分子运动平均能量课件.ppt

1、1第八章第八章 分子物理学基础分子物理学基础 分子物理学分子物理学热热 力力 学学研研究究热热运运动动规规律律从物质的从物质的微观结构出发微观结构出发，用统计规律用统计规律建立建立宏观量与微观量的联系宏观量与微观量的联系，从而揭示热本质，从而揭示热本质从物质的从物质的宏观状态出发宏观状态出发，以能量转换以能量转换与守恒的方法与守恒的方法来研究热运动过程的规律来研究热运动过程的规律热热学学热力学所研究的物质宏观性质只有经过热力学所研究的物质宏观性质只有经过分子物理学的分析、才能了解其本质分子物理学的分析、才能了解其本质分子物理学的理论，只有经过热力学的分子物理学的理论，只有经过热力学的研究才能得

2、到验证研究才能得到验证分子物理学分子物理学和和 热热 力力 学学相相 互互 联联 系系相相 互互 补补 充充（宏观理论）（宏观理论）（微观理论）（微观理论）机械运动机械运动运动运动热运动热运动 物质由大量微观粒子组成物质由大量微观粒子组成,粒子不停作无规则运动粒子不停作无规则运动物体之间或同一物体各部分之间相对位置随物体之间或同一物体各部分之间相对位置随时间的变化时间的变化2表征个别分子特性的物理量称为微观量表征个别分子特性的物理量称为微观量如：分子运动的如：分子运动的速率、质量、平均能量等速率、质量、平均能量等不能不能直直接测量接测量表征大量分子集体特性的量称为宏观量。表征大量分子集体特性的

3、量称为宏观量。如：气体的如：气体的体积、温度、压强、质量等。体积、温度、压强、质量等。相关概念相关概念可以可以直直接测量接测量单一分子单一分子的运动状态是瞬息万变的，无规则的。的运动状态是瞬息万变的，无规则的。用力学的方法来描述每个分子的运动是不可能的。用力学的方法来描述每个分子的运动是不可能的。大量分子大量分子的整体行为却是有规律的，称统计规律性的整体行为却是有规律的，称统计规律性 伽耳顿板实验伽耳顿板实验微观量：微观量：宏观量：宏观量：统计规律：统计规律：3小球落入其中一小球落入其中一分布服从分布服从统计规律统计规律大量小球在空间的大量小球在空间的格是一个偶然事件格是一个偶然事件 小球数按

4、空间小球数按空间位置位置 x 分布曲线分布曲线伽耳顿板演示伽耳顿板演示4分布曲线分布曲线飞镖飞镖5在热学中通常把所在热学中通常把所研究的对研究的对象或系统象或系统称为热力学系统。称为热力学系统。把系统以外的物质称为把系统以外的物质称为外界外界。热力学系统热力学系统:开放系统：开放系统：系统与外界既有能量，又有质量交换系统与外界既有能量，又有质量交换封闭系统：封闭系统：孤立系统：孤立系统：系统与外界系统与外界只有能量，而无质量交换只有能量，而无质量交换系统与外界系统与外界既无能量，又无质量交换既无能量，又无质量交换做功、热传递做功、热传递蒸发、凝结、扩散、泄露蒸发、凝结、扩散、泄露气动理论任务气

5、动理论任务：揭示气体宏观量的微观本质，建立：揭示气体宏观量的微观本质，建立 宏观量与微观统计平均值间的关系。宏观量与微观统计平均值间的关系。6物质的微观模型物质的微观模型 1、一切物质由大量微观粒子（分、一切物质由大量微观粒子（分子、原子）组成，分子间有空隙。子、原子）组成，分子间有空隙。2、组成物质的分子间有相互作用力。、组成物质的分子间有相互作用力。r=r0=10-10 mr r0 3、分子不停地作无规则运动、分子不停地作无规则运动(平平 动、转动、振动动、转动、振动),剧烈程度与温度有关剧烈程度与温度有关热运动。热运动。既有引力又有斥力既有引力又有斥力平衡距离平衡距离合力合力 f =0引

