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热本质新解--答朱顶余先生
[楼主] 作者:王飞cn  发表时间:2012/06/28 14:39
点击:3474次

有关热本质问题一直没有进入我的研究范畴,她似乎已经被很好的证明了。

但是,朱顶余先生一再提出挑战热2的观点,我发现在现有理论下,朱顶余是正确的,不过,我也很快意识到朱顶余先生错了,其根源并不在朱顶余先生,而是现代物理的错误把朱顶余先生给害了,却意外引起我的思考,所以,我曾经指出,不要一条道跑到黑,既然现实中海水下面的温度更低,是朱顶余先生理论的反例,就应该立即反思,是不是热学基础有问题,因此才有我对热本质的正确认识,当然,这首先要感谢朱顶余先生的激发作用!



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空间本无物理性质,具有以太的空间才有了局部静止系、惯性,运动才可以自身测量。
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 [2楼]  作者:羊狰狞  发表时间: 2012/06/28 14:42 

哦?海水下面的温度更低?

——不断有冰块浮上海面么?
[楼主]  [3楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2012/06/28 18:58 

对【2楼】说:
这不是一个判定,也不是科普,是指出存在这一事实反例,但,分子运动论下的热学,其热传导速度(常温下)理论上大约为400--500米/秒,因此,朱顶余先生的理论存在严厉的反例,如果不推翻热学的框框,一切将是不可接受的与无法理解的混乱。

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[楼主]  [4楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2012/06/28 19:07 

我第一时间就发现了这个问题,还提示了朱顶余先生,但是,竟然没有人注意到这个问题,我也对黄国友教授说过,我不关注小儿科的东西,就是因为本身既简单又是错误的,但却可以引起热学的地震,这是朱顶余先生的意外贡献,也是朱先生始料未及的,我因为一直希望有个较为完整的研究,以及一些应用性研究,干扰了进程,无法及时回复,因此在【给朱顶余先生降温】的贴中明确提出会有专贴回复,这篇帖子就是履约之作。

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[楼主]  [5楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2012/06/28 19:11 

现代物理把热现象归结为分子运动论,热是分子的动能表现,热传递是分子通过弹性碰撞进行的动能交换。但是,人们如何接受这些高速、高频率碰撞的小球(分子),为何导热率如此低下,一件几厘米的棉衣就可以抵御严寒,在分子运动论看来,棉衣不过是一些高速相互碰撞的弹性小球组成的物件,与导热良好的金属外衣没有多少区别。如果哪位用弹性钢球进行类似模拟实验,谁能相信它内部的动能可以长时间不向外传递出去?要维持1秒钟也是非常困难的。



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[楼主]  [6楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2012/06/28 19:12 

除了热传递的困难,还有分子已经在高速碰撞了,为何还需要超声波来帮助洗涤?一般物质由于温度影响,其体积为热胀冷缩,但为何还存在(某阶段)热缩冷胀的物质,如水、锑、铋、液态铁等。无论水温高低,我们都无法感到丝毫压强的差异,难道其分子动能没有变化?但布朗运动却又证明了水分子运动速度与温度有关?举重运动员承受巨大的分子压力,但却不能因此感觉到丝毫温暖?



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[楼主]  [7楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2012/06/28 19:14 

要知道这些答案,就必须从热本质研究入手。



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[楼主]  [8楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2012/06/28 19:19 

我们首先来回顾一下热的研究史,重新审视一下热的本质。

在古希腊的德谟克里特和伊壁鸠鲁以及古罗马的卢克莱修的著作中就出现了“热是物质的”这种说法,直到18世纪,热质说在物理学界还一直占着统治地位,拉瓦锡和拉普拉斯等人认为,热是由渗透到物体当中的所谓“热质”构成的;拉瓦锡甚至把“热质”列入化学元素表中,热质被看作是一种不可称量的“无重流体”,它的粒子彼此排斥而为普通物体的粒子所吸引。它认为“热”是一种没有质量,也没有体积的流质,称之为“热质”。含热质越多的物体,温度就越高,所以物体温度的高低是取决于热质的含量。



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[楼主]  [9楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2012/06/28 19:19 

