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脂肪测定仪能互相转化

作者: 添加时间:2016-11-9 11:45:21 浏览:

脂肪测定仪焦耳的系统的实验结果使科学界公认能量守恒为自然界 的普遍规律.到1842年,科学上正式确立了热力学第一定律.   热力学第一定律— ———能量守恒和转换定律:任一过程中,系统所吸收的热 量等于系统内能的增量和对外界作功的总和. Q=ΔU+A. 热力学第一定律的另一种表述:第一种永动机是不可能实现的.第一种永动机 是不需要热源就可以不断输出有用功的机器.热力学第一定律的建立对于不可 能设计建造永动机作了一个科学的最后判决.   热学的研究显示:凡是牵涉到热现象的过程都是不可逆的,这个规律是普 遍的.在考察热量或内能转化为机械能或电磁能的过程中,就发现除了必须遵 循热力学第一定律外,还要受到热现象不可逆性的进一步的限制.1828年, 卡诺(SadiCarnot)发表了热力学在这方面的一个重要的定理———卡诺定理.1848年,开尔文(LordKelvin)制定了热力学温标.1850年和1851年,克劳修 斯(RudolfClausius)和开尔文建立了热力学第二定律.1850年,科学上正式确 立了热力学第二定律.   热力学第二定律— ———第二种永动机是不可能实现的;也可以说,不可能从 单一热吸热,使之完全变为有用功而不产生其它影响.   热力学第二定律的另一种表述:不可能把热从低温物体传到高温物体而不 产生其它影响.   热力学第零定律、热力学第一定律和热力学第二定律组成一个系统完整的 热力学体系.1906年,能斯特(WaltherNernst)得出一个定理———能斯特定理, 即热力学第三定律.1912年,能斯特根据他提出的定理推出了一个绝对零度 不能达到原理.   热力学第三定律— ———绝对零度不能达到原理,即不可能用有限手续使一物 体冷却到绝对零度.   至此,热力学形成一个以四个定律为基础的系统完整的体系.  16     第二章 经典物理学的发展与科学大厦的建立   §2.3 统计物理学的建立   热力学是一种宏现理论,它是根据实验结果综合而成的系统的理论,热力 学中承认热是一种能量,并不问热是一种什么样的运动表现.热学理论的另一 个方面是分子动理论,认为热现象源于大量分子的运动,是大量分子运动的统 计行为.   1857年到1872年,克劳修斯、麦克斯韦(JamesClerkMaxwel ll)、玻耳兹 曼(LudwigBoltzmann)成功地发展了分子动理论.   所有的物体都是由大量的分子按一定的规律构成的,大量分子按一定规律 运动的合效果表现为物体的热性质.例如氧气就是许多氧分子的集合,这些氧 分子都在运动,各个氧分子运动的速度和方向并不统一.氧分子经常发生相互 碰撞,碰撞后分子的速度的方向和大小都发生改变.这样碰撞的后果是各个分 子具有的动能相互接近,这就表现为气体内达到热平衡,分子平均动能的大小 表现为气体温度的高低.这样按照分子动理论成功地给出了物体的各种热学性 质的微观来源和联系,分子动理论是物质运动的微观理论.1908年,关于布 朗运动的实验给分子动理论提供了事实基础.   1902年,吉布斯(JosiahWil llardGib bbs)在《统计力学的基本原理》中建立了 平衡态统计物理的体系.统计物理学成为系统的理论.统计物理学根据物质的 微观组成和相互作用,研究由大量粒子组成的宏观物体的性质和行为的统计规 律,是理论物理的一个重要分支.   §2.4 经典电动力学的建立   1785年,库仑(Charl llesAugustindeCoulomb)通过实验发现静电的库仑定 律.   库仑定律:自然界中任何两个带电物体都以一定的力相互作用,这个力的 大小与两个物体所带的电荷乘积成正比,与它们之间的距离平方成反比: q1qF=K22er. r 这种静电相互作用又称为库仑相互作用.静电相互作用的规律和万有引力的规 律相似,都是作用力的大小与物体之间的距离平方成反比.但它们之间又有不 同:所有的物体都有万有引力,并且物体之间的万有引力总是表现为吸引力; §2.5 光的电磁理论只有带电的物体才有库仑相互作用,并且带电物体之间的库仑相互作用满足 “同性相斥,异性相吸”的规则.库仑定律是静电学的基础.   电荷的流动显现为电流,电流会对周围产生磁的效应,从一个方面反映了 电和磁的联系— ——— “动电产生磁场”.1831年,法拉第(MichaelFaraday)在实验的基础上发现了电磁感应定律.   电磁感应定律:闭合回路上产生的感应电动势和通过闭合回路的磁通量的 变化率成正比, E=-ddΦt.   