6、力和斥力引力和斥力相互抵消相互抵消合力合力 f 0引力起主要作用引力起主要作用r 0斥力起主要作用斥力起主要作用rf0ro斥斥f引引fr 布郎运动布郎运动71.状态参量状态参量压强压强 P：单位：单位：pa 帕帕体积体积 V：气体分子所能达到的空间气体分子所能达到的空间单位：单位：m3 立方米立方米分子作用器壁单位面积上的正压力分子作用器壁单位面积上的正压力温度温度 T：tT 15.273Pa101.013atm15 Pa101.33mmHg12 物体冷热程度物体冷热程度热力学温标热力学温标 T 摄摄 氏氏 温温 标标 t)C(（K）华氏温标华氏温标th5932 F9.1 9.1 理想气体的压

7、强、温度与内能理想气体的压强、温度与内能一、一、理想气体的状态方程理想气体的状态方程82.相关概念相关概念(1)理想气体理想气体:遵守遵守“三大实验定律三大实验定律”的气体称为理想气的气体称为理想气体。体。真实气体在温度不太低，压强不太高时可似为理想气体。真实气体在温度不太低，压强不太高时可似为理想气体。玻意耳玻意耳-马略特定律马略特定律（等温变化）（等温变化）2121TTVV 2121TTPP 2211VPVP 查理定律（等容变化）查理定律（等容变化）盖盖-吕萨克定律吕萨克定律（等压变化）（等压变化）9(2)平衡态平衡态:当气体各状态参量当气体各状态参量()不随时间不随时间变化时变化时,此状

8、态为平衡态此状态为平衡态 热动平衡：热动平衡：平衡时：平衡时：系统与外界没有任何的能量交换系统与外界没有任何的能量交换系统内部也没有任何其它形式的能量转化系统内部也没有任何其它形式的能量转化 (3)准静态过程：准静态过程：一一个个状状态态另另一一状状态态一系列中间状态一系列中间状态状态变化过程状态变化过程无限接近平衡态无限接近平衡态准静态过程准静态过程（平衡过程）（平衡过程）系统内各分子在不停运动着系统内各分子在不停运动着系统分子热运动平均效果不变系统分子热运动平均效果不变隔板隔板真空真空P V T102.理想气体的状态方程理想气体的状态方程(1)气体质量一定时气体质量一定时(1mol)(2)

9、气体质量变化时气体质量变化时常常量量 TPVRTMPV )k(J/mol 31.8000 TVPR000222111TVPTVPTVP atm10 P30m0224.0 VK2730 TRTPV 理理想想气气体体状状态态方方程程11(3)用分子数密度用分子数密度n表示表示M NmM 0mN RTMPV mNTNRVNP0)J/K(1038.1230 NRkRTmNNm0 nkTP )mol/(1002.6230个个 NVNn 分子数密度分子数密度玻尔兹曼常数玻尔兹曼常数注意注意:适用适用理想气体，平衡态，理想气体，平衡态，单位统一单位统一nkT P:帕斯卡帕斯卡 V:立方米立方米 T:开尔文开

10、尔文12二、二、理想气体的压强理想气体的压强（3）除碰撞瞬间，分子与分子，分子与容器壁间均无相互作用，）除碰撞瞬间，分子与分子，分子与容器壁间均无相互作用，且忽略重力影响。且忽略重力影响。1.理想气体的分子模型理想气体的分子模型（1）气体分子可视为质点，每个分子的运动遵从牛顿运动定律。）气体分子可视为质点，每个分子的运动遵从牛顿运动定律。2.统计假设统计假设（平衡态下）（平衡态下）容器中任一位置处单位体积内的分子数相同容器中任一位置处单位体积内的分子数相同分子速度在各个方向上的分量的各种平均值相等分子速度在各个方向上的分量的各种平均值相等222zyxvvv 假设依据：假设依据：在平衡态，气体分

