一、概念的淵源是什么?
概念的淵源是什么?通俗地說(shuō),概念是怎樣從物理現(xiàn)象、物理實(shí)驗(yàn)中抽象概括出來(lái)的?
1.從物理現(xiàn)象經(jīng)過(guò)理論思維到物理概念的初期形成
。1)物理現(xiàn)象例如燒開(kāi)一壺水比燒開(kāi)半壺水所需要的熱量多,把一壺水加熱到100℃比把一壺水加熱到50℃需要的熱量多.
運(yùn)用類比思維可知,水是物質(zhì),煤油是物質(zhì),鋁是物質(zhì)……,既然水有上述特性,則煤油、鋁等其他物質(zhì)亦必有此特性.
(2)物理概念某種物質(zhì)的質(zhì)量越大,使該物質(zhì)的溫度升高的越多,則該物質(zhì)吸收的熱量也就越多.
試問(wèn):在熱源、質(zhì)量、初溫都分別相同的條件下,升高相同的溫度時(shí),各種物質(zhì)吸收的熱量都一樣嗎?讓我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)回答這個(gè)問(wèn)題.
2.從物理實(shí)驗(yàn)經(jīng)過(guò)理論思維到物理概念
。1)物理實(shí)驗(yàn)
在兩個(gè)完全相同的杯子里分別裝入質(zhì)量相等、初溫相同的水和煤油,分別放在兩個(gè)完全相同的熱源上同時(shí)加熱,用溫度計(jì)測(cè)量它們的溫度時(shí),結(jié)果發(fā)現(xiàn)在相同的時(shí)間內(nèi),煤油的溫度升得較高;若使升高相同的溫度,則必須給水加熱時(shí)間較煤油加熱時(shí)間長(zhǎng).
。2)理論思維
運(yùn)用分析推理方法可知,在環(huán)境、熱源、時(shí)間相同的條件下,熱源放出的熱量一定相等,即水和煤油吸收的熱量也一定相等(不計(jì)熱量損失),而不同物質(zhì)(水和煤油)升高的溫度卻不同,又質(zhì)量相等、初溫相同的水和煤油升高相同的溫度,它們吸收的熱量是不相等的,且水吸收的熱量較多.那么,出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因一定是由于水和煤油是不同的物質(zhì).
。3)物理概念
質(zhì)量相等的不同種物質(zhì),在升高相同的溫度時(shí),吸收的熱量不等.這是物質(zhì)的一個(gè)熱學(xué)性質(zhì),為了表示各種物質(zhì)的這種性質(zhì),物理學(xué)引進(jìn)了“比熱”概念.“比熱”,顧名思義,在相同的條件(環(huán)境、熱源、質(zhì)量、初溫)下,比較各種物質(zhì)升高相同的溫度時(shí)吸收熱量的多少.
二、概念的定義是什么?
概念的淵源僅僅向我們說(shuō)明了概念的由來(lái)及其創(chuàng)立的必要性,物理學(xué)上更重要的是探索概念的內(nèi)涵(本質(zhì))及外延(適用范圍),這就是概念的定義.那么,我們?cè)撛鯓咏o比熱的概念進(jìn)行定義?
在質(zhì)量相等,升高的溫度相同的前提下,同種物質(zhì)吸收的熱量相等,我們就說(shuō)同種物質(zhì)的比熱相同;不同物質(zhì)吸收的熱量不等,表示不同物質(zhì)的比熱不同.但“質(zhì)量相等”是指多少千克的質(zhì)量?“升高的溫度相同”又指的是多少度?這都未確定,若沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),則勢(shì)必給物理學(xué)研究物質(zhì)的這一熱學(xué)性質(zhì)帶來(lái)不便和混亂.為此,物理學(xué)約定用“單位質(zhì)量(1千克)”、“溫度升高1℃”作為比較的前提,來(lái)表示物質(zhì)的這一熱學(xué)特征--比熱.
定義:?jiǎn)挝毁|(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高1℃吸收的熱量,叫做這種物質(zhì)的比熱.
三、概念的表達(dá)式是什么?
物理概念大多可從“量”的角度應(yīng)用數(shù)學(xué)方法來(lái)描述,此即物理概念的表達(dá)式或稱物理公式.
怎樣用數(shù)學(xué)表達(dá)式來(lái)描述“比熱”?根據(jù)比熱的定義,設(shè)某種物質(zhì)的質(zhì)量為m(千克),溫度從t0(℃)升高到t(℃)時(shí),它吸收的熱量為Q(焦耳),則1千克的這種物質(zhì)溫度升高1℃吸收的熱量為Q(焦?fàn)枺幢葻峥捎霉奖硎緸?br />
。悖剑/m(t-t0).
四、概念的單位是什么?
物理概念只用純數(shù)量表示,若沒(méi)有單位,則毫無(wú)意義,如果我們說(shuō)某物體的重力為5,那么便會(huì)令人莫明其妙,不可理解.
由比熱的公式可知,比熱是熱量、質(zhì)量、溫度三個(gè)物理概念推導(dǎo)出來(lái)的,所以比熱的單位應(yīng)是由這三個(gè)物理概念的單位組合而成,即比熱的單位為焦耳/(千克·℃).
五、概念成立的條件與運(yùn)用范圍是什么?
物理現(xiàn)象是形成物理概念的基礎(chǔ),但物理現(xiàn)象縱橫交錯(cuò),互相制約,常常掩蓋著其本質(zhì).為了發(fā)現(xiàn)所研究現(xiàn)象的本質(zhì),就必須忽略或排除一些次要現(xiàn)象,突出所研究的現(xiàn)象,暴露所研究現(xiàn)象的基本物理過(guò)程和本質(zhì).可見(jiàn),物理概念是對(duì)實(shí)際物理現(xiàn)象的本質(zhì)的近似描述,由此便導(dǎo)致了物理概念具有一定的成立條件與適用范圍.
學(xué)習(xí)物理,不重視或不注意概念的成立條件與適用范圍,則在應(yīng)用概念的過(guò)程中必須會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤.根據(jù)對(duì)概念所做的定義的邏輯原則可知,概念的成立條件與適用范圍就包含在概念的定義中.首頁(yè)上一頁(yè)12下一頁(yè)末頁(yè)共2頁(yè)
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