【阅前提示】本篇出自『数理化自学丛书6677版』，此版丛书是“数理化自学丛书编委会”于1963-1966年陆续出版，并于1977年正式再版的基础自学教材，本系列丛书共包含17本，层次大致相当于如今的初高中水平，其最大特点就是可用于“自学”。当然由于本书是大半个世纪前的教材，很多概念已经与如今迥异，因此不建议零基础学生直接拿来自学。不过这套丛书却很适合像我这样已接受过基础教育但却很不扎实的学酥重新自修以查漏补缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我写的注解。

【山话嵓语】『数理化自学丛书』其实还有新版，即80年代的改开版，改开版内容较新而且还又增添了25本大学基础自学内容，直接搞出了一套从初中到大学的一条龙数理化自学教材大系列。不过我依然选择6677版，首先是因为6677版保留了很多古早知识，让我终于搞明白了和老工程师交流时遇到的奇特专业术语和计算模式的来由。另外就是6677版的版权风险极小，即使出版社再版也只会再版80年代改开版。我认为6677版不失为一套不错的自学教材，不该被埋没在故纸堆中，是故才打算利用业余时间，将『数理化自学丛书6677版』上传成文字版。  

第二章热和功

【山话||  本系列专栏中的力单位达因等于10⁻⁵牛顿；功的单位尔格等于10⁻⁷焦耳；热量的单位卡路里等于4.186焦耳。另外这套老教材中的力的单位常用公斤，如今是不允许的，力是不能使用公斤为单位的。】 

§2-4热量、热量的单位

【01】在§2-2中曾经讲过，物体内能的改变，可以通过做功和热传递两种方式来完成。当运动物体克服摩擦力或媒质阻力做功时，总是要引起物体内部状态的某种变化——温度升高、物态变化、物体的分散等——这时运动物体的机械能转变为物体和周围媒质的内能。如果所做的功完全用来增加物体的内能，那么，物体内能的增量就可以用做功的多少来量度。例如，沿着水平方向作匀速运动的刀具，从加工零件上切下金属屑。这时，动力所做的功既没有增加刀具的动能（因为刀具在作匀速运动），也没有增加它的势能（因为沿着水平面运动），而只是使刀具和加工零件的内部状态发生了变化，即它们都变热了，也就是说，它们的内能增加了。如果内能丝毫没有散失，那么，内能的增量就等于动力（切削零件的力）所完成的功。

【02】由此可见，通过做功使物体的内能改变时，总伴随有机械能向内能的转化，转化的数量可以用做功的多少来量度。功总是在能量转化的过程中完成的，没有能量的转化就谈不上功。功不是能量，而是能量变化的一种量度。我们只可以说“物体做了多少功”或“对物体做了多少功”，而不能说“物体中含有多少功”（但是可以说物体含有多少能量）。

【03】把冷热程度不同的物体放在一起时，热的物体会逐渐冷下来，同时，冷的物体会逐渐热起来，这种内能由高温物体向低温物体的转移一直要进行到它们达到同一温度时才会停止。这时候我们说，热的物体放出了若干热量，冷的物体获得了若干热量。因此，热量也是量度物体内能改变的物理量，它表示在热传递过程中物体内能改变的数量。应该注意的是，只有物体的内能通过热传递的方式发生变化时，才谈得上热量。如果说：“某物体含有多少热量”或“物体在高温时含有更多的热量”，那是完全错误的。

【04】由于热量是物体内能变化的一种量度，所以，和功一样，也可以采用能量的各种单位：如尔格、焦耳、公斤·米等来作为热量的单位。可是，在历史上，当能量的单位还没有形成以前，就已经引用了热量的单位。

【05】使1克纯水温度升高1°C 所需要的热量叫做1卡路里，筒称1卡，有时亦称为1小卡。

【06】由于工业上要计算大量的热量，卡这个单位太小，用起来不很方便，所以通常用千卡或大卡作为热量的单位。

【07】1千卡或1大卡是使1公斤的纯水温度升高1°C时所需要的热量。很显然：1千卡＝1000卡，1卡＝0.001千卡。

【08】精密的量度发现，使1克纯水温度升高1℃ 所需要的热量，随着水的初温度不同而略有差异。例如，把1克纯水从1℃ 加热到2℃ 时所需要的热量，比把它从31℃ 加热到32℃ 时所需要的热量大约多1%  。所以，在精密的测定中，是把1克纯水从14.5℃ 加热到15.5℃ 所需要的热量规定为1卡。

【09】在一般计量中，我们不考虑这种差别，而把1克水温度升高1℃ 所需要的热量都称作为1卡。所以：

【10】使1克水升高10℃ 所需要的热量是10卡。

【11】使10克水升高1℃ 所需要的热量是10卡℃ 

【12】使10克水升高10℃ 所需要的热量是100卡。

【13】实验证明，物体冷却时放出的热量，跟把它恢复到原来的温度时所需要吸收的热量相同，因此：

【14】1克水降低1℃ 时，放出的热量是1卡。

【15】质量为 m 公斤的水降低1℃ 时放出的热量是 m千卡。

【16】m 公斤的水降低 t℃ 时放出的热量是 mt 千卡。

习题2-4

1、质量为 m 克的水升高 t°C 时需要多少千卡的热量？【千卡】

2、5公斤的水从20℃ 加热到100℃ 需要吸收多少千卡的热量？【400千卡】

3、m 公斤的水从 t₁℃ 降低到 t₂℃ 时要放出多少千卡的热量？【m(t₁－t₂)千卡】

4、有人说：“物体在高温时比在低温时含有更多的热量”，这样的讲法对不对呢？应该怎样说才是正确的？

5、什么叫做热量？它跟内能有什么关系？

6、能不能用尔格、焦耳、公斤·米等作为热量的单位？为什么？