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設計實驗證明做功和熱傳遞是等效的．

答案：
解析：

一根鐵絲，反復彎折會發(fā)熱，用火加熱也會發(fā)熱．


練習冊系列答案
相關習題

科目：初中物理 來源：鼎尖助學系列同步練習　物理（九年級　全） 題型：048

閱讀資料短文，回答文章后面的問題．

熱的本質的認識過程

　　人們已在實踐中熟悉了摩擦生熱，但摩擦為什么會生熱？熱是什么？人們很久也沒有弄清楚，在古代就對熱有兩種不同的看法，一種把熱看成是一種特殊物質；一種認為熱是物質的某種運動形式．

　　17世紀以后，多數人根據摩擦生熱的現象，認為熱是一種特殊的運動形式，不少物理學家都相信這一點，但是這種看法由于缺乏精確的實驗根據，還不能形成科學的理論．

　　到了18世紀，對熱的研究走上了實驗科學的道路，把熱看成是一種特殊物質的熱質說，由于能夠解釋某些實驗結果，因而在當時獲得了承認，熱質說將熱看成一種沒有質量或不可稱量的流質熱質，他不生不滅，存在與一切物體之中，物體的冷熱程度，決定與其中所含熱質的多少，熱質說對摩擦生熱的解釋是，摩擦并沒有改變熱質的總量，但物質在摩擦時比熱容降低了，因此摩擦可以使物體的溫度升高．

　　1798年，英國學者倫福德(1753～1814)在從事槍炮制造時，發(fā)現鉆孔鉆下的金屬屑具有極高的溫度，用水來冷卻時，甚至可以使水沸騰，他懷疑金屬屑具有極高溫度是不是由于比熱容降低造成的，倫福德在他的筆記中寫道，由摩擦所生的熱，來源似乎是無窮無盡的，要用熱質說解釋摩擦生熱現象，鉆下的金屬屑的比熱容要改變很大才行，于是他設計并做了一系列實驗，發(fā)現鉆下的金屬屑的比熱容在摩擦時并沒有降低．根據實驗結果，倫福德斷言熱質說不足為信，應當把熱看成是一種運動形式，熱質說的傳統(tǒng)地位開始動搖了．

　　1799年，英國的戴維做了更加嚴格的實驗．他在零攝氏度以下的露天里，在抽成真空的玻璃罩內，使金屬輪子和盤在鐘表裝置的帶動下相互摩擦，結果使金屬盤上的蠟熔化了．在這個實驗中，熱不可能是由周圍物體傳遞給蠟的，而且倫福德的實驗已經證明，金屬也不會由于比熱容的降低而放熱，那就只能是由于摩擦生熱使蠟粒子的運動加快了．戴維的實驗有力的打擊了熱質說．

　　此后，科學家進一步研究了熱和做功的關系，特別是英國科學家焦耳做了大量實驗，定量的研究了熱和功的關系，證明做了多少機械功，就有多少機械能轉化成與熱相關的能量．焦耳的工作，表明熱不是一種特殊物質，同時為能量守恒定律奠定了基礎．

　　能量守恒定律的建立，徹底否定了熱質說，同時為分子運動理論的發(fā)展開辟了道路．經過科學家的長期研究，關于熱是一種運動形式的設想，終于成為公認的真理，人們認識到：宏觀的熱現象原來是物體內部大量分子的無規(guī)則運動的表現，物體內部的能量就是物體的內能，熱量不是表示物質所含“熱質”的多少，而是表示在熱傳遞過程中傳遞的能量的多少．

(1)早期人們對熱的認識存在幾種說法？

(2)英國學者倫福德對用熱質說解釋摩擦生熱現象時作出了怎樣的猜想？他是采用什么方法來驗證自己的猜想的？

(3)支持熱是一種運動形式的重要理論基礎是什么？

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科目：初中物理 來源：素質教育新學案·物理·九年級·全一冊 題型：064

閱讀資料短文，回答文章后面的問題．

熱的本質的認識過程

　　人們已在實踐中熟悉了摩擦生熱．但摩擦為什么會生熱？熱是什么？人們很久也沒有弄清楚，在古代就對熱有兩種不同的看法，一種把熱看成是一種特殊物質，一種認為熱是物質的某種運動形式．

