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1 # 語境思維
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2 # 媽咪說MommyTalk
我們說“溫度”只是一個用來表達物體冷熱的物理量。微觀的表現形式是分子熱運動的劇烈程度。這是一個熱力學概念,熱力學主要是從能量轉化的角度來研究熱運動。而不追究由大量微觀粒子組成的物質的微觀結構,而只關心繫統在整體上表現出來的熱現象及其變化發展所必須遵循的基本規律。
這有什麼區別呢?熱力學中認為分子、原子、離子等微觀粒子具有相同的性質,所以統計稱作“分子”。這樣你就可以更好的理解“分子熱運動”了,實際就是組成物體的最小單位的熱運動。所以就不要在這個地方較真兒了(畢竟分子熱運動理論成型的時候還沒有發現中子、夸克等粒子,不過他們的熱力學性質確實相同)
下面來說一下溫度是怎麼定義的:既然分子熱運動的劇烈程度能夠在宏觀上影響物體的問題,所以科學家們一直想把這個“程度”量化,就類似於定義長度一樣,把多長定義為1m,多長定義為1英尺等等,所以這個尺度是科學家自己把握的,所以類似於“長度”一詞,就有了“溫度”一詞。然後把具體劃分溫度的標準就叫做“溫標”,我們常用的溫標有“攝氏度”、“華氏度”、“開爾文溫度”等。
具體怎麼標定呢?如果讓你來標定其實你也能想到,我們最常見的水有三種狀態:固態(冰)、液態(水)、氣態(水蒸氣)。拿攝氏度來說,把剛要結冰時候的溫度(冰水混合物)定義為0度,把沸騰時候的溫度定義為100度,然後100等分,這樣就有了一個標準單位,這樣的一個單位就是1度。
有了理論上的溫度,再找一個能夠具體把它表達出來的東西就好了,這時人們發現玻璃柱裡裝有水銀,水銀會根據溫度的高低表現出不同的狀態,於是就有了溫度計。
上述的方法定義的溫標我們叫做“經驗溫標”,就是根據經驗來測量溫度。
之後發現經驗溫標有很大的侷限性,不能隨時隨地的使用,而且根據測量裝置的質量都有關,於是物理學家開爾文提出了熱力學溫標:
在可逆條件下,工作於兩個熱源之間的卡諾熱機與兩個熱源之間交換熱量之比等於兩個熱源熱力學溫度數值之比於是有了熱力學溫度。
關於絕對零度絕對零度實際上是理論上的值,它是開爾文溫標的起點。也就是不會存在這個溫度,只能無限趨近。上面說了,物體表現出來的溫度實際上是有構成其微觀粒子的熱運動導致的。物體想要達到絕對零度就要求其動能、勢能為0,也就是內能為0。在絕對零度下,原子和分子擁有量子理論允許的最小能量。根據麥克斯韋-玻爾茲曼分佈這種狀態只能是理論上的存在。
所以我們才會說,任何空間必然存有能量和熱量,也不斷進行相互轉換而不消失。
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3 # 原黃烈平
溫度是由熱源放出能量由中介粒子或原子進行傳遞後由生物感受器傳至相應部位處理而得知,是感知或感覺,對植物是感知,動物是感覺,熱源,中介,生物皆為物質,故能量(熱量)必須由電磁波傳遞,如人和動物之感受器丶感覺、傳導丶處理丶返饋皆以電性場態為基礎的過程,以上可說明太陽為熱源,太空必有電性粒子傳遞力和能量,這種物質稱暗物質(此條原創)。總之,以動物和人或生命對能量的知覺過程稱溫度,沒有生命反應就無溫度一說。
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4 # 科普新視界
好問題,題主涉及到了兩個知識點,一是溫度,二是痛感?首先,溫度是一種熱運動的表現。
