生活小知识：热能的转化
热学小知识：热能的转化
文章摘要：在多数发电厂附近，你会看到冷却塔将热水放入河、湖或流湾中。原因是热能无法百分之百地转化为电能，必定要浪费掉一部分热能（在水电站这种浪费可以忽略），因为除了很小量的摩擦外可以认为落水的机械能可以全部转换成电能。…
如果你用一定燃料（煤油、天然气或煤）烧炉子而获得的热量是X；如果同样多的燃料在发电厂燃烧，由此发的电全部通过电炉来加热你的房间。
电炉此时：产生的热量远远小于X，因为热量不可能完全转换成电能。
在多数发电厂附近，你会看到冷却塔将热水放入河、湖或流湾中。原因是热能无法百分之百地转化为电能，必定要浪费掉一部分热能（在水电站这种浪费可以忽略），因为除了很小量的摩擦外可以认为落水的机械能可以全部转换成电能。
为什么传到冷却塔、河中的热量不能通过循环再回到动力厂的锅炉里呢？因为热量自己是无法由低温物体转移到高温物体的，而锅炉温度总是远远高于废热的温度。
为什么不用热泵迫使废热进入锅炉呢？因为热泵工作要消耗能量。在消耗多少能量呢？至少与动力厂在产生这些废热所耗的电相等，于是也就没有什么剩余的电力供输出了。
蒸汽机
首先，为什么会有废热产生呢？因为在蒸汽机或汽轮机中，汽体必须膨胀以推动机械活塞或汽轮叶片。汽体膨胀时它的温度降低，如果汽体能够膨胀到使其温度降为绝对零度，那么全部热能就都用来作功了。但实际上，它并不能比外界温度低（约为绝对温度300度乱乱），因此，你无法利用全部的热能。
下面这种方案如何？你可以使蒸汽膨胀后变成水，再将热水放回锅炉。这样做还会有什么损失呢？你会认为没有损耗了，因为似乎有了一个闭合的循环，但你错了。首先，蒸汽膨胀作功推动活塞时要耗掉一部分能量，当然这正是你所需要的，因此我们算它是能量损失。浪费在下面：蒸汽膨胀直到温度降为100℃，这时机器内部压强与外界大气压相同，它不能再膨胀了。
这首祥时它还不是水，而是100℃的蒸汽冷凝成100℃的水必须排除冷凝时释放的潜热。100℃的蒸汽变成100℃水时，温度不变，却有很大一部分热量放出，这一部分热量不能回到锅炉，因为它的温度仅100℃，而锅炉的温度却远远高于它。冷凝的潜热成为废热，太糟糕了，为什么锅炉的温度一定要高于100℃呢？因为100℃蒸汽的压强未超过大气压强。
当你为电热器付钱时，你不仅要为加热你的房间的热量付钱，还要为加热河流、大海和天空付钱。
热学小知识：无需燃料的船
文章摘要：一艘船是否可以不需煤或石油，采用下面的方法加热锅炉并带动自身前进。将温暖的海水抽进来，从中吸取热量并集中到锅炉，然后将冷却的海水排入大洋。如果从水中吸收的热量足够多，那末排出的海水很可能结成了冰。这种无需燃料的船存在吗？答案是否定的。…
思考一下这个问题：一艘船是否可以不需煤或石油，采用下面的方法加热锅炉并带动自身前进。将温暖的海水抽进来，从中吸取热量并集中到锅炉，然后将冷却的海水排入大洋。如果从水中吸收的热量足够多，那末排出的海水很可能结成了冰。
第一个问题是：这种设想违反能量守恒定律吗？
答案是否。
上述设想并不违背能量守恒，因为锅炉里的热量是从设想的海水那儿得来的，我们并未创造能量，只是使能量由一个物体（水）转移到另一物体（锅炉）而已。
第二个问题：这种设想可行吗？
答案仍是否。
如果它可行，我们早就这样做了，但我们发现这种情况在我们的生活中是不可能发生的。物理定律是从人类的总体经验中总结出来的`。这类过程不可能发生的结论来自热力学第二定律。热量总是由高温处传递到低温处，它自己无法从温暖的海水里转移到温度高得多的锅炉里，如同一个球不可能自己向上滚一样。热量可以在外力作用下由低温处转移到高温处——冰箱便是如此。但迫使热量由低温处转移到高温处需要能量，且哗芹档这个能量必定大于锅炉获得的能量。
