时间与热动力学
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作者： （美）凯尔柯克兰德著，元旭津译
出 版 社： 上海科学技术文献出版社
出版时间： 2008-4-1字数： 129000版次： 1页数： 98印刷时间： 2008/04/01开本： 16开印次： 1纸张： 胶版纸I S B N ： 9787543935143包装： 平装编辑推荐
人们对于核技术和宇宙起源等物理理论耳熟能详，而对于日常生活的物理现象却知之甚少。“我们世界中的物理”是一套6册丛书，全景式地描述了对技术和社会产生影响的物理现象，有助于人们了解宇宙的本质和规律。 本书为该系列丛书之一。该书揭示了热动力学的原理，以及它们对于人类生活和技术的影响，让读者更好地了解世界。
内容简介
冬天，凛冽的寒风吹过北方大地，而南方的许多城镇，则沐浴在温暖的阳光中。冷和热存在于我们生活的每一个角落。这本书平实而生动地描述了热力学的几个定律和它们的广泛影响。看似高深的热力学定律，其实都来源于人们的日常生活；只要稍微留心，便会发现，到处都是物理概念和定律在起作用。比如发烧时人的体温，炎炎夏日里的空调和人们常吃的烤羊肉串等等，不胜枚举。
同时热力学定律与高科技、时下的热点问题都是紧密相连的。例如书中讲述的喷气式战斗机中的引擎，用于夜间侦察的红外探测器等；还有人们普遍关注的全球变暖、臭氧层缺失等问题，都和热力学有着千丝万缕的联系。
时间对人类是一个永恒的话题，正如书名所提到的，时间在热力学中是一个关键的量，它与“熵”的概念紧密相关。热力学指出，一个物体的熵随时间的变化是有规律的。人们曾有过很多时光旅行的幻想，这本书从热力学角度科学地预测了它的可能性。当然书中的结论是基于科学基础上的预测，至于未来究竟怎样，要靠人类自己亲身去体验，去判断了。
这本书从最简单的温度说起，娓娓而谈，描述了热能、体温、热泵、热机等热动力学的基本概念，以及它们对我们这个世界的影响；并且讲述了热动力学对时间流逝的限制，以及人们穿越时空的可能性。
作者简介
凯尔柯克兰德博士(Kyle Kikland)，1998年在宾夕法尼亚大学获得神经科学的博士学位，主要研究方向是视觉系统和神经网络。他的跨学科背景和兴趣促使他发表了关于科学的历史以及科学在当前和未来对社会的影响等多篇文章。凯尔柯克兰德同时也是Facts On File出版公司出版的“科学与技术焦点”丛书中的《光学》一书的作者之一。
目录
前言
鸣谢
简介
1 热与环境
温度与热
温度与分子动能
能量流
制冷与加热
潜热与热容量
一年四季
城市热岛
全球变暖
2 热与人体温度
体温
人体如何感知冷热
热的导体与绝缘体
温血动物与冷血动物
舒适区：保持合适的温度
温度记录法
极端温度与生活
3 热与技术
利用技术控制温度
热力学第一定律
冰箱与空调
热力学第二定律
可逆热泵
绝对零度
4 热机
蒸汽动力
卡诺热机
汽车发动机
赛车用发动机
喷气式发动机和燃气轮机
未来的热机
5 时间
钟表
钟摆与周期性
时间与物理定律
熵和无序度
修订后的热力学第二定律
在时间中旅行
宇宙的起源与结局
结语
国际单位制及其转换
译者感言
书摘插图
1热与环境
温度与热
在物理学中，温度与热两个概念之间有很大差别。尽管看上去并不明显，温度指的是物体中的原子和分子的能量。由于两个物体温度不同引起地在它们之间流动的能量，则称之为热量。
人们曾一度认为热是从热物体流向冷物体的一种流质。但实际上这是不正确的，发现这一点的人是物理学家和政治家本杰明汤普森(Benjamin Thompson，1752～1814)，也就是拉姆福德伯爵(Count Rumford)。在18世纪90年代，拉姆福德伯爵研究了在制造加农炮时在实心黄铜柱中钻孔的过程。有一次他把钢钻头和黄铜柱浸没在水中，然后随着钻孔过程的进行，水居然达到了沸腾的温度。只要钻孔继续进行，水就一直保持在沸腾的状态，如果热真的是一种流质的话，这确实是一种奇怪的事情——黄铜迟早要消耗完它内部的流质，但是实际上它不会消耗完。另一个重要的观测事实是，炮筒加上钻孔过程中切削下来的铜屑的重量之和与作为原料的铜柱相比，没有任何变化；如果金属流失了很多热流质的话，它的重量应当会减小。
拉姆福德意识到水温升高不是因为热流质的缘故，而是由于钻头的运动引起的。热并不是一种流质；热是从一个物体流向另一个物体的能量。虽然拉姆福德不能抓住所有细节，他还是能够察觉到，钻头撞击铜柱产生的摩擦才是导致温度升高的真正原因。
热量总是与运动紧密相连的，正如包括两个物体相互摩擦的过程所表明的那样。摩擦产生更高的温度，例如在寒冷的天气里人们用两只手相互摩擦以取暖。
热和温度在一个更加本质的水平上与运动相关。所有物体是由原子和分子构成的——它们小到人眼甚至是显微镜都看不到的程度。
……
