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  • 1 # 彭曉韜

    首先,溫度梯度一般是指不同空間位置上的溫度不同時的單位距離上的溫度變化率。而題主所稱為升溫過程中所需要的能量不同應該是指物體比熱非常數,而是隨溫度變化的現象。大多數物質的比熱在不同溫度時是不同的,這是普遍現象;

    其次,溫度是分子熱運動時產生的電磁輻射強度峰值對應的頻率(簡稱為“峰值頻率”)的標誌,並不是目前人們認為的分子熱運動平均動能的標誌。因此,溫度的上升只是分子熱運動頻率的提高,當然在不改變物體體積時,則分子熱運動的平均動能自然也會上升;

    再者,能量是帶質量物質運動特性和存在形式的表達方式之一,與動量類似。世界上並沒有純粹的、獨立存在的能量。因此,溫度上升是由某種外力使分子熱運動峰值頻率升高的結果,而非外部傳遞了能量給其才升溫的。

  • 2 # 理性科普者

    不少人對溫度和能量這二個概念有模糊的認識,說白一點就是分不清。實際上溫度和能量沒有多少的聯絡。

    根據物理學的定義,溫度是表示物體的冷熱程度。用來量度物體溫度數值的單位叫溫標,主要有攝氏溫標和熱力學溫標。中國主要採用攝氏溫標(℃),而在國際單位制(SI制)中是採用熱力學溫標。

    攝氏溫標的規定:在一個標準大氣壓下冰水混合物的溫度規定為0度,沸水的溫度規定為100度,在它們之間分成100等份,每一等份叫1攝氏度。它與熱力學溫標的關係是T=t + 273K。

    這二種溫標在表示物體的冷熱程度是相同的,某物體溫度升高1攝氏度,其熱力學溫度也升高1開爾文(K),區別是起點溫度不同,熱力學溫度是以—273.15℃,作為溫度的起點0K。即0K=—273.15℃。還有什麼華氏溫標等就不再一一道來了。

    在微觀上來講,溫度是反應物體分子熱運動的劇烈程度。測溫度的方法使用了轉換法,透過物體對溫度反應產生熱脹冷縮的特性來間接測量(溫度計原理)。分子動理論告訴我們,溫度是物體分子運動的平均動能標誌,是大量分子無規則熱運動的集體表現,有統計學上的意義,因此,對於單個分子來說,是沒有溫度之說。

    大量的分子(分子團)無規則熱運動的動能和勢能之和,物理學上叫內能(我們讀書時,叫熱能),分子運動越快,溫度越高,,分子運動越慢,即溫度越低。

    分子運動可分為分子平動、分子轉動、分子振動、電子繞核運動等。因為絕對零度是宇宙中溫度極限值,在影象上,是一次函式的延長線交點,也就是說,這個溫度值實際上是不存在的。在絕對零度以上,即使分子運動比較弱,其內能仍然存在。

    那是不是說溫度與能量有關呢?大錯特錯。溫度只是影響物體內能的一個重要因素。物體內能的大小與質量、溫度、物質的狀態、物質的種類有關。質量因為影響分子的數目而影響到內能,溫度因為影響到分子的運動而影響到內能,物質的狀態因為影響分子間的距離和分子間的作用力(分子勢能)而影響內能。物質的種類不同,分子大小和分子間作用力不同,在其他因素相同的情況下,分子的動能和勢能均不同。因此,這個問題要予以糾正一下,在質量、物質種類、物質狀態相同的情況下,溫度不同,其內能是不同的。

    對於溫度與其他能量的關係,可以說:“風馬牛,不相及”。能量到底是什麼?能量是物體對外做功的本領,在物理學上,為什麼要引入“功”這個概念,就是為了來描述和度量能量的。物體做功的過程就是能量轉化的過程,反之,能量的轉化過程就是物體做功的過程,不做功,物體能量不會發生轉化,山上一塊石頭具有重力勢能,如果它不滾下來,永遠不具有動能。滾下來的過程,就是重力做功的過程。功是能的度量,物體做了多少功,就有多少能發生了轉化。所以,能和功才有聯絡,能和溫度沒有直接的關係。這也是功和能單位相同的緣故,能量與功在國際單位制中均是焦耳(J)。能的單位雖有KWh和ev,但都與焦耳有關係。

    專業難懂的能量定義是這樣的,能量是物質時空分佈變化程度的度量,用來表示物理系統做功的本領。能量以多種不同的形式存在,例如機械能、化學能、電能、輻射能、核能、光能、潮汐能、生物質能、內能、風能、場能等。這些不同形式的能,除內能外,基本上與溫度沒有直接的關係。

    如果說間接的關係,那就是什麼能量都與溫度有關係,各種形式的能量也都有關係。能量守恆定律告訴我們,不同形式能量之間在一定的條件下可以發生轉化,且在轉移或轉化的過程中總量保持不變。這個條件可以是做功(物理效應)或化學反應。只舉二例說明一下。流星從空氣中劃過,克服空氣阻力做功,機械能轉化為內能,內能增加,溫度升高,發熱併發光。汽車在路上跑,燃料的化學能,轉化為氣缸的內能,內能推動活塞做功,內能轉化為機械能。

    所以,溫度是影響物體內能的一個因素,與其它形式的能無直接的關係,不能說“溫度不同梯度的能量是不同的”,這句話的語句好像都不是很通順?意思表達也不是很清楚,只能這樣回答了。作參考吧。

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