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可怕的热能(组图)

http://www.sina.com.cn  2007年12月18日 10:36  《小爱迪生》 

  作者:[英]尼克·阿诺德

  插图:[英]托尼·德·索雷斯

  翻译:阎 庚

  这第二定律(热能会从较热的物体向较冷的物体转移)可厉害了,它无时无刻不在影响着宇宙中的万物。请看这杯热茶……

  热腾腾! 我的茶准备好了吗?

  根据第二定律,热茶时刻都在丢失着热量。换句话说,它在不停地变凉。如果你对着热茶吹一吹,它就会凉得更快。你呼出的气体挤走了热茶上方的热空气,热茶产生的热能会更快地移动到较冷的空气中去。

  科学笔记

  较热物体与较冷物体的温度相差得越大,热能在二者之间移动的速度就越快。

  半小时以后,这杯茶变得温温的没那么热了。

  微温的! 哦,我的茶到底好了没有?

  一个小时以后,这杯茶变得冷冰冰了。

  冰凉的! 哦,完蛋了!

  唯一能让这杯茶再热起来的方法就是重新加热它——换句话说,就是给它增加些热能!在这杯茶上发生的一切也在宇宙万物中发生着。是的,第二定律适用于任何事物。

  能量怪物档案

  姓名:热能

  基本特性:1.通过高倍显微镜观察这些头皮屑碎片,你将看到组成它的极小的原子。

  2.这些原子在不停地振动着。这种振动就是我们所说的热能造成的,而且原子的温度越高,它们内运动起来就越快。看懂了吗?

  能量逸事:1.在绝对零度(-273℃)时,这些原子就停止运动了,即使是极微小的运动都没有。这时,这些原子根本就没有热能。

  2.极低的温度可以保存死去的尸体。

  让人眼花缭乱的温度计

  用来计量热能程度的词叫作温度。在温度计还没发明出来之前,早期的科学家要想计量热能可是非常困难的,我们几乎搜遍了所有的科学用品商店,终于找来了这些古老的精品温度计……

  科学用品文物店

  希望你们学校的教学用具没这么古旧——即使你的科学课老师是这么的古板。

  充气检温器是意大利天才伽利略·伽利雷(1564—1642)发明的,它用空气和水来测量温度

  经过改进的特殊的充气检温器,是德国科学家奥托·冯·格里克(1602—1686)设计的

  充水温度计由法国医生珍·雷伊在1631年发明出来。它不太适合在低于摄氏零度的时候测量温度——你知道这是为什么吗

  最早的水银柱温度计是德国人丹尼尔·华伦海特(1686—1736)于1714年发明的。水银在非常低的温度下才会凝固,而在极高的温度下才会沸腾

  你怎样自己制造出温度计?

  你需要的小工具:

  一只小塑料瓶子(最好容量别大于30毫升),瓶子的口尽可能小 黏性胶带

  茶匙 一块橡皮泥 剪刀 3个玻璃杯 食用色素 一根色彩鲜艳的塑料吸管

  请按下面步骤做:

  1.往一个玻璃杯里装半杯水,并滴入几滴食用色素,把它搅匀了。

  2.往另一个玻璃杯里装半杯冰块(注意,不要让手碰到冰块)。

  3.往第三个玻璃杯里装半杯热水(小心烫手)。

  4.把吸管插进小塑料瓶里,用橡皮泥将瓶口封死,再用黏性胶带缠几圈,确保除了通过吸管的口,空气就不能进到瓶子里去。

  5.轻轻地挤压塑料瓶子,将吸管从上面插进渗了色素的水里,带色的水会被吸进吸管。停止挤压瓶子,再把它头朝上立起来,你将看到在吸管里有一段带颜色的水。

  6.再接着把这带吸管的瓶子以同样的方法先放进第二个玻璃杯的冷水中,再放进第三个玻璃杯的热水中。

  你观察到了什么?

  a)吸管里的有色水柱在冰水里会变长,在热水里会变短。

  b)吸管里的有色水柱在热水里会变长,在冰水里会变短。

  c)吸管里的有色水柱在冰水里颜色会变浅,在热水里会变深。

  答案:

  b)当你让瓶子里的空气变热时,原子就有了能量,并试图向各个方向运动——想象一下,那情形就好像有一个班的同学在课间休息时迫不及待地向外跑的样子。

  热空气的原子往吸管外跑,所以它们使吸管里的水柱也变长了。如果空气是冷的,原子就缺少了热能,那么它们就不会往任何地方跑——就好像全班同学在一个寒冷的日子里挤在一起取暖的样子。

  空气的压力从上往下压进吸管,压得水柱变短了。

  你肯定不知道!

  伽利略制作检温器的构思在他去世前写在了手稿上,这张纸片混杂在众多稿纸里。伽利略把他的这些手稿留给了另一位科学家温森祖·维维安尼(1622—1703)。但是维维安尼后来也去世了,他的家人把伽利略的所有手稿都当成了废物和垃圾,卖给当地的腊肉铺,供老板包裹售出的腊肠用。后来,有位科学家来这家店里买腊肠,他读了包装纸上面的字后,一下子买下了所有的手稿,其中也包括那张写有检温器设计构思的纸。就是这样,伽利略的伟大发明才得以幸存了下来——谢谢腊肠吧!

  这是伽利略的发明吗?要包上它吗?

  是的,就用包腊肠的纸包它!

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