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我们知道,运动的物体具有动能,运动的分子也同样具有动能。
构成物质的分子在不停地做热运动,温度越高,分子热运动的速度越大,它们的动能也就越大。
除此之外,由于分子之间存在类似弹簧形变时的相互作用力,所以分子也具有势能,这种势能叫做分子势能。
构成物体的所有分子,其热运动的动能与分子势能的总和,叫做物体的内能(internal energy)。 内能的单位是焦耳(J),各种形式能量的单位都是焦耳。 飞在空中的足球,离开地面,具有重力势能; 足球在空中飞行,还具有动能。空中运动的足球除了整体具有机械能外,同时还具有内能。 机械能与整个物体的机械运动情况有关,而内能与物体内部分子的热运动和分子之间的相互作用情况有关, 内能是不同于机械能的另一种形式的能。 一切物体,不论温度高低,都具有内能。 物体温度降低时内能减少,温度升高时内能增加。 物体内能的改变 如果把烧热的工件放到冷水中,工件会凉下来,而冷水会变热,这是因为在此过程中发生了热传递。 发生热传递时,高温物体内能减少,低温物体内能增加。热传递可以改变物体的内能。 在热传递过程中,传递能量的多少叫做热量(quantity of heat),热量的单位也是焦耳。 物体吸收热量时内能增加,放出热量时内能减少。 物体吸收或放出的热量越多,它的内能改变越大。 冬天用热水袋取暖,人体逐渐感觉暖和,热水袋慢慢凉下来;发烧时用冷毛巾给头部降温,过一段时间后,毛巾温度升高,体温降低。 这些都是热传递改变物体内能的例子。 地球的温室效应 太阳通过热辐射把能量输送到地面,温暖了地球,养育了万物。 地表受热后,也会产生热辐射,向外传递热量。 由于地球表面有一层大气层,大气中的二氧化碳气体会减弱这种向外的热辐射,因此地表的温度会维持在一个相对稳定的水平。 这就是温室效应。适度的温室效应是维持地球上生命生存环境的必要保证。 大气层中的大部分二氧化碳是自然产生的,然而现代工业大量燃烧煤炭和石油,产生了更多的二氧化碳; 另外,由于人类大量砍伐森林,削弱了植物因光合作用对二氧化碳的消耗。这些都加剧了地球的温室效应。 这是近年来全球气候变暖的重要原因。 如果地球表面的温度过高,将会导致两极的冰雪融化,使得海平面上升, 淹没城市,大片良田盐碱化。温度的升高还会影响全球气候,使得一些地区暴雨成灾,而另外一些地区干旱少雨,促使土地荒漠化。 参考资料: 难得一见!化学结构之美超乎你的想象 |