到了十八世纪末,热质说受到了严重的挑战。1798年,出生于美国,后来加入英国国籍的物理学家本杰明·汤普逊即伦福德伯爵向英国皇家学会提出了一个报告,说他在慕尼黑监督炮筒钻孔工作时,注意到炮筒温度升高,钻削下的金属屑温度更高的现象,他提出了大量的热是从哪里来的这个问题。他在尽量作到绝热的条件下进行了一系列钻孔实验,比较了钻孔前后金属和碎屑的比热,发现钻磨不会改变金属的比热。他还用很钝的钻头钻炮筒,半小时后炮筒从60度F升温到130度F,金属碎屑只有五十多克,相当于炮筒质量的九百四十八分之一,这一小部分碎屑能够放出这么大的“潜热”吗?他在笔记中写道:“看来在这些实验中,由摩擦产生热的源泉是不可穷尽的。不待说,任何与外界隔绝的物体或物体系,能够无限制地提供出来的东西,决不可能是具体的物质实体;在我看来,在这些实验中被激发出来的热,除了把它看作是‘运动’以外,似乎很难把它看作为其他任何东西。”


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[楼主]  [10楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2012/06/28 19:21 

1827年,苏格兰植物学家R·布朗发现水中的花粉及其它悬浮的微小颗粒不停地作不规则的曲线运动,称为布朗运动。人们长期都不知道其中的原理。50年后,J·德耳索提出这些微小颗粒是受到周围分子的不平衡的碰撞而导致的运动。布朗运动也就成为分子运动论和统计力学发展的基础。



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[楼主]  [11楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2012/06/28 19:23 

1860年麦克斯韦推导出理想气体的速率分布律,即在平衡态下,当气体分子间的相互作用可以忽略时,分布在任一速率区间 v~v+dv 的分子数占总分子数的比率为一个分布函数,由于技术条件的限制,测定气体分子速率分布的实验,直到上世纪二十年代才实现。1920年斯特恩(O.Stern)首先测出银蒸汽分子的速率分布;1934年我国物理学家葛正权测出铋蒸汽分子的速率分布;1955年密勒(Mlier)和库士(Kusch)测出钍蒸汽分子的速率分布。斯特恩实验是历史上最早验证麦克斯韦速率分布律的实验。



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[楼主]  [12楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2012/06/28 19:31 

实验表明:在实验条件不变的情况下,分布在给定速率区间内的相对分子数则是完全确定的。这些实验肯定了人们对热是一种分子运动的早期判断,并奠定了分子运动论的基础,分子运动论成功解释了诸如布朗运动等现象,并将这作为物理学的理论基础。

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[楼主]  [13楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2012/06/28 19:31 

人类不能满足对部分现象的解释而忽略明显的不合理例证,否则热质说也就没有必要纠正了。

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 [14楼]  作者:fhnjzz  发表时间: 2012/06/28 20:16 

我现在手上有一本1985年出版的,由申先甲先生写的<探索热的本质>的书,共有234页,买来书后我看了好几遍,要理解热的本质是很难的,你这样几个贴子是说不清楚热的本质的,你最好能看一下<探索热的本质>的书.
[楼主]  [15楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2012/06/28 20:31 

对【14楼】说:

我要探索的是人类未知的东西,如果你说的什么书上已经有了,我就没兴趣了,我可不是科学知识的爱好者,我玩的是科学的探索。



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[楼主]  [16楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2012/06/28 20:37 

人们也很容易用分子运动论解释气压,认为气压是气体分子对容器壁的碰撞结果,温度升高,分子动能增加,使得压力变大;压缩气体导致的压力变化,可以用分子密度增加而使碰撞率增加。但是,却无法解释冷水与热水为何压力相同,也无法回答举重运动员手掌上承受巨大的压力(分子碰撞),却仍然感觉到的是铁的冰凉?

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 [17楼]  作者:否定相对论  发表时间: 2012/06/28 20:41 

声、热、光、电的本质都是力,不同形式的力之间可以互相转化。热跟光其实是一回事。
[楼主]  [18楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2012/06/28 20:55 

从历史上的研究与实验看,热有如下特征,具有能量,与能量活动密切相关,热可以通过接触、对流、传导和辐射的方式相互传递,热与分子运动有一定关系,热可以引起物质体积变化,影响化学反应、电流活动等等。
如何理解热本质?笔者认为:热不仅仅是一种能量,本质上是微观下的一种易于传递的能量,因此热才容易被感觉到。热源于分子能量的不稳定的结构,因此才会发生各种方式的能量传递,但每一种传递方式本身并不是热的全部,因此虽然热会影响到分子的动能变化,但这个动能并不是热能的全部,分子动能仅仅是热能的一部分,因为分子的动能也是一种易于传递的方式,符合热的基本属性。不稳定的能量会以各种形式向外传递,比如辐射,接触传导,在不同的温度下,传递能量的不同方式占据的传递份额会发生一些变化,热主要部分是分子内部运动的不稳定,而非外部显示的动能,因此接触可以传递一些能量,即便加上分子动能的传递,都不足以达到分子运动论的量级,但活跃的自由电子可以加速分子间的这种能量的传递。