船的世界就是海面。如果整个世界温度相同、那么无论温度多高，无论这个世界上的热能有多少，都无法将其变为功。
热学小知识：温度有条“底线”
文章摘要：有了温度计，人们可以更深入、更准确地研究热。最初，科学家们认为热是一种单独存在的物质。这个理论被称为“热质说”。这种说法把传热过程看作是“热质”的流动过程，并且产生了“热质守恒定律”。这种学说没法解释摩擦生热，所以一直受到挑战。…
“布莫让星云”是宇宙中已知最冷的地方
有了温度计，人们可以更深入、更准确地研究热。最初，科学家们认为热是一种单独存在的物质。这个理论被称为“热质说”。这种说法把传热过程看作是“热质”的流动过程，并且产生了“热质守恒定律”。这种学说没法解释摩擦生热，所以一直受到挑战。
1798年，英国物理学家伦福德通过摩擦生热的实验提出热是物质的一种运动形式。1799年，英国科学家戴维的冰摩擦生水的实验更推翻了热质说。
现在，科学家已经确认热不是一种单独的物质，而是物质内粒子无规则运动造成的现象，而温度正是度量这种无规则运动强度的方法。所以，我们可以这样粗略地理解温度：温度高就说明物质内粒子无规则运动速度大，反之说明物质内无规则运动速度小。实际上，物质内粒子的运动速度并不相同，温度是“粒子运动激烈程度（动能）平均值的一个指标”。它是一个相当不容易理解的概念。
根据温度的定义，无论是摄氏温度还是华氏温度，它们的“零度”都不是真正的“零度”。因为在此温度下物体的粒子还在做着相当激烈的运动。那么，温度有没有最低值呢？科学家认为，这个最低温度确实存在，被称为“绝对零度”，它等于-273.15℃.过，宇宙中没有什么地方是绝对零度，因为只要有物质，多少会受到周围辐射等因素的作用而产生粒子的运动。宇宙中最冷的天体“布莫让星云”（Boomerang Nebula）的温度是-272℃.
同时，根据热力学第三定律，热量只能从温度高的物体传到温度低的物体，要使物体降温到绝对零度，只能用低于这个温度的物体来吸取它的热量，这肯定是不可能的，所以人工也没法制造出绝对零度。现在，科学家只能制造出比绝对零度高出10-10摄氏度的低温。有“绝对零度”，就有“绝对温度”。绝对温度以绝对零度为零度，温度间隔和摄氏度一样，其单位是开尔文（K），绝对温度等于摄氏温度加273.15.
热学小知识：热带气候
文章摘要：太阳升起时，气温渐高，空气就能容纳更多的水汽，于是水就蒸发进入空气中，此时，露水以及身上的汗水也就蒸发进入空气中，这使你感到干燥而凉爽——但为时不长，天气将又是高温而闷热了。这是为什么呢？…
新奥尔良及海湾地区的夏季气候高温而湿润，在这种气候里，一天中什么时间最舒服？答案是：太阳初升后气温略有上升时。
热带气候不舒服的主要原因是潮湿。汗从你的皮肤上蒸发掉要带走一些热量，而使你降温，而如果空气非常潮湿，其中水汽已饱和，那么汗就要留在你的皮肤上。一立方米空气所能含有的水的克数由气温决定，高气温时空气能含的水分更多些。太阳落山后，气温逐渐降低，空气所含水的能力减小，这种时候的空气不利于你身上的汗水的蒸发。当气温降得更低，空气中的水汽便会冷凝出来，这就是夜晚的露水。
太阳升起时，气温渐高，空气就能容纳更多的水汽，于是水就蒸发进入空气中，此时，露水以及身上的汗水也就蒸发进入空气中，这使你感到干燥而凉爽——但为时不长，天气将又是高温而闷热了。
为什么蒸发可以降温？因为液体中分子运动速度不同。例如，在20℃水中，水分子并不都是20℃，有些是30℃，有些是20℃，也有些是10℃，平均温度是20℃，哪种分子首先蒸发呢？运动速度快、或者说热的分子，如30℃的，这样就降低了平均温度的等级。留下的是20℃或10℃的分子，平均温度或许就降到15℃（这由液体中不同温度的分子相对数量决定）。因此，当高速或高温分子离开后，剩下的液体平均温度就降低了。
热学小知识：热望远镜
