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肖敏，楊廣軍 著

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齣版社： 天津人民齣版社

ISBN：9787201071664

商品編碼：29692306723

包裝：平裝

齣版時間：2011-08-01

基本信息

書名：閱讀文庫 解碼科學：品味熱的世界

定價：25.80元

作者：肖敏,楊廣軍

齣版社：天津人民齣版社

齣版日期：2011-08-01

ISBN：9787201071664

字數：

頁碼：200

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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人們認識熱的本質經曆瞭很長一段的摸索過程。首先從宏觀的熱現象齣發，認識瞭熱是一種運動形態，總結齣瞭熱力學的規律，然後進一步從物質的原子構造齣發，認識瞭這種運動形態的本質，認識瞭熱狀態與分子的無規則運動有密切的關係，並總結齣瞭分子運動論和統計物理學的規律……
在本書中，我們要循著曆史上人們對於熱現象的認識過程進入熱的世界，品味那冰天雪地，品味那烈日炎炎，品味那原子如精靈般的不斷跳動，品味那聰明纔智創造的清涼世界。讓我們一起進入這探索與科學的世界吧……

目錄

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無處不在——熱現象
無聲無息——蒸發現象
吞吞吐吐——沸騰現象
無私奉獻——熱的傳遞
普遍規律——熱脹冷縮
世間冷暖知多少——溫度和溫標
測量溫度的儀器——溫度計

推進工業化發展的大手——熱機
沸騰之水，力大無窮——蒸汽機
軍艦的心髒——蒸汽輪機
將內能轉化為機械能的裝置——內燃機
航空發動機的主流——噴氣式發動機
探索太空的功臣——火箭發動機

探尋熱的根源——熱的本質
吵吵嚷嚷的兩種學說——熱質說和熱動說
架起熱與功的橋梁——熱功當量

多姿多彩——物態與物態變化
韆姿百態——物態
隨溫而變——物態的變化
上天人地的大循環——自然界的水循環

推動熱力學前進的四大支柱——熱力學四大定律
熱平衡與能量守恒——熱力學第零定律和熱力學定律
熱量傳遞的方嚮——熱力學第二定律
永遠不可能達到的零度——熱力學第三定律
理想的熱機——卡諾循環

人類工作和生活的靠山——新型能源
綠色能源——地熱能
太陽的恩賜——太陽能
隨風而至——風能
冰中取火——可燃冰

日益糟糕的人類居住環境——變壞的氣候
冷暖生活總適宜——隨心所欲的溫度

作者介紹

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文摘

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序言

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打開一切科學的鑰匙毫無異義的是問號，我們大部分的發現應歸功於“如何”，二生活的智慧大概就在於逢事都問個“衛生麼”。
——巴爾紮剋（法國）

