“它认为热不是物质,而是物质运动的一种表现——
具体来说,是构成物质的大量微观粒子,在做无规则混乱运动时的宏观表现。
大家可以想象一下,把一块铁、一杯水,甚至我们呼吸的空气,都看成是由无数个看不见的微小粒子组成,这些粒子就像一群永远闲不住的调皮孩子,一刻不停地东撞西跑、翻来滚去。
它们运动得越激烈,撞得越频繁,我们感受到的热就越多,物体的温度也就越高;
反之,要是粒子运动慢下来,温度就会降低,甚至会变得冰冷。”
朱有建拿起桌上的玻璃杯,杯壁上还凝着细密的水珠,他举着杯子向台下示意:
“就拿这杯水来说,现在它是凉的,杯里的水分子像刚睡醒的孩子,慢悠悠地晃着;
可要是我们把它放在火上加热,水分子就会获得能量,运动变得越来越剧烈——
原本挨得近的水分子会被‘撞’开,相互碰撞的频率也大大增加。”
他顿了顿,指尖划过杯壁,
“随着温度不断升高,水分子的运动激烈到一定程度,液态的水就会变成气态的水蒸气,顺着杯口往上飘。
这就是我们常说的物态变化,本质上就是热运动改变了物质的宏观形态。”
“大家要注意,从微观角度看,每个粒子的运动都是毫无规律的——
这个往左撞,那个往右跑,充满了偶然性;
但从宏观层面,整个物质系统表现出的性质,比如温度、状态,却有着确定的规律。”
朱有建放下杯子,在写字板上画了个大圈代表“系统”,
“比如这杯水,不会一会儿热一会儿凉,只要没加热没降温,温度就会保持稳定,这就是热运动区别于其他运动的关键。
而且,热运动和其他运动还能相互转换:
咱们用石头摩擦地面,会发烫,这是机械能转化成了热能;
工坊里的蒸汽机,烧煤产生的热能能推着轮机动,又把热能变成了机械能。
但无论怎么转换,能量的总量不会变,既不会凭空多出来,也不会凭空消失,这就是能量守约之契,是昊天定下的规矩。”
台下众人听得聚精会神,前排的学员把“能量守约之契”这个词写得工工整整,后排的工匠也在小本子上画着水分子运动的草图,时不时互相递个眼神。
朱有建见状,满意地点了点头,接着讲道:
“再来说说温度。它看着是衡量冷热的,本质上是衡量物质里微观粒子热运动强弱的‘尺子’。
简单讲,温度越高,粒子跑得越疯、撞得越狠;
温度越低,粒子就越‘懒’,运动得越平缓——
冬天摸铁块觉得凉,就是因为铁块里的粒子运动慢,把我们手上的热量‘吸’走了。”