11、子的空间分布到处均匀在平衡态，气体分子的空间分布到处均匀假设内容：假设内容：231v zyxvvv （2）每个分子当作弹性小球，分子间碰撞、分子与容器壁间碰）每个分子当作弹性小球，分子间碰撞、分子与容器壁间碰撞，遵守能量守恒和动量守恒。撞，遵守能量守恒和动量守恒。2222vvvvzyx 13分子分子a与与 A1 面碰撞是完全弹性的面碰撞是完全弹性的3.理想气体压强公式的推导理想气体压强公式的推导1l2l3l1A),(mN2AaivxyzA1 面给分子的冲量面给分子的冲量ixmv2 ixixmvmvI ixmvII2 分子给分子给A1 面的冲量面的冲量所用时间所用时间分子分子a121AAAixi

12、vlt12 1 秒钟内，分子秒钟内，分子a 与与 A1 面碰撞的次数面碰撞的次数121lvtixi ixvixv 14 1 秒钟内，一个分子给秒钟内，一个分子给A1面的冲量面的冲量122lvmvixix12lmvix 1 秒钟内秒钟内,全部分子对全部分子对 A1 面的总冲量面的总冲量SFP 12lmvix ItF 根根据据 1 秒钟内，全部分子对秒钟内，全部分子对 A1 面的平均压力面的平均压力 Niixvlllm12321 NiixNvmVN12nm)(22221NvvvNxxx nm 2xvnm 231vF 15（3）考虑分子之间的碰撞也不影响压强公式的结论考虑分子之间的碰撞也不影响压强公

13、式的结论（4）对任意形状的容器，上述结果仍然成立）对任意形状的容器，上述结果仍然成立（2）由于）由于n、都是统计平均值，所以压强具有统计意义都是统计平均值，所以压强具有统计意义w（5）分子物理学分子物理学处理问题的方法处理问题的方法单个分子的运动服从牛顿力学单个分子的运动服从牛顿力学说明：说明：大量分子的运动服从统计规律大量分子的运动服从统计规律(1)压强的实质压强的实质:气体压强实际是大量气体分子与器壁碰撞的宏观效果气体压强实际是大量气体分子与器壁碰撞的宏观效果反映宏观量与微观量之间关系反映宏观量与微观量之间关系231vnmP )21(322vmn 221vmw wnP32 16温度是分子平

14、均温度是分子平均平动动能的量度平动动能的量度三、理想气体的温度公式三、理想气体的温度公式压强公式压强公式wnP32 2.温度公式温度公式状态方程状态方程1.平均平动动能与温度的关系平均平动动能与温度的关系nkTP kTw23 kwT32 3）在同一温度下，各种气体分子平均平动动能均相等。在同一温度下，各种气体分子平均平动动能均相等。1）温度是分子平均平动动能的量度（反映热运动剧烈程度温度是分子平均平动动能的量度（反映热运动剧烈程度）.2）温度是大量分子的集体表现，个别分子无意义温度是大量分子的集体表现，个别分子无意义.17气体分子的气体分子的方均根速率方均根速率与气体的与气体的种类种类和和绝对

15、温度绝对温度有关。有关。3.气体分子的方均根速率气体分子的方均根速率mkT32 2v221 mw mNkTN003 RT3 kT23 讨论气体压强、内能等用方均根速率讨论气体压强、内能等用方均根速率18四、四、理想气体的内能理想气体的内能1.自由度自由度确定一个物体在空间位置所需独立坐标的数目确定一个物体在空间位置所需独立坐标的数目:i（1）质点在空间运动，需用）质点在空间运动，需用（x，y，z）确定其位置。所以）确定其位置。所以自由质点有三个平动自由度自由质点有三个平动自由度 i=3。（3）如果质点被限制在直线或曲线上运动，则其自由）如果质点被限制在直线或曲线上运动，则其自由度度 i=1。（

16、2）如质点被限制在平面或曲面上运动，则）如质点被限制在平面或曲面上运动，则 i=2；19刚性气体分子刚性气体分子 的自由度的自由度(1)单原子分子单原子分子3 i（平动）（平动）(2)双原子分子双原子分子5 i（平动）（平动）3 t（转动）（转动）只有平动、转动，没有振动只有平动、转动，没有振动xyz),(zyxxyz),(zyx 2 rxyz(3)三原子以上多原子分子三原子以上多原子分子),(zyx 6 i（平动）（平动）3 t（转动）（转动）3 r2.刚性气体分子的自由度刚性气体分子的自由度 203.能量按自由度均分原理能量按自由度均分原理kT21 222231 zyxkTm23212 )