科學是永無止境的，它是一個永恒之謎。
——愛因斯坦（美國）

《閱讀文庫·解碼科學：品味熱的世界》 一、 導言：燃燒的宇宙，生命的脈搏 熱，是宇宙中最基本、最普遍的能量形式之一，它驅動著星係的演化，塑造著行星的地貌，更是生命得以存在的基石。從微觀粒子的劇烈碰撞，到宏觀天體的熊熊燃燒；從地球錶麵的四季更迭，到生命體內新陳代謝的活力湧動，熱無處不在，無時無刻不在影響著我們所認識的世界。然而，我們對“熱”的感知，往往止於膚淺的溫度高低，或是口語化的“冷熱”描述。真正的熱，其內涵遠比這豐富和深刻。它關乎能量的傳遞與轉化，關乎物質的形態變化，關乎宇宙的演進與生命的起源。 《閱讀文庫·解碼科學：品味熱的世界》旨在帶領讀者深入探索“熱”這一既熟悉又陌生的科學概念。我們試圖跳齣日常經驗的局限，用嚴謹而又不失趣味的科學視角，層層剝開熱的神秘麵紗。本書不求成為一本枯燥乏味的教科書，而是希望通過引人入勝的敘述、生動形象的比喻以及引人深思的案例，激發讀者對科學的濃厚興趣，培養對世界的好奇心，並最終能夠以一種更科學、更深刻的眼光來理解我們所處的這個“熱”的宇宙。 本書將從宏觀到微觀，從自然現象到技術應用，全方位地解讀“熱”的科學奧秘。我們將一起追溯熱力學定律的起源，理解能量守恒的偉大力量；我們將探究物質在不同溫度下的奇妙變化，感受相變帶來的壯麗景觀；我們將審視宇宙大爆炸的熾熱開端，以及恒星內部的核聚變反應；我們也將走進實驗室，瞭解科學傢們如何利用和控製熱能，創造齣改變世界的科技。 二、 第一篇：熱的本源——微觀世界的舞蹈 熱的本質是什麼？這個問題看似簡單，實則觸及瞭物質最深層的結構。本書將首先帶領讀者進入微觀世界，揭示“熱”並非某種獨立存在的“東西”，而是構成物質的基本粒子——原子、分子——運動劇烈程度的宏觀錶現。 粒子與運動： 我們將詳細介紹物質由微小粒子構成，這些粒子並非靜止不動，而是在不斷地進行著隨機的、無規則的熱運動。溫度高低，正是這些粒子運動速度快慢的平均體現。高速運動的粒子意味著更高的溫度，它們相互碰撞、傳遞能量，構成瞭宏觀上我們所感知到的“熱”。 動能與勢能的辯證統一： 熱運動不僅僅是動能的錶現，在粒子之間也會存在著相互作用力，産生勢能。熱量傳遞的過程中，動能和勢能之間存在著復雜的轉化關係，理解這一點是深入理解熱現象的關鍵。 統計力學的視角： 傳統的經典力學描述單個粒子的運動，但對於海量粒子組成的宏觀物質，我們需要藉助統計力學的原理。本書將以通俗易懂的方式介紹統計力學如何通過概率和統計的方法，解釋宏觀熱現象的産生。例如，布朗運動的生動演示，將直觀地展現微觀粒子的無規則運動如何受到外界環境的“加熱”影響。 熵增的必然性： 在探索微觀世界的過程中，我們也將不可避免地接觸到“熵”這個概念。熵是描述係統無序程度的物理量，它與熱力學第二定律緊密相關。本書將解釋為何熱量總是自發地從高溫物體傳嚮低溫物體，為何過程具有方嚮性，以及宇宙最終可能走嚮“熱寂”的猜想。我們將理解，熵增不僅僅是物理定律，更是宇宙演化的一種必然趨勢。 三、 第二篇：熱的傳遞——能量的遷徙之旅 熱量並非憑空産生，它總是在物體之間傳遞。瞭解熱的傳遞方式，是理解各種自然現象和工程應用的基礎。本書將詳細介紹熱的三種基本傳遞方式：熱傳導、對流和輻射。 熱傳導：觸碰的能量傳遞： 我們將從最直觀的“觸碰”開始，解釋固體中的熱傳導。通過粒子間的碰撞和振動，能量如何從一個粒子傳遞到另一個粒子，如同多米諾骨牌效應。我們將探討不同材料的導熱性能差異，解釋為何金屬會導熱，而木頭和塑料卻相對絕緣，這與材料的微觀結構有著密切的關係。例如，鼕季時觸摸金屬門把手和木門會感受到不同的冰冷，這便是不同材料導熱性能差異的生動體現。 對流：流動的熱量革命： 在液體和氣體中，熱量的傳遞更多地通過物質自身的流動——對流。本書將描繪大氣層中的風是如何形成的，洋流如何驅動地球的氣候係統，以及我們廚房中的鍋爐是如何利用對流來加熱食物的。我們將深入解析對流的原理，包括自然對流和強製對流，並展示其在能源利用、天氣預報等領域的廣泛應用。想象一下，空氣受熱膨脹上升，冷空氣下沉補充，這種循環往復便是對流的生動畫麵。 輻射：無聲無息的能量播撒： 熱輻射是一種無需介質的能量傳遞方式，它以電磁波的形式傳播。太陽的光和熱如何到達地球，篝火發齣的溫暖是如何傳遞到我們身上的，這些都是熱輻射的傑作。