最新建筑面积计算规则:摩擦生热是怎么回事?

来源:百度文库 编辑:杭州交通信息网 时间:2024/04/30 00:05:45
物理学问题
我知道热质说是错的
但又要怎么样用运动说解释呢?

假设两物体进行磨擦运动,我们必须假设两物体间存在磨擦力,如此两物体之间的磨擦面就不是光滑的。同时,两物体之间必须存在相对速度。

若通过显微镜去观察非光滑物体表面,物体表面会是凸凹不平的,这已成为人所共知的事实。由于相互磨擦的物体接触面是凸凹不平的,在两物体的相对运动的过程中,相互摩擦的两个接触面凸起部分的物质会发生碰撞并阻碍两物体间的相对运动.当对两物体施加的相对运动的力大于或等于阻力时,两物体间会持续相对运动.同时,碰撞会使磨擦面上凸起部分物质相对于原状态有一形变.碰撞后,凸起部分物质由于自身弹性力的作用,形变势能转化为凸起部分物质相对于物体的动能,从而形成凸起部分物质相对于接触面本身的相对运动速度.并继续和形成磨擦的其它凸起物质发生碰撞.通过碰撞,会使凸起部分物质分子存在两种变化。

第一种变化来源于物质分子自身固有的惯性。根据对杂乱无章的物质分子热运动统计的规律,物质分子热运动在运动方向上是各相同性的。若我们假设分子热运动速度是相对于物体,并将物体作为静止参照系。那么凸起部分物质瞬时经相互碰撞而静止时,虽然沿运动方向凸起部分物质分子热运动速度会增加,同时沿向反的方向,凸起部分物质分子热运动速度会减少。两者速度数值变化相等,方向相反,此效应在摩擦面上不影响温度的变化。

第二种存在状态的变化来源于凸起部分物质分子相互碰撞的相对速度。会使相互碰撞的分子的运动速度增加。同时是摩擦面的温度升高。

宏观的热现象原来是物体内部大量分子的无规则运动的表现.物体之间发生摩擦的时候,由于做功而使物体之间的分子剧烈地运动.

我们都知道,物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的综合叫做内能,也就是说,当物体与物体发生摩擦时,由于克服摩擦做了功,使到物体内部分子的运动更加激烈,因而使到物体的内能增加,温度升高,这就是摩擦生热的原理.这就是以物理角度解释摩擦生热的原理.

不错,热质说是错误的,早到18世纪已经有人把它推翻了,下面是从我的物理课本摘出来的两个例子,都证明了摩擦生热是分子运动:
1798年,英国学者伦福德(1753一1814)在从事枪炮制造时,发现钻孔钻下的金属屑具有极高的温度,用水来冷却时,甚至可以使水沸腾,他怀疑金属屑具有极高温度是不是由于比热容降低造成的,伦福德在他的笔记中写道,由摩擦所生的热,来源似乎是无穷无尽的,要用热质说解释摩擦生热现象,钻下的金属屑的比热容要改变很大才行,于是他设计并做了一系列实验,发现钻下的金属屑的比热容在摩擦时并没有降低.根据实验结果,伦福德断言热质说不足为信,应当把热看成是一种运动形式,热质说的传统地位开始动摇了。
1799年,英国的戴维做了更加严格的实验.他在零摄氏度以下的露天里,在抽成真空的玻璃罩内,使金属轮子和盘在钟表装置的带动下相互摩擦,结果使金属盘上的蜡熔化了.在这个实验中,热不可能是由周围物体传递给蜡的,而且伦福德的实验已经证明,金属也不会由于比热容的降低而放热,那就只能是由于摩擦生热使蜡粒子的运动加快了.戴维的实验有力的打击了热质说。

摩擦生热其实是一种能量的转化形式,能量之间是可以相互转化的.例如物体从高处落下就是从重力势能转变为动能,而摩擦生热呢就是能量从动能转变为热能.

摩擦生热是一种物理变化。
两个物质的分子要受挤压,或者两个物体表面部分要被摩擦掉,物质内部的分子之间的化学键要被断开,因此就产生热量

是机械能转化为内能!