17、21(312121212222 mmmmzyx )23(31kT 温度温度T平衡态气体分子每一个自由度上都有相同平平衡态气体分子每一个自由度上都有相同平均动能均动能kT21平动时能量平动时能量()按自由度按自由度()平均分配平均分配().转动同理转动同理3 ikT21kT23-能量按自由度均分定理能量按自由度均分定理21一个分子的平均总能量一个分子的平均总能量kTi2 kTrt)(21 单原子分子单原子分子多原子分子多原子分子双原子分子双原子分子0,3 rt2,3 rt3,3 rtkT23 kT25 kT26 根据能量按自由度均分定理，可求出每根据能量按自由度均分定理，可求出每个分子的能量个分

18、子的能量224.理想气体的内能理想气体的内能(1)一个气体分子一个气体分子 的平均总能量的平均总能量kTi2(2)一摩尔气体内能一摩尔气体内能0E(3)Mkg 气体的内能气体的内能RTiME2 理想气体的内能只是温度的单值理想气体的内能只是温度的单值 函数，其内函数，其内能增量与过程无关，能增量与过程无关，只与始末状态有关。只与始末状态有关。TRiME 2 RTi2)2(0kTiN 气体的内能气体的内能-所有气体分子的动能和势能的总和。所有气体分子的动能和势能的总和。对于理想气体，分子之间的相互作用力忽略不计，因而分对于理想气体，分子之间的相互作用力忽略不计，因而分子之间的相互作用势能也忽略不

19、计，理想气体的内能仅是所子之间的相互作用势能也忽略不计，理想气体的内能仅是所有有气体分子的动能总和。气体分子的动能总和。23例例1：已知理想气体：已知理想气体：kgmN2623105 10 个个sm5002 求求:(1)气体的压强气体的压强;(2).气体的总能量气体的总能量;(3).气体的温度。气体的温度。解：解：(1).nnkTP32 )(1067.23152PamVN (2).NEK(3).)(193 KNkPVnkPT )(1033mV kT23 221 m 231 mn)(400212JmN 24例例2：(1)内能必相等内能必相等;RTiME2 kTi2 kT23 （）两种理想气体温度

20、相同，则两种理想气体温度相同，则:(2)分子的平均动能必相等分子的平均动能必相等(3)分子的平均平动动能必相等分子的平均平动动能必相等（）（）例例3：两种理想气体两种理想气体A,B，VAVB，PA=PB，iA=3，iB=5问：单位体积内能问：单位体积内能 EA/VA 与与EB/VB 大小关系？大小关系？RTiME2 RTMpV AAAVpE23 BBBVpE25 AAApVE23 BBBpVE25 2iEpV25例例4：求在多高的温度下，理想气体分子的平均平动动能等于求在多高的温度下，理想气体分子的平均平动动能等于1ev解：解：kT23eV1 kT32 )J(106.1eV119 )K(107

21、4.73 26例例 就质量而言，空气是由就质量而言，空气是由76%的的N2，23%的的O2和和1%的的Ar三种气体组成，它们的分子量分别为三种气体组成，它们的分子量分别为28、32、40。空气的摩尔质量为。空气的摩尔质量为28.9 10-3kg，试计算，试计算1mol空气空气在标准状态下的内能。在标准状态下的内能。解：解：在空气中在空气中N2质量质量kg.%.M331101227610928 摩尔数摩尔数789028122111.MMnmol O2质量质量kg.%.M332106562310928 摩尔数摩尔数208032656222.MMnmol 27Ar质量质量kg.%.M33310289

22、0110928 摩尔数摩尔数0070402890333.MMnmol 1mol空气在标准状态下的内能空气在标准状态下的内能RT)ninini(RTniRTniRTniE33221133221121222 J31068527331800703208057890521 .).(28一、一、理想气体的状态方程理想气体的状态方程(1)气体质量一定时气体质量一定时(2)常用形式常用形式RTMPV (3)分子数密度分子数密度n表示表示nkTP 常常量量 TPV小结小结二、二、理想气体的压强公式理想气体的压强公式wnP32 221vmw kT23三、理想气体的温度公式三、理想气体的温度公式wkT32 mkT