本書將介紹黑體輻射的理論，以及普朗剋量子假說的誕生，它為理解熱輻射提供瞭革命性的視角。我們將還會探討紅外綫技術，它如何利用熱輻射的特性，實現夜視、測溫等功能。 四、 第三篇：物質的相變——形態的魔法 溫度的變化，往往伴隨著物質形態的改變，即相變。從固態到液態，從液態到氣態，這些看似尋常的現象，背後蘊含著深刻的物理原理。 冰雪融化，蒸汽升騰： 我們將以大傢熟悉的冰融化成水，水蒸發成蒸汽為例，詳細解釋相變過程中能量的吸收和釋放。融化和汽化是吸熱過程，需要外界提供能量來剋服粒子間的束縛；而凝固和液化則是放熱過程，粒子間的束縛重新建立，釋放能量。 臨界點與相圖： 本書將進一步介紹相圖的概念，它描繪瞭物質在不同溫度和壓力下的相態。我們將探討水的“三相點”，以及超臨界流體的奇妙特性。這些概念不僅在科學研究中至關重要，也在工業生産中有著廣泛的應用，例如利用超臨界流體進行萃取和分離。 固體的奇特相變： 除瞭常見的固液氣相變，一些特殊物質還存在著更復雜的相變，例如鐵磁性材料在居裏溫度下的磁性消失，超導材料在臨界溫度下的電阻消失等。本書將簡要介紹這些令人著迷的物理現象，展現物質世界的豐富多樣性。 五、 第四篇：熱與宇宙——從大爆炸到恒星的熔爐 熱，是宇宙演化的終極驅動力。本書將把目光投嚮浩瀚的宇宙，探索熱在其中的作用。 宇宙的熾熱開端： 我們將迴顧宇宙大爆炸理論，理解宇宙誕生之初那極端高溫、高密度的狀態。那場驚天動地的“熱”事件，如何孕育瞭我們所知的一切物質和結構。 恒星的核火： 恒星，這些宇宙中的巨大“熔爐”，依靠著內部劇烈的核聚變反應來産生光和熱。本書將解釋核聚變的原理，質子-質子鏈反應和碳氮氧循環，以及它們如何為宇宙提供能量，塑造星係的演化。我們將瞭解太陽的能量來源，以及它對地球生命的重要性。 黑洞的“熱”信息： 即使是神秘的黑洞，也與“熱”有著意想不到的聯係。我們將介紹霍金輻射的概念，雖然微弱，但它錶明黑洞並非完全“冷”的，也會嚮外輻射粒子和能量。這為我們理解量子力學與廣義相對論的結閤提供瞭一個重要的綫索。 宇宙的終極命運： 本書還將展望宇宙的未來，探討“熱寂”假說。如果宇宙不斷膨脹，能量會越來越分散，最終達到一種均勻、冰冷的平衡狀態，一切生命和活動都將停止。這是一種令人深思的哲學命題，也是對熱力學第二定律的終極思考。 六、 第五篇：熱與生活——科技的脈動 我們身邊的科技，無不與“熱”息息相關。從簡單的傢用電器，到復雜的工業生産，再到尖端的科學研究，熱能的利用和控製無處不在。 能源的利用與轉化： 火力發電、核能發電、太陽能利用，這些都是我們利用熱能的方式。本書將介紹不同能源的轉化效率，以及能量的利用過程中麵臨的挑戰，例如溫室效應和能源危機。我們將深入瞭解蒸汽機、內燃機等經典熱機的工作原理，以及它們如何推動瞭工業革命。 材料科學中的熱學： 材料的性能往往與溫度密切相關。例如，高溫閤金在發動機中的應用，低溫材料在超導磁懸浮列車中的作用。本書將探討如何通過控製材料的微觀結構來優化其熱學性能，以滿足不同應用的需求。 生物體的“熱”與生命： 生命本身就是一個復雜的熱力學係統。恒溫動物如何維持體溫，新陳代謝如何産生能量，這些都離不開對熱的精確調控。本書將介紹生物體的熱調節機製，以及與熱相關的生理過程，例如發燒的意義，以及在極端環境下生命的生存之道。 烹飪的科學： 簡單的烹飪，也蘊含著豐富的熱學知識。煎、炒、烹、炸，不同的烹飪方式對應著不同的熱量傳遞方式和溫度控製。本書將從科學的角度解析烹飪的奧秘，幫助讀者更好地理解食物的美味是如何在熱的作用下産生的。 七、 結語：擁抱“熱”的智慧，探索未知 《閱讀文庫·解碼科學：品味熱的世界》不僅僅是關於“熱”的科學知識的集閤，它更是一種思維方式的引導。我們希望通過這本書，讓讀者認識到，科學並非高高在上的神秘學問，而是隱藏在我們生活中的普遍規律。通過理解“熱”的奧秘，我們能夠更好地理解自然，更好地利用能源，更好地改造世界。 本書的閱讀過程，將是一場穿越微觀粒子舞蹈、感受能量遷徙、領略形態變幻、仰望宇宙奇觀、觸摸科技脈搏的精彩旅程。我們鼓勵讀者在閱讀過程中保持好奇心，勤於思考，敢於提問。每一次對“熱”的深入理解，都將是對我們認知世界的一次拓展，對我們智慧的一次提升。 願這本書能點燃您對科學的熱情，讓您在品味“熱”的世界時，收獲知識的樂趣，體悟科學的魅力，並最終以更開闊的視野，去探索這個充滿生機與活力的宇宙。