　　17世紀以后，多數人根據摩擦生熱的現象，認為熱是一種特殊的運動形式，不少物理學家都相信這一點，但是這種看法由于缺乏精確的實驗根據，還不能形成科學的理論．

　　到了18世紀，對熱的研究走上了實驗科學的道路．把熱看成是一種特殊物質的熱質說，由于能夠解釋某些實驗結果，因而在當時獲得了承認．熱質說將熱看成一種沒有質量或不可稱量的流質－－熱質．它不生不滅，存在于一切物體之中，物體的冷熱程度，決定于其中所含熱質的多少，熱質說對摩擦生熱的解釋是，摩擦并沒有改變熱質的總量，但物質在摩擦時比熱容降低了，因此摩擦可以使物體的溫度升高．

　　1798年，英國學者倫福德(1753－1814)在從事槍炮制造時，發(fā)現鉆孔鉆下的金屬屑具有極高的溫度，用水來冷卻時，甚至可以使水沸騰．他懷疑金屬屑具有極高溫度是不是由于比熱容降低造成的，倫福德在他的筆記中寫道，由摩擦所生的熱，來源似乎是無窮無盡的，要用熱質說解釋摩擦生熱現象，鉆下的金屬屑的比熱容要改變很大才行，于是他設計并做了一系列實驗，發(fā)現鉆下的金屬屑的比熱容在摩擦時并沒有降低．根據實驗結果，倫福德斷言熱質說不足為信，應當把熱看成是一種運動形式，熱質說的傳統(tǒng)地位開始動搖了．

　　1799年，英國的戴維做了更加嚴格的實驗．他在0℃以下的露天里，在抽成真空的玻璃罩內，使金屬輪子和盤在鐘表裝置的帶動下相互摩擦，結果使金屬盤上的蠟熔化了．在這個實驗中，熱不可能是由周圍物體傳遞給蠟的，而且倫福德的實驗已經證明，金屬也不會由于比熱容的降低而放熱，那就只能是由于摩擦生熱使蠟粒子的運動加快了．戴維的實驗有力地打擊了熱質說．

　　此后，科學家進一步研究了熱和做功的關系，特別是英國科學家焦耳做了大量實驗，定量的研究了熱和功的關系，證明做了多少機械功，就有多少機械能轉化成與熱相關的能量．焦耳的工作，表明熱不是一種特殊物質，同時為能量守恒定律奠定了基礎．

　　能量守恒定律的建立，徹底否定了熱質說，同時為分子動理論的發(fā)展開辟了道路．經過科學家的長期研究，關于熱是一種運動形式的設想，終于成為公認的真理．人們認識到：宏觀的熱現象原來是物體內部大量分子的無規(guī)則運動的表現，物體內部的能量就是物體的內能，熱量不是表示物質所含“熱質”的多少，而是表示在熱傳遞過程中傳遞的能量的多少．

(1)早先人們對熱的認識存在幾種看法？

(2)英國學者倫福德對用熱質說解釋摩擦生熱現象時做出了怎樣的猜想？他是采用什么方法來驗證自己的猜想的？

(3)支持熱是一種運動形式的重要理論基礎是什么？

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科目：初中物理 來源： 題型：閱讀理解

焦耳

　　焦耳（James　Prescort　Joule,1818～1889）英國杰出的物理學家。1818年12月24日生于曼徹斯特附近的索爾福德。父親是個富有的啤酒廠廠主。焦耳從小就跟父親參加釀酒勞動，學習釀酒技術，沒上過正規(guī)學校。16歲時和兄弟一起在著名化學家道爾頓門下學習，然而由于老師有病，學習時間并不長，但是道爾頓對他的影響極大，使他對科學研究產生了強烈的興趣。1838年他拿出一間住房開始了自己的實驗研究。他經常利用釀酒后的業(yè)余時間，親手設計制作實驗儀器，進行實驗。焦耳一生都在從事實驗研究工作，在電磁學、熱學、氣體分子動理論等方面均作出了卓越的貢獻。他是靠自學成為物理學家的。

