韦玉川
比热·熵·中学生 问题和我的作业
2025-3-31 00:55
阅读:173

张老师留言说:

“现在的热学理论是否把比热概念开除了,把熵概念用的过头了?中学生如何理解这些?!”

这种基本问题显然不是我能回答的,需要同行各抒己见,想了想,壮了壮胆, 说说我个人的粗浅的理解,

算交个作业, 请张老师批评指正,欢迎其他博主发表宝贵意见。  

1. 热素论认为, 热是一种独立的客体, 燃烧的时候从物质释放, 然后在物质间传导,热是单独守恒的。

 燃烧热描述热的释放,温度指明热传导的方向,比热描述物质的吸热能力。 这是一个自洽系统,这里没有熵什么事, 

从理解的角度, 热素说很自然,很符合人的思考习惯。   

2.  摩擦可以生热,物质可以热胀冷缩,煤炭生成的热可以推动火车, 热从此被认为是一种能量,热可以和其他能量转化, 参与大守恒。 转换的时候, 功可以100%变为热, 热不能100%变为功。 热能和其他能量不同, 热量, 有温度和熵两个参数,我们说热能是含熵(某种混乱)的能量, 温度反应熵在热量中的比例。三个量如影随形, 不可分割。 熵的概念不会被过分使用。黄河水和井水的区别是黄河水含有泥沙, 在研究黄河水的时候, 泥沙问题始终伴随。

如果只研究燃烧和热传导, 是不是就可以继续使用热素说而不提熵呢?

近似来说可以, 精确不行。 燃烧热和比热在压力变化时, 它们的数值略有变动。 燃烧热的定义是在一大气压下25°环境下一定量物质燃烧释放的能量,燃烧同样的物质为什么在不同压力下会放出不同的热呢? 物质的比热在两个大气压时和一个大气压时不同。 把水在一个大气压升温10°, 增压为两个大气压, 降温10°, 吸热放热的数量并不相同。这是因为大气压做功 和 热的产生和吸收过程始终伴随, 不存在纯粹的热学。由于做功和吸热并存, 熵作为热能和其他能量的区别, 其角色不可或缺。 

3.物理所曹泽贤的热力学跨年报告里引述名家的言论说,人们学会热力学只是习惯了糊涂。 热力学的教学存在很大的问题, 在全世界范围都是一笔糊涂账。 我很长时间没有学懂,我的难点在化学势,原来化学势背后有一条伴随的假定,明确了这一假定,就豁然开朗了, 化学势和拔萝卜问题很象。

有了泥沙比喻(熵)和拔萝卜类比(化学势), 我认为中学生可以理解完整的热力学, 任何不愿糊涂的人都可以理解。这正是我学热力学的体会, 分享学习心得并向专家请教是我开博客的目的。另外 我想写一本漫画式的通俗的热力学书(欧姆学习社系列), 还想出视频课, 希望同行多提意见,并大力支持, 也欢迎合作。 

答非所问, 夹带私货, 惭愧惭愧, “夫子门前卖文章, 二爷面前耍大刀”。 

转载本文请联系原作者获取授权,同时请注明本文来自韦玉川科学网博客。

链接地址:https://wap.sciencenet.cn/blog-3004473-1480005.html?mobile=1

收藏

分享到:

下一篇
当前推荐数:2
推荐人:
推荐到博客首页
网友评论1 条评论
确定删除指定的回复吗?
确定删除本博文吗?