隨著溫度的升高,分子的振動加快。此時分子體系的動能與溫度之間是符合一個叫能量均分定理的,透過這個定律,就可以把體系內的運動速度和溫度相互轉換。需要提醒的是,溫度是一個統計學概念,必須要有大量的分子運動才能體現為一定溫度。
痛感的產生,也許從神經系統在生物體內形成就開始存在了,人類更是體會已久,但弄清楚疼的物理學和生物學機制是1997年的事。研究發現,痛是因為在初級傳入神經元末梢和胞膜上有一種特殊的分子受體介導產生作用,這一受體稱稱為辣椒素受體,又稱香草醛體(vanilloid receptor,VR1)。沒錯,是研究辣椒素時得出的結論。
一般來說,痛就是因為一些離子進出細胞產出的電訊號,給大腦的形成的刺激。熱產生的痛感也是因為這種蛋白質分子VR1被加熱所啟用而產生電刺激。這也是為啥吃辣椒也會感覺火熱和hot的原因了。
回到問題本身,是由於溫度升高,導致分子熱運動加劇。從而影響到蛋白分子,一些體內離子進進出出形成電流刺激,從而形成痛感。需要提醒的是,雖然都是VR1導致痛,但辣椒和熱的作用機理還是有區別的,本文不再擴充套件。
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5 # 科學聯盟
題主你好。其實溫度這個概念很難理解。因為溫度的定義需要先理解一個重要的物理學概念:熱平衡態。如果對這個概念不明確,那麼溫度的概念就更難理解了!離開熱平衡態談溫度,等於瞎子摸象。很多書籍會說:溫度是粒子平均動能的反映。這個說法其實經不住推敲!如果說“溫度是粒子的平均動能的反映”,那麼粒子體系的平均動能為零,那麼體系的溫度就得為零——絕對零度。可是對於固體來說,粒子基本上被束縛住了,平均動能基本都很小,可是固體的溫度卻不是接近絕對零度!這說明“溫度是粒子平均動能的反映”這句話有錯誤的地方。事實上,這句話應該說成“溫度是處於熱平衡態下的理想氣體粒子平均動能反映”。對於熱平衡態的理想氣體,溫度可以直接和氣體分子的平均動能有一個很簡單的關係式:T=kE,k為與動能無關的常數。這個關係式對於液體、固體根本不適用!固體和液體一定存在粒子勢能,因此這一部分對溫度的不能不考慮!
如何定義溫度,尤其是不依賴物質地去定義溫度呢?其實很簡單,需要兩樣東西:理想氣體和熱力學第零定律。理想氣體的平均動能和溫度的關係很簡單,因此可以用理想氣體標定溫度,而熱力學第零定律則可以推廣溫度的定義到任意物質。但是要注意,整個過程都需要熱平衡態,沒有熱平衡態,溫度的定義是不成立的。
有了溫度的定義就能解釋為什麼出現“冷卻”“加熱”等現象。水變冷或者變熱,其實是能量交換和物質輸運的結果。水變熱了便是水從外界吸收了熱量或者接受了熱流,反正可以對偶地解釋。
回覆列表
經典熱力學認為,溫度是氣體的分子運動的平均動能的量度。玻爾茲曼常數k≈1.38×10-23 J/K,是空間一個粒子的平均動能與絕對溫度的當量。
通常的思路,可用公式Ek=½mv²=3×½kT,估算中子態星體的溫度,即:T=mv²/3k,其m是中子的質量,v是中子按測地線迴圈的線速度。但是,中子線速度不容易獲得。
不妨這樣想,n→p+e+v,可見,中子星的本質,質子與高能電子(假設e"=e+v)的電磁互動,高能電子軌道半徑遠r<<5.3×10^-11m,因此,線速度v>2×10^6m/s,假設高能電子速度v=0.02c≈6×10^6,則估算中子星的溫度:T=9.1×10^-31×6×10^12/(3×1.38×10^-23)=1.3×10^4K,即1萬度左右。