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近代自然科学的全面发展（二）, IMG_1167 - Coggle Diagram

- - - - 冰水混合物的温度设定为0度，烧开的水定为100度，再把中间分成一百份→温度的计量标准
      - 温度单位就叫摄氏度
    - - 用绝对零度为起点
      - 建立了更科学的开尔文温度
      - 开氏度=摄氏度+273.15
  - - - 1783年英国化学家普里斯特利提出
      - 热是一种看不见的物质，藏在物体里伺机而动，哪天物体表面一裂开，它就蹿出来给你温暖，从高温处流向低温处
      - 18世纪时，拉瓦锡把热质列入元素表中
      - 伦福德给炮筒钻孔时发现只要一直摩擦，炮筒就能一直发热，但铁没裂开，没流出热质
      - 摩擦生热→热质说不靠谱
      - 热质(caloric)这个词后来演变出了卡路里(calorie)
  - - - 做功
        
        一个力让物体在施力方向上移动了一段距离→这个力对物体做了功
        
        摩擦可以做功
        
        方便测量做功的多少：重力
        
        知道物体多重和下落多高，就能算出重力做功多少
        
        热功当量实验
        
        重物通过绳子，与隔热杯里的叶片连接
        
        重力作用下，重物下落带动叶片转圈圈，搅动水，摩擦就引起水温升高
        
        通过重物下落可以测做功多少，通过水温升高可以测热量
        
        结论：1卡路里（热量的单位）4.157焦耳（功的单位）（更精准1卡=4.184焦）
        
        证明：热不是物质，而是一种能量
        
        国际单位制中，热量和功都用焦耳做单位
    - - 水是有源的，树是有根的，万事万物都是有原因的
      - 一切都是有源头的，在地球上，万物生长靠太阳，要想输出，就必须有输入
      - 第一类永动机，从根本上就是不存在的
- - - - 热机：像蒸汽机一样，靠烧煤等产生的热量干活的机械
      - 想做一套对所有热机都适用的理论
      - 将热机拆开：先研究热，再研究机
      - 1824年完成《关于火的动力》，提出了卡诺定理和卡诺热机的概念
      - 热
        
        热机靠热量工作，跟工作效率和燃料没关系研究的→重点是热
        
        热动力和瀑
        布一个道理
        
        瀑布动力强不强，要看上游和下游的高度差
        
        水往低处流，热往凉处走，热是从高温流向低温的：高温热源、低温热源
        
        把热质比作水，高温热源在上游，向下游的低温热源抛出热质，热质奔跑的过程中顺便推动机器转动
        
        这波热质的动力强不强，要看高温和低温热源的温度差
        
        原理：蒸汽机工作时，热量从煤里跑到冷凝器里，顺便推动了活塞
      - 机
        
        去掉热机里的干扰因素，提炼提炼，从热机中得到一个简单的循环：卡诺循环
        
        理想热机，以理想气体为工作物质，只需要汽缸、活塞加个热源就能动起来：卡诺热机
  - - - 发表论文《关于热的动力》，用数学语言翻译了卡诺的理论
    - - 特点：遇热膨胀，遇冷收缩
      - 在汽缸里工作
        
