作者Muscovy (三分熟的闹钟)
看板Physics
标题Re: [问题] 关於热的问题
时间Tue Sep 29 07:05:20 2009
※ 引述《mechanics444 ()》之铭言:
: 由於我对科学这方面的造诣不是很深,再加上本人是念机械系的,
: 所以对力学非常有兴趣,尤其是热流方面。
: 最近突然去想了一个高中的物理问题,「能量大多是以热或是光的形式散发」,
: 以前一直对这句话深信不疑,也一直将这句话视为自然界的定律和真理,
: 但是受过一点科学的薰陶後,却一直在思考着一点「为什麽能量要以散热的形式损耗,
: 而不是以吸热的方式损耗」,吸热时须要能量,如果这股能量是来自要散发的能量时
: 又如何呢?
这个嘛, 你把「能」跟「热」混在一起了.
能归能, 热归热, 这要先有概念.
能量只是一个很单纯的数字, 通常用来描述一个守恒律, 如此而已.
如果你念过 Lagrangian/Hamiltonian mechanics, 应该知道我在讲什麽.
没有的话就有点麻烦.
因为你通常会不知道「能量」这个概念到底怎麽支配物理现象.
(话说回来, 我念了也只是学会写出摆线的方程式而已. :Q)
热的话又是另一回事.
热跟能是完全不同的物理量.
它们之间的关系其实也是一条热力学定律.
顶多不像三大定律那麽会当人而已, 但是你绝对听过.
叫做热功当量, 1 cal = 4.18 J, 焦耳的实验结果.
意思就是说, 「热是能量的某种形式」这种说法不是想当然耳.
是实验做出来的.
而这个实验绝对没有告诉你「热就是能量」.
热力学在讨论各种该死的循环的时候, 也会把 △E, △Q, △W 分开写.
因为它们真的就是不同的东西.
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知道这些差异之後, 来看你原先的问题.
「能量大多是以热或是光的形式散发。」
完整的物理描述要这样写...
「能量这个物理量的减少, 大多是伴随发热或者发光的形式. 」
看起来有没有比较顺?因为只是事实的描述而已.
而且这句话并不是什麽真理或定律, 它反而是个道道地地的「想当然耳」.
至於你的下一个问题.
「为什麽能量要以散热的形式损耗,而不是以吸热的方式损耗?」
这就真的需要一点热力学的辩证.
不过我们先把它改成合适的物理叙述.
「为什麽能量这个物理量的减少, 是透过热量散失的过程;
而不是透过热量吸收的过程....??」
老实说, 这很难..............其实应该说, 完整的论证很复杂.
因为你要定义环境, 要定义状态, 要定义过程, 要定义流入流出等等.
其中会包含一些基本的物理律, 譬如 dE = dQ + dW 之类的.
看得出来你的叙述就算修正过後还是很不严谨吗?因为缺了一堆该有的定义.
简单地讲, 要检验这种说法, 要想得很清楚, 不是两三句话的事.
因为如果你的定义不严谨, 最终只会剩下一条定律: 叫做能量守恒.
那个应该不是你想问的东西.
Feynman's Lectures 第一册开头前几章就是在讲能量.
那个写得颇好玩, 大师的说法超级生动.
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新诗练习:新鲜。踩破初春里的狗大便;不经意的沧桑,满溢着嫩黄的喜悦。
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◆ From: 140.112.218.128
1F:推 chungweitw:好诗 09/29 08:26
2F:→ dirak:错,热就是能量 09/29 13:11
3F:推 Vulpix:原po其实是对的,不过平常说的"吸热反应"也其实是"吸能反应" 09/29 15:51
4F:→ Vulpix:二楼说的像是"白马是马",而原po说的是"白马跟马不是同概念" 09/29 15:53
5F:→ TERRY1121:物理系毕业 我一直以为热是能量 囧 好难唷 @@ 10/01 19:32
6F:推 s636220:△Q, △W ? 原po要修改吗 10/07 15:05