文章摘要：将温度计的水银球插入衬有铝箔的咖啡纸杯中，这就制成了一架热望远镜。在一个凉爽干燥、晴朗的夜里，先将望远镜指向天空，读出温度，然后再将望远镜指向地面，也读出温度。你的结果表明：地面比天空热。…
将温度计的水银球插入衬有铝箔的咖啡纸杯中，这就制成了一架热望远镜。在一个凉爽干燥、晴朗的夜里，先将望远镜指向天空，读出温度，然后再将望远镜指向地面，也读出温度。你的结果表明：
地面比天空热；
夜晚，地面将白天获得的热量辐射回到空间中去。（否则，地面将一天比一天热）。当热望远镜向下指时，一部分由地面回到天空中去的热辐射（红外线辐射）就进入其中，而当它指向天空时，是收集不到这种热辐射的。
顺便讲一下，外层空间的温度仅高于绝对零度4度，仅有温度计和咖啡纸杯是无法测出这种低温辐射的。首先测出此温度的实验工作者，由于他们的努力而获得了诺贝尔奖。
热学小知识：关上加热器
文章摘要：冬季，如果你要离开家约一刻钟去买东西，为了节约能源，你最好关闭加热器。就像关掉龙头后再次给有洞的水桶充水所需水量小于保持水面不变所需水量一样，再次加热已冷却的房间所需热量小于保持室内温度高于室外温度所需热量。所以请随手关灯，在你离开家时，别忘了关上加热器。…
冬季，如果你要离开家约一刻钟去买东西，为了节约能源，你最好关闭加热器。
当外界很冷时，你的房子总是在丢失热量，如果它不损失热量，你只需加热一次房间就可以永远保持温暖，加热器是用来补偿损失的热量，那么损失的热量是多少呢？这由房子的保温性能和外界的寒冷程度来决定。房子内外温差越大，降温速度便越快（这是牛顿的冷却定律：降温速度正比于温差）。
你离开家以后，保持房内暖热所失去的热量多于房内温度较低时失去的热量。与外界相比，屋内温度越高，它损失热量的速度越快。当然，没有温差就不需要供热。
我们可以形象地将房子想象成有许多小洞的水桶，桶内水面高度代表室温。桶内水面越高，水在洞口的压力就越大。水流速度就越快。保持高水面每分钟所需的水量大于保持低水面所需的水量。显而易见，如果我们要节约水，只需将水面降低。如果将水龙头关闭，哪怕是很短一段时间，不就能节约更多的水吗？只要稍微想一下便会发现，将水龙头完全关闭后，在需要时再次充满它，所需水量比保持同一水平面和以相应速度漏出的水量要小得多。当桶内水量为零或接近于零时，水面升得很快，因为此时流入量大于漏出量，直到流入量和漏出量相等时，水面就保持不变了。
因此，就象关掉龙头后再次给有洞的水桶充水所需水量小于保持水面不变所需水量一样，再次加热已冷却的房间所需热量小于保持室内温度高于室外温度所需热量。
为了节约能源，要随手关灯，在你离开家时，别忘了关上加热器。
初中物理知识记忆口诀全攻略——电功率
电能的计量电能单位是焦耳（J），生活常用千瓦时（KWh）。
电能表测耗电能，用电等于计数差。1度=1KWh=3.6×106J600r/KWh表示每耗一度电。转盘转600圈。转盘转n圈，耗电n/600KWh.电功率消耗电能的快慢，电功率用P表示。1秒之内耗电能，叫这电器电功率。P等电能除时间P=u/t，电压电流两相乘P=UI.功率单位是瓦特，1（W）等1伏安，1W=1VA.已知p、t求耗能，W等于p乘t.电功率计算电灯电器有标志，额定电压（U0）额功率（P0）。正常发光用电流，I等P0除U0，即I=P0/U0.电压改变功率变，其中电阻是不变。遇见电器求电阻，R等U2除以P，R=U2/P.焦耳定律焦耳定律说热量，三个因素有关联。电流平方是关键，乘上电阻和时间。热量单位是焦耳，损耗能量常用此。保险丝铅锑合金保险丝，电阻较大熔点低。过粗烧线不保险，过细电路常断电。选择合适保险丝，千万别用铁铜丝。火线与零线火线L零线N，金属外壳接地E.零线接地火有电，氖气发光是火线，氖管电阻一百万。手按笔卡尖接线，注意手指不碰尖。触电事故先断电，绝缘棒来挑起线。