        工作奋斗期
        
        等温膨胀：火一点，汽缸吸热，里面的阿气膨胀，保持跟火一样热，上顶活塞
        
        热情消耗期
        
        绝热膨胀：火灭了，但阿气继续膨胀，胀得累了，消耗热情，温度降低
        
        压力山大期
        
        等温压缩：活塞反弹，阿气没加热，顶不住只能被压缩，虽然它一压就变热，可这热量被低温热源吸走，相当于没变热
        
        回炉重造期
        
        绝热压缩：系统绝热，阿气被压缩，边压边变热，热到最初的热度
        
        等火一来加热，这四步又可以循环动起来
      - 卡诺循环
        
        效率：100%—低温热源温度/高温热源温度
        
        效率接近100% →高温热源温度无限热/低温热源温度绝对零度→不可能→卡诺定理→提高热机效率
        
        漏洞：散热→热量损失→去掉就能效率100%吗？
  - - - 克劳修斯
        
        热量不能从低温物体传向高温物体，而不引起其他变化
        
        热力学第二定律
      - 开尔文
        
        热不能100%转变为功
    - - 假设有台发电机能把从空气中吸的热量全变成电，不散热，转化效率100% =第二类永动机
      - 过程：和一台空调合作→发电机抓住一份热量→全变成电传给空调→空调有电→吸收屋里的热量→根据能量守恒定律，有多少能量进入空调，就有多少能量出来→进入空调的能量是电和吸的热→电耗完又变成热量→和刚吸的热量一起被排出去→排出的热量又被发电机回收发电→回收完还多出一份热→循环→外面越来越热，屋里越来越冷
      - 发电机和空调是一个整体，把热量从低温向高温传递，不会有任何损失
      - 违反了克劳修斯说的热力学第二定律→不可能存在 100%效率的机器
      - 微观世界
        
        固体分子和气体分子排列方式不同
        
        固体分子：整齐而又拥挤，推动固体时的动作整齐划一
        
        气体分子：一个座位坐人，一个座位放包，保持着安全的社交距离
        
        等温压缩：撞来撞去，一撞一摩擦→散热→产生能量损耗
        
        此过程中能量损耗无法避免→热机散热的这个步骤也是无法省略的
        
        以上是从熵的角度来解释，熵的概念也是克劳修斯提出的
      - 要想让热机工作效率达到100%，无论在实践中还是理论上都不可能
- - - - 16世纪，人类发现了6000个新物种，随后的一百年间，又增加了12,000个→博物学家们天天头疼起名的问题
      - 简单粗暴的起名法就不够用了，使用起来漏洞百出：同物异名、异物同名、语言隔阂
      - 词汇量有限，博物学家词穷的时候就会瞎编，把很多词堆积起来当新名词用
      - 很早之前，欧洲人活动范围有限，认识物种不多→生物分类简单，命名粗暴→大航海时代游历世界各地，见多识广
    - - 属名（名词：指它是什么）
      - 种加词（形容词：指它看起来像什么）
      - 命名者的名字（为了便于日后考证）
  - - - 证据一：古生物化石和现代生物有明显区别
      - 证据二：动物没用的器官会退化掉
  - - - 认为地球经历过许多次这种“光盘行动”，每一次都给地球上的生物带来新变化
      - 证据：猛犸象化石、每层地层的化石都不相同
      - 化石：每层都不一样，时间上由远到近还呈现出由简单到复杂的趋势→进化
      - 林奈的分类法反映出所有生物都是共同祖先进化而来
      - 林奈和居维叶都坚定地相信物种不变论
- - - - 师傅—布丰
      - 被分配去研究无脊椎动物，研究起了进化
      - 1809年，在《动物哲
        学》中论述了他对生
        物进化的见解
        
        用进废退
        
        短脖鹿想吃树叶，努力锻炼伸脖子伸腿，成了长颈鹿
        
        原因
        
        内因：个人努力
        
        外因：环境逼迫
        
        获得性遗传
        
        长颈鹿和长颈鹿生了个孩子，也是大长腿和天鹅颈
        
        生物的本能就是上进，改善后的优良血统又遗传，一代更比一代强
  - - - 1859年，出版《物种起源》（全名《论依据自然选择及在生存斗争中保存优良族的物种起源》）
      - 《地质学原理》作者莱伊尔认为：改变并不需要灾变，自然界的风霜雨雪都可以改变自然
      - 在安第斯山的一座山顶上发现了海洋生物的化石
      - 发现圣地亚哥岛就像秋膘，是由熔岩一层一层堆积起来的
      - 在加拉帕戈斯群岛发现许多相似但又有点不同的鸟→做成标本去鉴定→学术贡献→被命名为达尔文地雀
      - 这些不同的地雀可能由同一种祖先变化而来，这就是物种会变化的证据
      - 推测考察—真相：这就是个凭嘴变身的故事—每个岛屿的食物资源不同，吃着吃着嘴就变了形
      - 人口论：社会资源有限，有能力的人才可以填饱肚子，能力弱的则会被淘汰
        动物：物竞天择，适者生存
      - 认为进化是随机的，并不一定会导致更高等的生物出现，说演化论比较贴切
      - 仔细对比书中的渐变理论和自然现象，认为莱伊尔说得对