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188宝金博页面版: 物体温度升高时内能一定增加吗-由“过冷水”的凝固现象引发的猜想和思考

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内容提示: 第34卷第4期2013年物理教 师PHYSI CS TEACHERV01.34 NO.4( 2013)物体温度升高时内能一定增加吗——由“ 过冷水” 的凝固现象引发的猜想和思考沈孝兵( 南京市育英第二外国语学校,江苏南京210044)物理学中我们把物体内所有分子做无规则运动的分子动能和分子势能的总和叫做物体的内能.温度是表示物体冷热程度的物理量,从微观上来讲温度是反映了物体分子热运动的剧烈程度,是物体分子平均动能的标志,因此在物体质量一定( 物体内分子总数一定) 的情况下,当物体温度升高时,分子的平均动能增加,物体的内能增加.当物体温度下降时,分子的平均动能减少,物体的内能减少.但是笔者...

文档格式:PDF | 页数:1 | 浏览次数:267 | 上传日期:2016-06-02 03:04:59 | 文档星级:
第34卷第4期2013年物理教 师PHYSI CS TEACHERV01.34 NO.4( 2013)物体温度升高时内能一定增加吗——由“ 过冷水” 的凝固现象引发的猜想和思考沈孝兵( 南京市育英第二外国语学校,江苏南京210044)物理学中我们把物体内所有分子做无规则运动的分子动能和分子势能的总和叫做物体的内能.温度是表示物体冷热程度的物理量,从微观上来讲温度是反映了物体分子热运动的剧烈程度,是物体分子平均动能的标志,因此在物体质量一定( 物体内分子总数一定) 的情况下,当物体温度升高时,分子的平均动能增加,物体的内能增加.当物体温度下降时,分子的平均动能减少,物体的内能减少.但是笔者在做“ 探究水的凝固规律” 实验时,一次意外的实验现象却表明:物体温度升高时,内能可以减少.在多次探究水的凝固规律的过程中.笔者将温度传感器放入质量约3 g的水中,( 水装在笔管里,以一15℃盐水冰为低温源) 如图1所示,温度传感器记录的水的温度随时间的变化图像( 水的凝固图像) 大多如图2所示.在这一过程中.水先放热.水的温度先从室温下降到水的传的盐水杯子凝固点( 传感器记录的凝固点约为图1—1℃) ,水温降到凝固点后水继续放热凝固.但温度保持不变( 此时水的内能减少是水的分子势能减少引起的) ,当水全部凝固成冰后,冰继续放热,冰的温度下降.季黑≯了一季暑墨了一£一 ?。! 一?。1r、厂图2 图3可是有一次温度传感器却记录了水的温度随时间的变化图像如图3所示.由图3可以发现水由10℃下降到0℃后并没有保持不变,而是继续下降到一8℃,然后又上升到0℃后才保持不变,当水全部凝固成冰以后.温度又继续下降到一10℃左右.( 将装有一10℃冰的笔管从盐水冰中拿出,一10℃的冰又吸热升温,达到0℃后冰开始熔化且温度保持不变) .本次实验中,水的这种降温规律与常见的水的凝固规律不同,在这个过程中出现了水在放出热量( 水的内能减小) 的同时,温度在升高的反常现象,这是什么原因呢?其实这是传感器意外捕获的一种比较罕见的过冷水的凝固现象,过冷水是温度低于凝固点但仍不凝固的水.水在0℃以下不结冰凝固的主要原因是水过于纯净或水号曝陌一卜...一.;ehl{善一t~

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