23、v32 RT3气体分子的方均根速率气体分子的方均根速率)k(J/mol 31.8 Ra50p10013.1P30m0224.0MVK15.2730T)mol/(1002.6230个个 N)J/K(1038.1230 NRk29四、四、理想气体的内能理想气体的内能1.自由度自由度(1)单原子分子单原子分子3 i(2)双原子分子双原子分子5 i(3)多原子分子多原子分子6 i2.能量按自由度均分原理能量按自由度均分原理在温度为在温度为T的平衡态下，气体分的平衡态下，气体分子的每一个自由度上都均匀分配子的每一个自由度上都均匀分配 的平均动能。的平均动能。kT21kw一个分子的平均总动能一个分子的平均

24、总动能kTi2 一个分子的平均总能量一个分子的平均总能量kTi23.理想气体的内能理想气体的内能一摩尔气体内能一摩尔气体内能0ERTi2 RTiME2 30中国古代的热学知识中国古代的热学知识我国古代的热学知识大部分是生活和生产经验的总结。至我国古代的热学知识大部分是生活和生产经验的总结。至今所知的古籍中对热的研究记载较少，还有待于进一步发掘。今所知的古籍中对热的研究记载较少，还有待于进一步发掘。火的利用和控制，使人类第一次支配了自然力，使人类文火的利用和控制，使人类第一次支配了自然力，使人类文明大大前进了一步，同时，它也是古人对热现象认识的开端。明大大前进了一步，同时，它也是古人对热现象认识

25、的开端。我国山西省芮城西侯度旧石器的遗址，说明大约我国山西省芮城西侯度旧石器的遗址，说明大约180万年前人万年前人类已经开始使用火。类已经开始使用火。对冷热的认识。约在公元前对冷热的认识。约在公元前2000年，我国已有气温反常的年，我国已有气温反常的记载，在两周初期，人们开始掌握降温术和高温术。据记载，在两周初期，人们开始掌握降温术和高温术。据周礼周礼记载，当时已设专人司贮冰事，冬季凿冰加以贮藏，到春、夏记载，当时已设专人司贮冰事，冬季凿冰加以贮藏，到春、夏季用以冷藏食物和保存尸体。说明当时已利用天然冰来降温。季用以冷藏食物和保存尸体。说明当时已利用天然冰来降温。我国冶炼业的发展较早，高温技术

26、也很早被人们掌握。江苏省我国冶炼业的发展较早，高温技术也很早被人们掌握。江苏省曾出土春秋晚期的一块铁，经科学分析，它是一块生铁，生铁曾出土春秋晚期的一块铁，经科学分析，它是一块生铁，生铁的冶炼温度比熟铁高，需达摄氏千度以上。生铁的出土，说明的冶炼温度比熟铁高，需达摄氏千度以上。生铁的出土，说明在那时的高温技术已达到一定水平。在那时的高温技术已达到一定水平。31温度计还没有发明以前，古人在冶炼金属的实践中，创造温度计还没有发明以前，古人在冶炼金属的实践中，创造了通过观察火候和火色来判别温度高低的方法。据了通过观察火候和火色来判别温度高低的方法。据考工记考工记记载，记载，在铸铜与锡时，随温度的升高

27、，火焰的颜色先后变为在铸铜与锡时，随温度的升高，火焰的颜色先后变为暗红色、橙色、黄色、白色、青色，然后才可以浇铸。这种方暗红色、橙色、黄色、白色、青色，然后才可以浇铸。这种方法同样也应用于制陶工业。从现代科学分析，不同物质有不同法同样也应用于制陶工业。从现代科学分析，不同物质有不同的汽化点，因此从火焰的颜色可以判断所汽化的物质，从而判的汽化点，因此从火焰的颜色可以判断所汽化的物质，从而判断温度的高低。对同一种物质，随着温度的升高，其颜色也先断温度的高低。对同一种物质，随着温度的升高，其颜色也先后有所变化。后有所变化。“火候火候”（包括火色）成了我国古代热工艺中一（包括火色）成了我国古代热工艺中

