量。因此,当热量从高温物体流向低温物体时,实际上是能量从高温物体传递到低温物体。一旦接触的物体达到相同温度,即达到热平衡,这种能量传递就会停止。