Re: [問題] 熱量常見困擾題一問
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: 推 guare:在日常生活中如果問1克花生有多少熱量，又是哪種定義？ 11/27 18:53
花生含有的內能 U，扣除巨觀動能跟位能，還有未釋放的原子核能後
大約是 U = sigma [TS - PV + uN]
j
因為花生是混合物，所以對不同 component j 做加總，
例如 j1= 澱粉， j2= 油滴等等
其中 T, P 對於所有 component 都相同，但是 S, V 就是各自的熵和體積
理想上來說，就是把花生包在某個膠囊裡面
(假設膠囊是絕熱系統，
膠囊有關節可以改變膠囊的體積，膠囊可以紀錄壓力跟體積)
經過很好(ㄇㄢˋ)的程序與熱庫做接觸
降溫到 0K 後，如果只有熱能和 PV 功互相轉換，
可以測量 PV (膠囊系統) 來回推花生的熱量 (但是需要知道花生的絕熱膨脹常數等)
因為在 0K 的時候 dQ 確定是 0，絕熱過程下 dU = 0
至於怎麼把系統在絕熱的軌跡下降到 0K?
厄...可以使用 "假" 的絕熱過程，也就是外在很微幅的改變 PV
試著讓系統的溫度下降，但同時監測確定熱庫的能量沒有改變
經過實驗後，了解絕熱軌跡後，就可以用很好(ㄇㄢˋ)的程序做這件事情
(也許有其他更好的方法 歡迎討論)
實際上來說幾乎不可能，因為熱能 d(TS) 不會只轉換成 PV 功 d(PV)
也會轉換成化學位能 d(uN) ，也就是花生自己會有內部化學反應
加上從室溫到 0K 的過程中，花生內部會產生多次相變
光搞定一個純物質的相變過程就需要多年研究了
像花生這種混合物的相變更複雜，因為不同成份可能會從均相轉變成非均相等等
所以最後降到 0K 後，
花生裡面新形成的分子種類也貢獻了 uN
就算沒有化學反應，分子相變後產生的 uN, PV, 和 S 也不同
所以沒有這些關於化學反應和相變的知識，沒有辦法做最後 dU 的計算
因為從 300K 到 0K 中間發生了太多未知的故事
一般來說，熱量使用的是相對的量，相對的基準是在我們還能掌握的一個溫度範圍內
因為除了一些我們非常了解的純物質 (像是 He)
大多的物質隨著溫度改變有很豐富的性質變化，讓絕對的熱量很難在實驗上測量
鄉愿一點講，除非有人關心花生在液態 He 的特殊物理，例如花生作為超導材料...
不然熱量用相對量也就夠了 XD
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