28、一个内容丰富的特有概念。个内容丰富的特有概念。除制陶和冶炼金属之外，我国古代还在农业中采用了控温除制陶和冶炼金属之外，我国古代还在农业中采用了控温技术。据技术。据汉书汉书召信巨传召信巨传记载，西汉末年，我国己利用冬记载，西汉末年，我国己利用冬季栽培蔬菜，其方法是季栽培蔬菜，其方法是“覆以屋庑，昼夜蕴火，待温气乃生。覆以屋庑，昼夜蕴火，待温气乃生。”北魏时期，还利用熏烟的方法防止霜冻。北魏时期，还利用熏烟的方法防止霜冻。对冷热问题，东汉王充还曾从理论上加以探讨，在他的著对冷热问题，东汉王充还曾从理论上加以探讨，在他的著作作论衡论衡寒温篇寒温篇中写道：中写道：“夫近水则寒，近火则温，远之夫近水则寒

29、，近火则温，远之渐微，何则？气之所加，远近有差也。渐微，何则？气之所加，远近有差也。”他把他把“气气”作为物体作为物体之间进行之间进行“温温”“”“寒寒”传递的物质承担者，传递的物质承担者，32还指出距离变远，还指出距离变远，“气气”的作用渐小。这里已涉及热传递的的作用渐小。这里已涉及热传递的理论问题，但它只是思辩性的，是我国理论问题，但它只是思辩性的，是我国“元气说元气说”的一种应的一种应用。用。对热是什么这一问题，我国古代也已注意到，南北朝成对热是什么这一问题，我国古代也已注意到，南北朝成书的书的关尹子关尹子中认为：中认为：“外物外物”的来去是使瓦石一类物体的来去是使瓦石一类物体发生寒热温

30、凉之变的原因。而另一种说法见于据传可能为北发生寒热温凉之变的原因。而另一种说法见于据传可能为北齐刘昼著的齐刘昼著的刘子刘子崇学篇崇学篇，则从，则从“五行五行”观念出发，猜想观念出发，猜想物体寒、热、温、凉的变化是一种物体寒、热、温、凉的变化是一种“内物内物”在起作用。这种在起作用。这种所谓的所谓的“外物外物”或或“内物内物”都是把热设想为一种实体物质，都是把热设想为一种实体物质，它类似于它类似于18世纪世纪“燃素燃素”和和“热素热素”的观念。的观念。热胀冷缩是重要的热现象之一，在我国古代对它已有所热胀冷缩是重要的热现象之一，在我国古代对它已有所研究和利用。汉代研究和利用。汉代淮南万毕术淮南万毕

31、术记述了这样一个现象：把记述了这样一个现象：把盛水铜瓮加热，直到水沸腾时密闭其口，急沉人井中，铜瓮盛水铜瓮加热，直到水沸腾时密闭其口，急沉人井中，铜瓮发出雷鸣般响声。这现象可能是发热物体在急速冷却时发生发出雷鸣般响声。这现象可能是发热物体在急速冷却时发生了内破裂，破裂声由井内传出，这是一个典型的热胀冷缩现了内破裂，破裂声由井内传出，这是一个典型的热胀冷缩现象。元代陶宗仪曾亲自作热胀冷缩实验，他把带孔的物体加象。元代陶宗仪曾亲自作热胀冷缩实验，他把带孔的物体加热以后，使另一个物体进入孔洞，从而这两个物体如热以后，使另一个物体进入孔洞，从而这两个物体如“辘轳辘轳旋转，无分毫缝罅旋转，无分毫缝罅”。

32、他明确指出，。他明确指出，33这是前一物体这是前一物体“煮之胖胀煮之胖胀”的缘故。据的缘故。据华阳国志华阳国志记载，李记载，李冰父子修建都江堰时，发现用火烧巨石，然后浇水其上，就容冰父子修建都江堰时，发现用火烧巨石，然后浇水其上，就容易凿开山石。这种利用岩石热胀冷缩不均从而易于崩裂的施工易凿开山石。这种利用岩石热胀冷缩不均从而易于崩裂的施工经验，在我国历代水利工程中不断为人们采用。经验，在我国历代水利工程中不断为人们采用。对水的物态变化，在我国古代也早有认识，例如对雨和雪对水的物态变化，在我国古代也早有认识，例如对雨和雪形成的探讨，认为是由于形成的探讨，认为是由于“积水上腾积水上腾”而造成。而