　　焦耳是從磁效應和電動機效率的測定開始實驗研究的。他曾以為電磁鐵將會成為機械功的無窮無盡的源泉，很快他發(fā)現蒸汽機的效率要比剛發(fā)明不久的電動機效率高得多。正是這些實驗探索導致了他對熱功轉換的定量研究。

　　從1840年起，焦耳開始研究電流的熱效應，寫成了《論伏打電所生的熱》、《電解時在金屬導體和電池組中放出的熱》等論文，指出：導體中一定時間內所生成的熱量與導體的電流的二次方和電阻之積成正比。此后不久的1842年，俄國著名物理學家楞次也獨立地發(fā)現了同樣的規(guī)律，所以被稱為焦耳－楞次定律。這一發(fā)現為揭示電能、化學能、熱能的等價性打下了基礎，敲開了通向能量守恒定律的大門。焦耳也注意探討各種生熱的自然“力”之間存在的定量關系。他做了許多實驗。例如，他把帶鐵芯的線圈放入封閉的水容器中，將線圈與靈敏電流計相連，線圈可在強電磁鐵的磁場間旋轉。電磁鐵由蓄電池供電。實驗時電磁鐵交替通斷電流各15分鐘，線圈轉速達每分鐘600次。這樣，就可將摩擦生熱與電流生熱兩種情況進行比較，焦耳由此證明熱量與電流二次方成正比，他還用手搖、砝碼下落等共13種方法進行實驗，最后得出：“使1磅水升高1°F的熱量，等于且可能轉化為把838磅重物舉高1英尺的機械力（功）”（合460千克重米每千卡）�？偨Y這些結果，他寫出《論磁電的熱效應及熱的機械值》論文，并在1843年8月21日英國科學協(xié)會數理組會議上宣讀。他強調了自然界的能是等量轉換、不會消滅的，哪里消耗了機械能或電磁能，總在某些地方能得到相當的熱。這對于熱的動力說是極好的證明與支持。因此引起轟動和熱烈的爭議。

　　為了進一步說服那些受熱質說影響的科學家，他表示：“我打算利用更有效和更精確的裝置重做這些實驗。”以后他改變測量方法，例如，將壓縮一定量空氣所需的功與壓縮產生的熱量作比較確定熱功當量；利用水通過細管運動放出的熱量來確定熱功當量；其中特別著名的也是今天仍可認為是最準確的槳葉輪實驗。通過下降重物帶動量熱器中的葉片旋轉，葉片與水的摩擦所生的熱量由水的溫升可準確測出。他還用其他液體（如鯨油、水銀）代替水。不同的方法和材料得出的熱功當量都是423.9千克重·米每千卡或趨近于423.85千克重·米每千卡。

　　在1840～1879年焦耳用了近40年的時間，不懈地鉆研和測定了熱功當量。他先后用不同的方法做了400多次實驗，得出結論：熱功當量是一個普適常量，與做功方式無關。他自己1878年與1849年的測驗結果相同。后來公認值是427千克重·米每千卡。這說明了焦耳不愧為真正的實驗大師。他的這一實驗常數，為能量守恒與轉換定律提供了無可置疑的證據。

　　1847年，當29歲的焦耳在牛津召開的英國科學協(xié)會會議上再次報告他的成果時，本來想聽完后起來反駁的開爾文勛爵竟然也被焦耳完全說服了，后來兩人合作得很好，共同進行了多孔塞實驗（1852），發(fā)現氣體經多孔塞膨脹后溫度下降，稱為焦耳－湯姆孫效應，這個效應在低溫技術和氣體液化方面有廣泛的應用。焦耳的這些實驗結果，在1850年總結在他出版的《論熱功當量》的重要著作中。他的實驗，經多人從不同角度不同方法重復得出的結論是相同的。1850年焦耳被選為英國皇家學會會員。此后他仍不斷改進自己的實驗。恩格斯把“由熱的機械當量的發(fā)現（邁爾、焦耳和柯爾�。┧鶎е碌哪芰哭D化的證明”列為19世紀下半葉自然科學三大發(fā)現的第一項。

選自：《物理教師手冊》

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