电磁感应定律从另一个方面反映了电和磁的联系—— ——“磁通量的变化产 生电动势”.完整地总结电和磁的联系的工作是由麦克斯韦完成的,1864年麦 克斯韦从理论上把电和磁的规律统一,提出电磁场运动的基本方程组(麦克斯 韦方程组),建立了电磁学的系统理论.麦克斯韦方程组告诉我们:电荷分布 如何决定电场的分布,电流分布如何决定磁场的分布,电场的变化如何决定磁 场的分布,磁场的变化如何决定电场的分布.麦克斯韦电磁理论是电磁场运动 的基本规律.   1895年,洛伦兹(HendrikAnto oonLorentz)提出了洛伦兹力.   磁场对运动点电荷的作用力正比于电荷量、磁感应强度以及速度在垂直于 磁场方向的分量.这样带电荷q的粒子在电磁场中运动时所受的力可以统一地 写作 F=q(E+v×B), 其中第一项是库仑力,第二项是洛伦兹力.   实验中发现:电荷可以移动,可以转移,但不能从 “无”中产生,也不 能自动消失,这就是电荷守恒定律,这是一个严格的守恒定律.麦克斯韦方程 组,加上带电荷物质在电磁场中运动时所受力的普遍规律,再加上普遍成立的 电荷守恒定律,就构成了电磁现象的完整的系统的规律.   §2.5 光的电磁理论   光的现象是一类重要的物理现象,光有不同的颜色,光在真空或均匀介质 中是沿直线传播的,光传播时遇到不同介质的界面时会发生被吸收、折射和反 射等等.光的本质是什么?一直是物理学要回答的问题.17世纪,人们对光的本质提出了两种假说:微粒说———光是发光物体射 出的大量的微粒,代表人物是牛顿;波动说— ———光是发光物体发出的波动,代   第二章 经典物理学的发展与科学大厦的建立 表人物是惠更斯从17世纪到19世纪,光的微粒说与波动说展开了旷日持久的论战.光在 真空或均匀介质中是沿着直线传播,光在不同介质的界面上的被吸收、折射和 反射定律等都可以由微粒说自然地解释,再由于牛顿在科学界的威望,微粒说 处于很有利地位.但后来光学的研究中又发现了一些明显显示波动性质的现 象,如光的衍射等.如果有一束平行光照射到一块板壁上,板壁上开一个小圆 孔,则照射到小圆孔上的光将穿过小圆孔.这样在板壁后面一段距离外的另一 块板壁上将看到小圆孔的 “像”,形状和大小都应和原来的小圆孔相同.这个 成像过程是由光的直线传播性质所决定的,由光的微粒说可以很好地解释和理 解.但是如果这个小圆孔的半径小到一定程度以后,随着半径的缩小,后面板 壁上的 “像”却反而越来越大,这就是光的衍射现象.光的衍射可以从光是 一种波动来自然地解释和理解.这些光学现象的发现和研究,使波动说又得到 了强有力的支持.19世纪初,波动光学初步形成.到了19世纪末,波动说已完全占了 上风. 1864年,英国物理学家麦克斯韦的电磁理论预言当电荷和电流运动变化 时,会引起周围的电磁场的电场强度和磁感应强度变化,电磁场的电场强度和 磁感应强度的变化会以波动的形式传播出去,表现为电磁波.麦克斯韦的电磁 理论预言电磁波的存在,并且理论导出电磁波以真空光速传播.这样麦克斯韦 的电磁理论预测光实际上是一种电磁波,是一种波长在一定范围的电磁波,确 立了光的电磁理论.至此,波动说似乎已经取得了决定性的胜利.   

到19世纪末和20世纪初,经典物理学理论已经系统、完整地建立,其中 包括经典力学、热力学、统计物理学、经典电动力学、波动光学.经典物理学 辉煌的科学大厦建立了. 随着科学的发展,物理学中不断地生长和发展出新的分支学科.物理学的 各分支学科是按物质的不同存在形式和不同的运动形式划分的.20世纪以前, 物理学已经形成的分支学科有经典力学、热学与统计物理学、电磁学与电动力 学、光学与电磁波等. 第三章 20世纪初物理学的革命 1900年4月,英国卓越的物理学家开尔文勋爵在著名的题为《遮盖在热和 光的动力理论上的19世纪乌云》的演说中说: “在已经基本建成的科学大厦 中,后辈物理学家似乎只要做一些零碎的修补工作就行了;但是,在物理学晴 朗天空的远处,还有两朵令人不安的乌云. ” 尔文勋爵所说的一朵乌云指的是热辐射的 “紫外灾难”,它冲击了电磁 理论和统计物理;另一朵乌云指的是迈克尔孙-莫雷实验,它的结果否定了 “以太”的存在.这两朵乌云的存在,正在开始动摇经典物理学的基础,从而 引发物理学史上一场伟大的革命. §3.1 黑体辐射的紫外灾难 电磁波都是以真空光速传播的,电磁波的频率的值从很小到很大都有,不 同频率的电磁波的性质行为很不相同,各种电磁波的频率大体范围如表3-1

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