33、造成。论衡论衡中对中对此有明确的表述：此有明确的表述：“云雾，雨之微也，夏则为露，冬则为霜，云雾，雨之微也，夏则为露，冬则为霜，温则为雨，寒则为雪。雨露冰凝者，皆由地发，不从天降也。温则为雨，寒则为雪。雨露冰凝者，皆由地发，不从天降也。”此文说明露、霜、雨、雪是因为不同的温度由水冻凝而成，它此文说明露、霜、雨、雪是因为不同的温度由水冻凝而成，它们都是水由地面蒸发而产生的。汉代以后的古籍中，对雨、露、们都是水由地面蒸发而产生的。汉代以后的古籍中，对雨、露、雪、霜成因的讨论更多，说明当时对物态变化的知识有了新的雪、霜成因的讨论更多，说明当时对物态变化的知识有了新的认识。汉代董仲舒从认识。汉代董仲舒

34、从“气气”的观念出发，解释雨、露、雪、霜的观念出发，解释雨、露、雪、霜成因的道理是：水受日光照射，蒸发成水汽，再在不同条件下成因的道理是：水受日光照射，蒸发成水汽，再在不同条件下形成雨、霰、雪等。从现在看来，这些分析也基本上是正确的。形成雨、霰、雪等。从现在看来，这些分析也基本上是正确的。我国古代，在生产和生活实践中，创制了利用热的各种器我国古代，在生产和生活实践中，创制了利用热的各种器具。如宋代曾发明一种具。如宋代曾发明一种“省油灯省油灯”，在，在“灯盏一端作小窍，灯盏一端作小窍，34注清冷水于其中注清冷水于其中”，据说这种灯能，据说这种灯能“省油几半省油几半”。现在分析，。现在分析，文中所

35、说加入冷水，目的是降低温度，避免油被灯火加热后急文中所说加入冷水，目的是降低温度，避免油被灯火加热后急速蒸发，其中包含了对油的汽化和温度的关系的认识；据速蒸发，其中包含了对油的汽化和温度的关系的认识；据淮淮南子南子记载：记载：“取鸡子，去其汁，然（燃）艾火纳空卵中，疾取鸡子，去其汁，然（燃）艾火纳空卵中，疾风因举之飞风因举之飞”。这是关于。这是关于“热气球热气球”的最早设想，也是空气受的最早设想，也是空气受热上升的具体应用。五代时期，据说还利用这一原理制成信号热上升的具体应用。五代时期，据说还利用这一原理制成信号灯，所谓灯，所谓“孔明灯孔明灯”也是应用了这一道理。关于走马灯我国古也是应用了这一

36、道理。关于走马灯我国古代有较多记载，有的古籍把它称作代有较多记载，有的古籍把它称作“马骑灯马骑灯”、“影灯影灯”。宋。宋代代武林旧事武林旧事在记述各种元宵彩灯时写道：在记述各种元宵彩灯时写道：“若沙戏影灯、若沙戏影灯、马骑人物、旋转如飞马骑人物、旋转如飞”，这表明当时已利用了冷热空气的，这表明当时已利用了冷热空气的对流制造出各种各样的走马灯。对流制造出各种各样的走马灯。在我国古代，很早就出现了对热动力的认识和利用，唐代在我国古代，很早就出现了对热动力的认识和利用，唐代出现了烟火玩物，出现了烟火玩物，“烟火起轮，走绒流星烟火起轮，走绒流星”。宋代制成了用火。宋代制成了用火药的火箭、火球、火蒺藜。明代制成了药的火箭、火球、火蒺藜。明代制成了“火龙出水火龙出水”的火箭，的火箭，这些都是利用燃烧时向后喷射产生反作用力使火箭前进的道理，这些都是利用燃烧时向后喷射产生反作用力使火箭前进的道理，属热动力的应用，它是近代火箭的始祖，被世界所公认。属热动力的应用，它是近代火箭的始祖，被世界所公认。354