評分☆☆☆☆☆

這是一本能夠滿足好奇心的百科全書。作者在書中廣泛涉獵，從宏觀的星係演化到微觀的原子結構，從古老的自然現象到新興的技術應用，無所不包。我尤其喜愛書中關於物理學基本定律的講解，牛頓的萬有引力定律、愛因斯坦的相對論、量子力學的奇妙世界，在作者的筆下都變得栩栩如生。我驚嘆於宇宙運行的規律是如此的精妙和統一，也為人類能夠不斷突破認知的界限而感到驕傲。書中穿插的許多科學史上的經典實驗和發現，也為這些理論增添瞭生動的注腳。我感覺自己仿佛走進瞭一座巨大的科學博物館，每一步都充滿瞭驚喜和發現，每一次翻開都能學到新的知識，解決一些長久以來的睏惑。這本書讓我深刻體會到，科學的魅力在於它的廣度、深度和不斷更新的特性，它永遠能夠滿足我們對未知世界的好奇心，並引領我們不斷前行。

評分☆☆☆☆☆

這是一本能夠點燃思辨之火的書籍。作者在探討一些前沿科學問題時，並不迴避爭議和未知，而是鼓勵讀者積極思考，甚至提齣自己的假設。我記得其中有一段關於人工智能的討論，作者並沒有簡單地給齣“好”或“壞”的結論，而是從技術發展、倫理道德、社會影響等多個維度進行瞭深入剖析，引導讀者去權衡利弊，思考未來可能麵臨的挑戰。這種開放式的討論方式，極大地激發瞭我的批判性思維。我不再滿足於被動接受知識，而是開始主動去質疑、去探究、去構建自己的認知體係。書中還涉及瞭一些關於宇宙學和粒子物理學的最新研究成果，雖然有些概念對我來說仍然比較復雜，但我能感受到作者試圖將這些高深的理論，用最易於理解的方式呈現齣來，並鼓勵我們去追尋科學的邊界。這種挑戰自我的過程，讓我感到無比充實和興奮。

評分☆☆☆☆☆

這本書是一場心靈的洗禮，它讓我重新審視瞭我們所處的世界，以及我們在其中的位置。作者在討論氣候變化和環境保護的章節中，展現瞭科學的嚴謹性和緊迫性，同時也傳遞瞭希望和行動的力量。我被那些關於地球變暖、冰川融化、極端天氣事件的數據和預測所震撼，也為那些緻力於尋找解決方案的科學傢和組織感到鼓舞。書中對於可再生能源、可持續發展等議題的介紹，讓我看到瞭人類科技的潛力和解決環境問題的希望。我感覺自己不僅僅是在閱讀一本關於科學的書，更像是在參加一場關於我們共同傢園的深刻對話。這本書讓我意識到，科學不僅僅是發現和創造，更是責任和擔當。它促使我去思考，作為個體，我能為這個世界做些什麼，如何將科學的認知轉化為實際的行動，為建設一個更美好的未來貢獻一份力量。

評分☆☆☆☆☆

這本書的魅力在於它能夠以一種近乎詩意的語言，描繪齣科學的宏偉圖景。我被書中對生命起源的解讀深深吸引，那些關於DNA螺鏇結構、細胞分裂、遺傳密碼的論述，仿佛都在我眼前鮮活起來。作者並非簡單地羅列事實，而是巧妙地將這些微觀世界的運作方式，與宏觀生命現象聯係起來，讓我理解瞭我們自身以及地球上萬物是如何走到今天的。我尤其欣賞其中關於進化論的探討，它不僅解釋瞭物種的多樣性，更讓我看到瞭生命頑強的生命力以及適應環境的智慧。書中對於不同生態係統和物種的描繪，也讓我對地球這個藍色星球充滿瞭敬畏和好奇。我感覺自己仿佛化身為一名探險傢，穿梭於茂密的雨林，潛入深邃的海洋，觀察著每一個生命個體如何遵循著自然的法則，書寫著屬於自己的生存故事。這種體驗是如此的生動和感人，讓我不禁思考生命的意義和價值，以及我們作為地球一份子所肩負的責任。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我留下瞭極其深刻的印象，它如同一扇通往奇妙科學世界的大門，讓我得以一窺那些平日裏遙不可及的現象背後所蘊藏的奧秘。作者以一種極其引人入勝的方式，將原本枯燥晦澀的科學知識，轉化為生動有趣的敘述。我尤其鍾愛其中關於宇宙起源的章節，那些關於大爆炸、暗物質、暗能量的理論，在作者的筆下不再是冰冷的公式和抽象的概念，而是化為瞭壯麗的史詩，讓我仿佛置身於宇宙初生之時，感受那翻天覆地的變化。每一次翻閱，都能從中汲取新的養分，對於那些關於時間、空間、物質的基本構成，我都有瞭更清晰的認識。書中穿插的許多曆史故事和科學傢小傳，也為這些科學理論增添瞭人文色彩，讓我看到瞭科學發展過程中人類智慧的閃光，以及無數先驅者為此付齣的艱辛努力。它不僅僅是一本介紹科學知識的書，更是一本激發探索欲、點燃求知火種的啓迪之作。我感覺自己仿佛和一個博學的朋友在聊天，他耐心解答我心中關於世界運行的種種疑問，並且總是能找到最恰當的比喻和例子，讓我茅塞頓開。