0 水和0 的玻璃棒在容器中攪拌,水的溫度會有改變嗎?環境溫度0攝氏度 ,沒有向玻璃棒傳遞熱量?

時間 2021-06-03 15:51:54

1樓:千葉絮語

來啦,感謝 @獨夢星河 的提及,其實他的表述是沒有問題的。

情況一:容器絕熱,此時只要你攪拌玻璃棒,那麼容器的溫度就會上公升。這是因為攪拌玻璃棒這一過程是在對容器中的水做功,而做功和熱傳遞在內能的改變上是等效的

這種等效實質上就是能量守恆: 。

情況二:容器不絕熱,此時做功的那部分能量作為容器中水的內能,最終會通過熱傳遞傳遞到外界,此時水的溫度可能在短時間內會改變,但平衡狀態時水的溫度將回到0℃。

其實這個問題在幾百年前就有人在研究了。大概在18世紀之前,人們知道熱的物體可以讓冷的物體變熱,同時摩擦也會產生熱量。只不過那時候人們並沒有意識到這兩個途徑可以產生一樣的效果——甚至那個時候通過熱傳遞給傳遞的熱量 和通過做功而產生的能量 都是再以不同的單位在描述。

在大概2023年的時候,焦耳分別利用電熱量熱法和機械量熱法兩種途徑將乙個絕熱容器中的液體上公升到同樣的溫度,完成了熱功當量的測量實驗,這才搭起了做功改變內能與熱傳遞改變內能之間的橋梁,最後他測出1卡(熱化學卡)=4.1840焦耳,統一了熱量的單位和功的單位。

而焦耳在測量熱功當量的實驗中的機械量熱法其實就與題主提到的方法一致,可以看出,不僅在理論上可以讓水的溫度公升高,實驗中一樣能達到這個效果。

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