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[楼主]  [19楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2012/06/28 20:56 

物质是由能量组成的,热能作为一种能量,其本身源于物质,但这与热素有所不同,热是一种能量,她可以稳定的存在于物质结构当中,甚至与普通物质没有任何区别。如果普通的物质的主体结构比较稳定,若增加一些多余结构,就会变得不太稳定,就如一些外来人员的涌入,往往会造成区域的不稳定,并不是说这些人与当地人存在着本质的区别,同样的,本地人也并非一定非常稳定,遇到特殊情况,也会爆发骚乱,就如稳定的原子一旦发生化学反应或核反应,便会释放大量能量——热能,并从新进入另一稳定状态。物质不容易绝对安定,因此存在温度,这就是对她们不稳定情况的衡量,一旦物质内部不稳定,她就总是希望向着稳定的方向发展,因此热总是被排斥,除非对方温度更高,无法实现传导。物质内部的不稳定,也是各种辐射产生的根源,原子内部不稳定结构,内部就像山上飞驰的小车,随时有多余零件散落出来,有些会以电磁波的形式扩散,还会使得分子整体的振动,就如发动机也会振动一样。热就是在这么个复杂的环境中体现的一连串现象,因为其不稳定,因此才易于传导,才会影响物理化学反应,才容易被我们感觉到。但是,如果我们能够把某个粒子完全粉碎,那么我们最后可以把它全部转化为热能,当然还要为这些热能提供宿主。

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[楼主]  [20楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2012/06/28 20:59 

如此,我们便可以解释为什么温度与粒子运动速度有关,但却无法通过粒子碰撞有效的传递热能,使得冬季几厘米厚的粒子棉衣就可以保持体温。由于热能并不要求按照比例分配给粒子动能,在某些阶段,粒子内部允许蕴藏更多热能,分配的动能反而减少,因此,有些物质才会出现热缩冷胀的反常现象,对此,我们可以通过布朗运动,观察这些反膨胀物质在温度升高,体积缩小时,布朗运动速度也是减慢的,从而证明热能的分配机制确实转向分子内部。

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[楼主]  [21楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2012/06/28 21:06 

物质的压力也并不来自分子的撞击,而是分子间的排斥力,这种排斥力与分子的距离有关,距离越近,斥力越大,因此举重运动员感到巨大的挤压力,自然无法感受到什么温暖。即便是气体也是如此,否则气体就不会是热的不良导体。

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[楼主]  [22楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2012/06/28 21:07 

高温能促成许多化学反应,因为化学反应通常需要分子结构重组,需要结构不太稳定,才可以从新拼接。而且有时分子重组需要一些物质结构,热能正好给予提供,因此其反应是吸热的。而一些放热的化学反应,是在分子重组后,多出一些“零件”,变为热而被排出。

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[楼主]  [23楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2012/06/28 21:08 

核反应通常需要更为强大外力协助破坏稳定的原子结构,使得原子重新组合,形成裂变或聚变,这样的变化通常会有更多的“零件”被抛出或进入,这样核反应就会显示更强的热现象。与核裂变不同的是,我认为核聚变并不要求同一种元素进行反应,类似化学反应,不同的元素间具有不同的化学结合能力,核聚变也应如此,不应该局限于同一元素的聚变,这样会更容易找到更容易聚变的元素,使得核聚变能源成为现实。

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[楼主]  [24楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2012/06/28 21:09 

通常,物质世界千变万化,但其结构组成的原子数量并不多,也就元素周期表上的一百多种,而所有元素最后也都是由数量更少的质子、电子、中子组成,科学研究本来朝向简化的方向顺利前行,但是,现代高能物理研究的基本粒子,其数量却在不断的扩大化,已经超过常人想象,人类面对日益增加的新粒子成员逐渐陷入迷茫。如果把物质看做是能量,把微粒看做是一些以太的缠绕波的话,就不难理解为何有无数的新粒子,因为在对撞机的强大破坏力下,这些缠绕波会被破裂出多少不同尺寸的碎片,不理解微观粒子的这些实质,就无法理解热现象的本质。

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[楼主]  [25楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2012/06/28 21:10 

