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能量的轉化和守恒ppt免費課件

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能量的轉化和守恒的歷史影響

否定永動機

據說永動機的概念發端于印度,在公元12世紀傳入歐洲。據記載歐洲最早、最著名的一個永動機設計方案是13世紀時由法國V·亨內考提出來的。隨后,研究和發明永動機的人不斷涌現,盡管有不少學者研究指出永動機是不可能的。

文藝復興時期意大利學者達·芬奇曾經花費不少精力研究永動機,最后得到永動機不可制造的結論。同時代的J·卡丹(以最早給出求解三次方程的根而出名),也認為永動機是不可能的。第一類永動機違背了能量守恒定律,而第二類永動機則違背了熱力學第二定律。

隨著對永動機不可能性的認識,一些國家的專利局決定不再受理發明永動機的專利申請。

熱量的發現歷程

18世紀50年代,英國科學家J·布萊克把32°F的冰塊與相等重量的172°F的水相混合,結果發現,平均溫度不是102°F,而是32°F,其效果是冰塊全部融化為水。布萊克由此作出結論:冰在熔解時,需要吸收大量的熱量,這些熱量使冰變成水,但并未引起溫度的升高。他猜想冰熔解時吸收的熱量是一定的。進一步的大量實驗使布萊克發現,各種物質在發生物態變化(熔解、凝固、汽化、凝結)時,都有這種效應。

布萊克用一個簡單直觀的辦法來測定水汽化時所需要的熱量。布萊克測出,熔解一定量的冰所需要的熱量,和把相同重量的水加熱140°F所需要的熱量相等(相當于加熱77.8℃所需要的熱量)。正確的數值為143°F(相當于80℃)。

布萊克基于實驗事實開始認識到熱量與溫度是兩個不同的概念,引入了“潛熱”(熱量)概念。

1780年,法國科學家A·拉瓦錫與P·拉普拉斯共同提出了正確測量物質熱容量的方法。由于熱的精確度量,1822年法國學者J·傅里葉出版了總結性的著作《熱的解析理論》。

能量守恒定律的通俗理解

能量既不會憑空產生,也不會憑空消失,只能從一個物體傳遞給另一個物體,而且能量的形式也可以互相轉換。這就是人們對能量的總結,稱為能量守恒定律。能量守恒定律是自然界普遍的基本定律之一。

能量守恒定律(energy conservation law)即熱力學第一定律是指在一個封閉(孤立)系統的總能量保持不變。其中總能量一般說來已不再只是動能與勢能之和,而是靜止能量(固有能量)、動能、勢能三者的總量 。

能量守恒定律可以表述為:一個系統的總能量的改變只能等于傳入或者傳出該系統的能量的多少。總能量為系統的機械能、熱能及除熱能以外的任何內能形式的總和。

如果一個系統處于孤立環境,即不可能有能量或質量傳入或傳出系統。對于此情形,能量守恒定律表述為:“孤立系統的總能量保持不變!

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