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熱學/流體 標題:熱能的精確定義
1:BeeGees榮譽點數61點 (高中職)張貼:2008-02-29 15:57:29:地點 台灣台中

一般對「熱能」的定義是:「分子的動能」或「分子質心運動的動能」;「熱能」(或「溫度」)與「分子質心的運動速度的平方根」成正比。好比氫氣,在0度C時,它的運動速度約每秒1.8公里。這種種說法我覺得也許不夠完整。

好比人造衛星,或太空站,以每秒7點多公里的速度繞地運行,太空站內供太空人呼吸的氣體,也以同樣的速度運動,可是這些氣體對太空人來說,並不顯現出高熱,因為太空人也以每秒7點多公里的速度繞地運行,太空站內的氣體只以相對於太空人(或太空站內設備)的速度,顯現出熱的效應。

再進一步說,太陽帶著它的家族各成員以每秒200多公里的速度運動,這種運動同樣也不顯現出熱(或「溫度」)的效應。

我們可否說:分子質心運動的動能,經碰撞後,所產生的效應(或所釋出的能量),為「熱能」?

或者大家有更好的定義?



[ 這篇文章被編輯過: BeeGees 在 2008-02-29 16:35:52 ]
2:天泣榮譽點數39點(大學理工科系)張貼:2008-02-29 18:04:17:地點 台灣台中 [回應上一篇]
我的理解是

在自然的情況下,
熱/熱能 從溫度高的地方轉移到溫度低的地方。

對因溫度差而轉移的能量,就是熱。

3:BeeGees榮譽點數61點 (高中職)張貼:2008-02-29 18:32:42:地點 台灣台中 [回應上一篇]

Quote:
在 2008-02-29 18:04:17, 天泣 寫了: 我的理解是

在自然的情況下,
熱/熱能 從溫度高的地方轉移到溫度低的地方。

對因溫度差而轉移的能量,就是熱。

那也是因為粒子間發生碰撞,才會轉移,是不是?好比說,木星赤道附近的氣體與地球上的物體無法直接碰撞,所以也無法發生轉移。(由於木星的快速自轉,據計算,木星赤道表面上的一個點,時速高達4萬多公里)

我們如何比較兩者的溫度呢?是木星赤道表面上的氣體溫度高?還是地球上的空氣溫度高?我認為是地球上的空氣溫度高,因為地球上的空氣可以跟地球上的物體碰撞,發生「能量的轉移」,才會表現出熱的特性來。

我是看到很多書都說「熱能是分子的動能」,才覺得這個定義不夠完整。


4:黃福坤(研究所)張貼:2008-02-29 18:35:09:來自 國立台灣師範大學 [回應第2篇]
中文一個 熱 字 描述好幾個不同意(是比較深奧 還是因為分不清楚?)
但是英文卻是有不同字去描述 不同的意義
hot/cold 物體的冷熱 感覺
Heat 這是你所說 兩物體間有溫差時 兩系統之間流動的物理量
Thermal Energy 通常用來指 相對於系統質心 隨機運動的能量
因此 繞地球太空船內氣體分子的熱能 指算氣體分子相對於太空船的運動速度
而不會全部加上 太空船相對於地球運行的速度


5:BeeGees榮譽點數61點 (高中職)張貼:2008-02-29 18:43:01:地點 台灣台中 [回應上一篇]
教授,我前面兩篇貼文,想要編輯修改,不知怎地,老是改不成...
6:黃福坤(研究所)張貼:2008-02-29 20:28:48:地點 台灣台北 [回應上一篇]
貼文若沒有人回覆之前可以修改 若有人回覆後則不允許修改
因為你我約略同時編輯 但是我比較晚送出 因此你的貼文無法再修改
因為以前允許修改 造成前後討論的留言無法連貫 甚至有人修改內容 造成前後矛盾 因此做以上限制!
我回覆了上一篇, 所以你上一篇也無法修改了


7:BeeGees榮譽點數61點 (高中職)張貼:2008-03-01 11:40:05:地點 台灣台中 [回應上一篇]

原來如此。

我想改的是第一篇
「熱能」(或「溫度」)與「分子質心的運動速度的平方根」成正比。

說得不對,應該是
對同一分子來說,「分子質心運動的速度」與「溫度(K)的平方根」成正比。


8:張世政 (高中職)張貼:2008-03-13 00:47:12:地點 台灣台北 [回應第1篇]

一般對「熱能」的定義是:「分子的動能」

我認為是成立的  (用氣體來討論)

應該說更清楚點是一系統放或吸熱的熱能,明顯的表現在分子的動能上(更可說根本就是轉換)

內能=-nCvT        分子動能=1/2mv^2=KT(K是波茲曼常數)

兩者都跟溫度成正比

假設系統在是從300K升溫到400K

內能增加勢必吸熱  且  同時因溫度升高  分子動能提高

 所以可以說是分子動能與吸放的熱能互相轉換~於是乎::「熱能」的定義是:「分子的動能」

就出來了

--------------------------------------------------------------------------------------

太陽帶著它的家族各成員以每秒200多公里的速度運動,這種運動同樣也不顯現出熱(或「溫度」)的效應。

 

怎麼會阿.....

第一.     分子間的運動怎麼可以用一物質所比

第二    就我剛上面所提 升溫才是牽動內能根分子動能的主因

所以就算單使物體有動能又怎麼會以溫度所顯示出來呢..?   或許只是外力增加的動能阿

溫度會影響動能,,但並不代表動能就會影響溫度

那個集合的觀念阿   

就是說動能是溫度的子集   溫度是動能的母集

 



[ 這篇文章被編輯過: 張世政 在 2008-03-13 01:02:43 ]
9:BeeGees榮譽點數61點 (高中職)張貼:2008-04-08 18:29:27:地點 台灣台中 [回應上一篇]

Quote:
在 2008-03-13 00:47:12, 張世政 寫了:
--------------------------------------------------------------------------------------

太陽帶著它的家族各成員以每秒200多公里的速度運動,這種運動同樣也不顯現出熱(或「溫度」)的效應。

 

怎麼會阿.....

第一.     分子間的運動怎麼可以用一物質所比

第二    就我剛上面所提 升溫才是牽動內能根分子動能的主因

所以就算單使物體有動能又怎麼會以溫度所顯示出來呢..?   或許只是外力增加的動能阿

溫度會影響動能,,但並不代表動能就會影響溫度

那個集合的觀念阿   

就是說動能是溫度的子集   溫度是動能的母集

 

 



說到太陽家族成員的運動,太陽有沒有氣體?地球、木星、土星有沒有氣體?我提這個運動,主要著眼的就是這整個家族裡各個獨立的氣體分子,而不是把重點放在星球的固態部分。

你似乎犯了邏輯的錯誤。我們看看這句話:
「熱能就是分子的動能」
意思是什麼?意思就是說:

熱能 = 分子的動能

哪裡還分什麼「昇溫引起的動能」、「外力引起的動能」?

如果還有分,那麼我們說它的定義不夠精確有什麼錯?它應該定義為:
「熱能,就是分子因昇溫引起的動能。」
是不是更精確?.

談到內能會使問題複雜化,我們就說漂泊在太陽系裡的氦吧,請問你如何定義(或測量)一個氦原子(其實也就是氦分子)的動能?是相對於地球的動能呢?還是相對於太陽的動能?還是相對於銀河重力中心的動能?


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