熱的導(dǎo)體不僅有熱的良導(dǎo)體，還有熱的不良導(dǎo)體，這是目前科學(xué)界已知的，而今天我要介紹第三種熱的導(dǎo)體——處于熱的良導(dǎo)體和熱的不良導(dǎo)體相互轉(zhuǎn)換的導(dǎo)體。我把它叫做介熱導(dǎo)體，也叫介熱定律。并且通過數(shù)據(jù)研究和分析，水(自來水、沸水、蒸餾水)具有介熱定律。

　　目前，氣體與固體的導(dǎo)熱機(jī)理已經(jīng)為科學(xué)界所公認(rèn)，但是液體的導(dǎo)熱機(jī)理還存在很大的爭議，因此，本實驗將以研究水(自來水、沸水、蒸餾水)為例子，揭秘液體導(dǎo)熱機(jī)理以及介熱定律。

　　本實驗涉及熱力學(xué)第一定律公式，即△U=W+Q.

　　1.實驗器材：

　　①儀器：兩個鐵架臺及其組件;紅管溫度計若干支;紅外測溫儀;酒精燈(單線);試管若干支;手機(jī);打火機(jī);燒杯。

　　(備注：不可用電子溫度計測量，因為溫度計存在熱慣性，因此不宜用溫度計，但勉強(qiáng)可用熱脹冷縮的溫度計)

　　②材料：自來水、沸水、蒸餾水、醫(yī)用酒精濃度95%左右。

　　2.實驗方法及其步驟(實驗數(shù)據(jù)可通過聯(lián)系方式免費提供)

　　①篩選出升溫幾乎相同的兩根溫度計。

　　Ⅰ.所選儀器及材料

　　一支大試管(使其不易于迅速被加熱，保證出現(xiàn)實驗現(xiàn)象);酒精燈;鐵架臺及其組件;燒杯;70ml沸水;若干支紅管溫度計。

　　Ⅱ.方法

　　①用燒杯量出70ml沸水，加入至試管中，用試管固定夾使試管直立，從若干支溫度計隨機(jī)抽取兩根，用鐵架臺組件將兩溫度計固定，并且兩根溫度計固定在液體內(nèi)部同一高度，接著，用酒精燈低溫加熱。

　　若發(fā)現(xiàn)兩根溫度計初溫大致相同且升溫幾乎相同，則選取它們下一步實驗，若不相同，。則重新從若干支溫度計篩選重做實驗，直至篩選出適合的兩根溫度計。

　　②記錄數(shù)據(jù)

　　儀器與材料：已篩選好的兩根溫度計;試管;酒精燈;鐵架臺及其組件;沸水;蒸餾水;紅外測溫儀;自來水;燒杯;手機(jī)。

　　3.數(shù)據(jù)記錄

　　Ⅰ.沸水?dāng)?shù)據(jù)記錄

　　用燒杯量出70ml沸水，加入試管中，用鐵架臺夾子固定試管，保持試管傾斜角在45°~60°(數(shù)據(jù)不是同一天記錄，因為該實驗超過一年多，但是同一天或有幾天的數(shù)據(jù)角度相同)用加熱相對于其他酒精燈慢的酒精燈加熱(若采用火焰大的酒精燈，則難以捕捉其現(xiàn)象。)火焰用其中一根溫度計伸入句試管底部2~3㎝處，另一支伸入到距液面1㎝內(nèi)部。用打火機(jī)點燃酒精燈，(在這之前，用紅外測溫儀檢測酒精燈火焰表面溫度是否超過120℃，若超過，則調(diào)控酒精燈燈芯露出燈芯管的高度，直至調(diào)制適宜溫度)每隔不超5s手機(jī)錄音所處溫度一次(因為數(shù)據(jù)錄音時間間隔不統(tǒng)一，所以不超5s表達(dá))

　　設(shè)伸入液體內(nèi)部最遠(yuǎn)的溫度計為A管，伸入液體內(nèi)部最短溫度計為B管。

　　實驗現(xiàn)象：A管溫度計有時出現(xiàn)溫度倒退或滯留一段時間等待升溫慢的B管溫度計升溫。(把它叫做介熱現(xiàn)象)

　　Ⅱ.蒸餾水?dāng)?shù)據(jù)記錄(與沸水步驟一樣。)

