Re: [問題] 關於熱的問題
※ 引述《Muscovy (三分熟的鬧鐘)》之銘言：
: 能歸能, 熱歸熱, 這要先有概念.
: → dirak:錯，熱就是能量
這個嘛.............
我摘幾段 Zemansky 的話好了.
"... heat is that which is transferred between a system
and its surroundings by virtue of a temperature difference only."
熱是一個因為溫差而流來流去的「東西」.
"When the flow has ceased, there is no longer any occasion to use
the word heat or the symbol Q, because the process is completed."
那個「東西」不流了, 就不要再提什麼熱了.
"Consequently, it is incorrect to refer to the 'heat in a body,'
just as it is incorrect to refer to the 'work in a body.'"
所以說, 沒有「物體裡面的熱」這種說法, 就像是沒有「物體內的功」.
在他的說法裡, 熱反而比較像「功」; 那麼有聽過誰說「功就是能量」嗎？
這種由溫差引起的流動一定是能量流嗎？其實還蠻難說的.
只是我們發現用能量作為度量的單位最方便.
熱功當量這種 1 cal = 4.18 J 簡單的線性關係, 會讓日子過得比較不痛苦.
我想想看怎麼講.
譬如說力學能, 能不能隨便把動能寫成 m / v？
當然不行, 因為這樣不能滿足力學能守恆的物理律.
只要定義好時間空間跟質量, 就已經決定動能的型式了.
電磁場所儲存的能量可不可以隨便寫成 energy = E + B？當然也不行.
但是熱與功或能的關係式可不可以隨我高興寫成: Q = work * temperature？
跟你講一件很糟糕的事, 可以.
然後只要順便調整一下熱力學三定律其中的兩個定律就好.
同時也要調整「熱」與「熱能」之間的轉換（不再是 1 cal = 4.18 J. ）
當然這下子我們會處在一種麻煩的日常生活.
譬如 0℃ 的水上升一度, 所需要的熱量跟 10℃ 的水上升一度不一樣.
（嚴格來講本來就不一樣, 但是惡化程度不像我亂改的那麼嚴重. ）
或者中餐的水煮蛋跟晚餐的水煮蛋熱量不同, 因為氣溫不一樣.
不過日子還是可以過的, 頂多就是焦耳的實驗昇華成焦頭爛額的實驗.
「熱是能的一種形式」其實是人為的.
（裡頭也有很多歷史因素, 譬如最初對熱的描述, 剛好會符合能的形式. ）
我們選擇從能量的觀點去了解熱的本質.
這種觀點感覺上最簡單也最直觀, 目前為止也都沒什麼大問題, 如此而已.
────
可是一旦真的把它們混為一談, 就會產生最初發問者的那個問題.
高中課本給的敘述會讓人想像成...
「我把能量往外丟, 其實就是把熱量往外丟.
所以溫度越來越低, 能量越來越少. 」
諸如此類的, 好像很符合直覺也很有道理.
可是等到熱力學裡頭, 學了熱機跟冷機的概念之後.
就會很抽象地把它化約成...
「哦, 原來有些循環, 能量往外丟的時候, 熱量是往內吸（吸熱做功）.
還有另外一些循環, 能量往內吸的時候, 熱量是往外丟（負功放熱）. 」
跟著就產生一連串疑問:
「既然熱就是能, 能就是熱, 然後我們又可以任意流動的操縱方向.
那還有什麼不可能發生的呢？」
實際上, 熱力學各種型態的能量之間, 需要「明確的轉換」.
而熱的出現, 需要「適當的條件」（至少要有溫差. ）
不然熱力學不會花那麼大的功夫討論 adiabatic/isothermal processes.
其實我是覺得啦...
腦海裡頭沒有這些轉換的過程, 會很容易陷入發問者的那種困境.
────
那, 熱到底可不可以跟能混用？
當然是可以, 大家都嘛混著用; 前提是不會產生前面的那些疑惑.
不過一旦有疑惑, 就要先把它拆開, 不能繼續摻在一起大鍋煮.
--
新詩練習：新鮮。踩破初春裡的狗大便；不經意的滄桑，滿溢著嫩黃的喜悅。
--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 140.112.218.128
→
09/30 22:54, , 1F
09/30 22:54, 1F
→
09/30 22:54, , 2F
09/30 22:54, 2F
推
09/30 22:57, , 3F
09/30 22:57, 3F
討論串 (同標題文章)