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1 # 吳霸天
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2 # 海門老馮
熱量的本質是:微觀粒子的運動力。也就是說,熱量是高速運動狀態下的微觀粒子流及其對其他物體的撞擊作用力。
為什麼要強調微觀粒子呢?因為只有微觀粒子的高速運動力撞擊人體,人才能夠感覺到熱量的存在。假如微觀粒子在高速運動時沒有撞擊到人體,其力依然存在,但它不會給我們帶來熱的感覺。比如,火。我們所看到的火是化學反應過程中電子逃脫原子核束縛後,向著其周圍空間輻射時又就近碰到其他電子、離子以及氧化物分子體所碰撞出來的物質運動形態表現。火中的微觀粒子假如僅僅是運動而沒有發生相互碰撞,我們是看不到火的。看不到火,也就不能憑經驗來判斷那裡有熱量。其實,那裡卻發生著微觀粒子運動。
關於微觀粒子運動力,這裡的力與熱不能直接劃上等號。因為力是物體的運動動能,動能本身不表現出熱。而熱是相對於人體感覺而言的,是人體組織細胞受到微觀粒子作用,發生化學變化時所帶來的溫度上下變化之感覺。
比如,有一波比微觀粒子質量和體積大得多的細砂子,它們同樣在發生著高速運動,並且一樣是撞擊到了人體,我們就只能感覺到是痛,而不是熱。所以說,熱量是人受到微觀粒子作用力碰撞後留下的感覺,其本質還是微觀粒子的高速運動力。
微觀粒子主要是指電子。其次還有質子、中子,甚至還包括小分子一類的物體在內,它們在高速運動狀態下,以叢集粒子構成的衝擊波對人體表面產生碰撞力作用。大體積物體破壞的是人體細胞組織結構,人就有組織被撕裂的疼痛感覺。而微觀粒子撞擊人體以後,由於它的體積極其微小,人體分子鏈受到微觀粒子流撞擊後,其化學鍵隨之鬆脫併發生體積膨脹。膨脹發生後,人體感受器將此刺激再轉化成電子脈衝,再透過神經上傳大腦,大腦經過分析後才知道有熱量。
因此,熱量是人受到微觀粒子撞擊後的一種感覺,而對體積質量較大的運動物體對我們的作用則沒有熱量的感覺,而僅僅是一種疼痛感。其實,熱量也是對微觀粒子運動現象的一種說辭或稱謂。其本質是微觀粒子的運動力。
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3 # 語境思維
這個問題,屬於熱力學。
根據熱力學第一定律:Q=Ek=½mv²=3×½kT...(1),
說明,同一種粒子,熱量與粒子震盪速度的平方成正比。可見:熱量顯然取決於粒子震盪的激烈程度。如何解釋粒子的質量因素?
根據熱力學第二定律:dS=dQ/T...(2):當系統處於熱平衡狀態時,溫度恆定,有:Q=ST...(3)。可見,熱量與熵值成正比。
問題歸結到:熵增與粒子質量的關係。我們知道,熵增加,是在封閉系統中,衡量粒子在空間分佈的均勻度與無序度。粒子越小越均勻,粒子越快越無序,則系統的熱量越大。
最小的粒子是什麼?就費米子而言,當然是當然是等離子氣態,主要有自由電子與自由質子構成,而電子與質子是極其穩定,幾乎無法分解的。
這就意味著,要把原有系統中的分子、原子、中子,全部核裂變為等離子氣態,並且迫使電子與質子的運動速度達到準光速,例如:v"=0.99c≈c...(4)。
如果封閉容器裡充滿的是氫氣分子,質量為:m=2×1.673e-27[kg],原有1個氫分子震盪速度為v,則熱量為:Q=½mv²...(5),
燃燒為等離子氣以後的1個氫分子的潛在熱量為:Q"≈½mc²...(6),此時的溫度為:T"=mc²/3k...(7)。溫度提升的倍數:k=T"/T=c²/v²...(8)。
結論:熱量的本質:是系統內工質粒子的裂解度/分散度與混亂度/無序度。
思考:公式(8)對於工質的選型,有何意義?
物理新視野,旨在建設性新思維,共同切磋物理/邏輯/雙語的疑難問題。
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4 # 運動新概念
從人體力學的角度來講,熱和力相同,力摩擦可以轉換為熱,熱膨脹現象又可以轉換為力。
我們人類之所以區分熱和力,主要是因為人體對熱和力的感覺不一樣,所以就把溫度高的力狀態書寫為熱,反過來又這把處於膨脹過程中的熱書寫為力。
換一個角度,無論是熱還是力它們的共同第三狀態是速度。也可以理解為無限拓展延伸或無限執行狀態。
再換一個角度,熱和力的第四共同特徵是被吸收。也等於說熱和力在速度的執行過程中無論遇到什麼樣的實體物質,都會有一部分熱和力與所接觸到的實體物質發生共融現象(吸收混合),並形成兩種狀態。
一種是實體物質和熱共融之後產生高溫物質。
另一種是實體物質和力共融之後,產生新的速度並向前移動。
熱和力和光的波粒二象性相同。
力其實就是波動現象的一種存在形式,可以用聲音來理解:聲音是一種氣體震盪波,檢測聲音可以檢測到力的存在,說明力也是一種震盪波。
熱則是一種粒子現象,既可以穿透物體,也可以停留在物體內部使物體溫度上升。
小結:用力摩擦可以產生熱,當熱與實體物質融合達到所需溫度後,會產生燃燒現象並對外發出光亮,這個現象說明熱和力和光都是相同的。人類之所以對此作出三種區分只不過是我們的感覺感應不同而已,但熱和力和光的本質是相同的。
更進一步,熱和力和光的第四現象是電 ,電可以產生磁性,說明磁性是熱和力和光和電的第五狀態。反過來說,無論是電還是磁性都可以轉換為力,說明它們本質相同。
第六狀態是溫度。熱聚集現象溫度會升高 ,低溫則可以反過來理解為熱擴散現象造成。所以溫度的變化也表示熱和力以及光,電,磁性的聚散變化。
把一塊零下十度的冰塊用來加熱,加熱到零度的時候冰塊沒有發生變化,但溫度發生了變化,說明冰塊內部正在發生聚集熱現象。
冰塊繼續加熱突破零度到達一度的時候開始融化成水,說明冰塊內部磁性發生變化便失去了原有的磁性聚集作用,所以冰變成了水。同時也說明零度是熱和磁性的轉變分界線。
把水繼續加溫,到達100度水會發生汽化現象,說明熱在水中聚集到100度發生熱膨脹現象轉化為力,並四處分散。同時也說明水內部的磁性聚集作用在100度的時候也發生改變。
水蒸氣不斷擴散,熱就不斷減弱,當水蒸氣處於冷的時候又會凝結成水,再進一步又會從新凝結成冰。
總的來說冰和水和水蒸氣的三種變化,其實也就是熱和力和溫度和磁性的變化週而復始。
回覆列表
熱量是指當系統狀態的改變來源於熱學平衡條件的破壞,也即來源於系統與外界間存在溫度差時,我們就稱系統與外界間存在熱學相互作用。作用的結果有能量從高溫物體傳遞給低溫物體,這時所傳遞的能量稱為熱量。熱量和功是系統狀態變化中伴隨發生的兩種不同的能量傳遞形式,是不同形式能量傳遞的量度,它們都與狀態變化的中間過程有關,因而不是系統狀態的函式。