　　現(xiàn)象：A管溫度計有時出現(xiàn)溫度倒退或滯留一段時間等待升溫慢的B管溫度計升溫。

　　Ⅲ.排除實驗疑問：

　　①或許會有人問試管擺放角度不同，可能不產(chǎn)生介熱現(xiàn)象。

　　反駁①：通過實驗，試管直立時，液體實驗數(shù)據(jù)也會出現(xiàn)介熱現(xiàn)象((實驗數(shù)據(jù)可通過我的聯(lián)系方式免費提供)

　　由此得出實驗結(jié)論，與擺放角度無關(guān)。

　　反駁②：沸水蒸餾水實驗中，擺放角度也有不同的，但也會產(chǎn)生介熱現(xiàn)象。

　　㈠或許也會有問介熱現(xiàn)象的產(chǎn)生，是溫度計的熱脹冷縮今兒體積增大才導(dǎo)致的。

　　反駁：㈠在蒸餾水?dāng)?shù)據(jù)中，每當(dāng)做完實驗結(jié)束前，我會用B管溫度計伸入與A管溫度計同一深度。結(jié)果發(fā)現(xiàn)量溫度計溫度計溫度接近相同，這就說明不是熱脹冷縮“惹的禍”!

　　㈡在多次實驗中，有的溫度計倒退了超3℃單位，難道溫度計里面的管子就熱脹冷縮得這么離譜嗎?

　　㈢介熱現(xiàn)象一定發(fā)生嗎?

　　不一定，見實驗結(jié)論

　　Ⅳ.實驗結(jié)果

　　通過以下數(shù)據(jù)分析，A管溫度計在試管加熱過程中，會有溫度倒退現(xiàn)象和A管停留一段時間再升溫的現(xiàn)象

　　Ⅴ.討論

　　①討論

　　影響實驗的根本原因?

　　見Ⅷ解釋

　　②提高精度措施。

　　㈠無風(fēng)狀態(tài)下進(jìn)行實驗。

　　㈡篩選出具有加熱條件下升溫一致的溫度計，并且初溫相同。

　　㈢實驗前要用待加熱的物質(zhì)的同種物質(zhì)清洗試管和燒杯。

　　㈣用低溫火焰加熱，溫度過高難出現(xiàn)介熱現(xiàn)象。

　　Ⅵ.實驗現(xiàn)象：A管溫度計有時會出現(xiàn)滯溫或溫度倒退現(xiàn)象。

　　Ⅶ.得出規(guī)律：自來水(角度對介熱現(xiàn)象的影響用到了自來水材料)、沸水、蒸餾水具有介熱現(xiàn)象。

　　Ⅷ.解釋：由熱力學(xué)第一定律公式△U=W+Q.

　　假設(shè)將水宏觀分成兩部分(下半部分為A區(qū)域，上半部分為B區(qū)域)：

　　A區(qū)域滿足△U=W+Q.

　　B區(qū)域滿足△U*=W*+Q*.

　　當(dāng)B區(qū)域難以吸收熱量時，A區(qū)域短時間內(nèi)通過釋放其能量△U↓=W↓+Q↓，從而降低內(nèi)能，降低該區(qū)域溫度，使得B區(qū)域內(nèi)吸收A的能量，溫度升高。

　　所以溫度倒退是因為這樣子的，而長時間不升溫的A管是因為釋放能量的同時，也得到了火焰源源不斷的能量。所以不升溫也不降溫。當(dāng)然。B區(qū)域并不是每次都要靠A區(qū)域內(nèi)釋放自身的能量開供給。B區(qū)域有時也有足夠的“能力”吸收熱量。也因此，影響本實驗的根本原因是B區(qū)域內(nèi)吸熱能力。

　　Ⅸ.結(jié)論，

　　由以上得出。熱的導(dǎo)體有第三種，即介熱導(dǎo)體。并得出水的導(dǎo)熱機(jī)理——介熱定律。(定義：液體內(nèi)部是一個很復(fù)雜的系統(tǒng)，他們有時處于一個相互轉(zhuǎn)換的導(dǎo)熱體狀態(tài))。

　　并因此大膽猜想，絕大多數(shù)液體(包括以水為溶劑的溶液)有介熱定律性質(zhì)，即液體的導(dǎo)熱機(jī)理為介熱定律。