人类对电阻发热已经非常熟悉,但一直无法知道原因,同样的,也无法知道电阻的来源。电子是一种较大的能量单元,具有一定的稳定性,电子要在分子间移动,可能需要与这些原子匹配,电子并不见得都是完全一样的。导电时,分子也就是丢掉一个电子,迎接另一个电子。如果来去的电子都一模一样,这时通常没有什么障碍,也不会发热,因为没有多余的零件可以丢弃的,此时就被称为超导状态。但是,通常在一定温度下的分子温度并不完全相同,不同温度的分子对应不同能量的电子,温度高的分子具有较为肥胖的电子,如果来的电子过于肥胖,不合自己使用,就会被减肥,而放出热量,如果送出去的电子,对方嫌瘦,该电子除了从环境获得一些热能外,只好从电压降中获得能量,并完成电子的传递。因此,在这种情况下,发热就在所难免了。那么,为何有些物质电阻高,有些物质电阻低?因为有些物质核外电子由于其分子的原因,天生的个头比较整齐,大小差距不大,因此电阻很小,发热很低,但是,如果温度上升,分子热差异会变大,使得电阻随之变大,同样的,当温度降低到一定程度,分子全部热能一致,核外电子的脂肪变得一模一样,而成为超导体。如果希望得到超导材料,首先是要降温,如果希望的是高温超导,就要提高材料的纯度,避免杂质的侵害,同时,笔者猜测利用特殊的大分子化合物,容易实现母体的同一,因为概率上多个比单个更容易接近平均化。

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[楼主]  [26楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2012/06/28 21:11 

当然,温度升高并不总是使得电阻增加,对于半导体材料来说,温度的增加引起的是电阻的减小,从前面的分析中,我们看到电阻在这里也应该是增加的,笔者认为,这是另一现象高于增加现象导致整体电阻下降。由于半导体电阻介于导体与绝缘体之间,电阻较大的原因是因为电子在分子内部运行较稳定,不容易外出,温度的提高破坏了这个平衡,使得电子易于外出,同时,半导体还具有一个特点,这个在温差电现象中已被证实,就是半导体在电子离开或进入时,具有更大的热效应,也就是,在半导体中,电子的移动会更容易的获得热能的帮助,而验证了前述电子运动的胖瘦理论。为了更加了解粒子的能量波本质,我们可以通过一些实验进行分析,康普顿效应是对原子结构的一种衡量,他从电子的散射中,发现了一些数据,因而得到原子核的尺寸。但是,我们或可从另一实验重新审视这个结论,现在我们拥有很多中微子实验室,实验发现,中微子很容易穿透地球,对中微子而言,地球是透明的,那么,我们是否可以据此重新计算原子核的大小?再有,光子也可以穿透金属薄膜,同时,光也能穿透较厚的玻璃,那么,我们是否可以因此认为金属的原子核比玻璃的原子核大很多倍?不同的实验可以得到完全不同的原子核直径,那么,这些结论有什么意义,实验又说明了什么?如果从粒子波本质理解,这些问题都会迎刃而解,我们谈论的电子也好,中微子也罢,都同样是一些以太波,只是她们的结构有所不同,因此与原子的相互作用不同,遇到作用不大的情况,就可以视对方为透明体,至于透明的程度,以及相互作用的具体数据,并不能作为原子核大小的凭证,康普顿效应的解释,完全是人类采用宏观粒子碰撞知识对微观世界的想象,原子模型还是没有证明的未知。


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[楼主]  [27楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2012/06/29 15:47 

实际上人类的研究并非一无是处,现代物理已经知道物质是由能量组成的,而且,微观粒子已经很难用粒子来描述,因为她们都具有波的特点,因此又被称为物质波。当然,量子力学有自己的意见,认为微观物理实在既不是波也不是粒子,真正的实在是量子态。在这种波粒难辨,边界模糊的微观世界,确实让人为难。但却也道出了微观世界的一些端倪。为何人们没有进一步确立微观粒子就是波?因为波的速度是确定值,但粒子速度是可以变化的,正是这个公理性认识阻碍了科学的发展。笔者认为,波速度是确定的,但如果波相互缠绕,就可以原地不动,也可以螺旋前进,形成各种速度,就像龙卷风一样。这个缠绕的波整体速度不会超过波直线运动的速度,正因如此,我们无法观察到超过光速的粒子,如果你硬要加速粒子,你的努力不会有什么结果,粒子一旦达到光速,就是直线的光波,再也找不到粒子了,我们在同步加速器上已经看到电子形成的强大激光,只是我们还不知道她们是谁的变身。

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[楼主]  [28楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2012/07/28 08:41 

若热能是分子运动,喇叭就可以用于取暖。
哪位在听音乐时感到热浪滚滚了?

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[楼主]  [29楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2012/08/12 14:25 

有请吴海浪先生!

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