“热是旋转的电子”,可以合理解释与热相关的其他现象和理论。

热力学四大定律；

热力学四大定律是人类对热现象研究的最高成果，也是对热现象的规律的最明确描述，但是，今日大学物理对于这些规律的机理却没有任何明确的解释，表明了人类对热现象的认识，只“知其然而不知其所以然”。下面我们就用“热是旋转的电子”来讨论“热力学四大定律”的机理。

1.首先讨论热力学第二定律：

“热是旋转的电子”，“温度正比旋转的电子密度”，电子密度越大，相互排斥、碰撞几率也越大（在液体和气体中并使分子一起运动）。电子相互排斥、碰撞，由密度大的地方向密度小的地方扩散，这一过程是“不可逆”的，这“不可逆”过程都是由电子的同性相斥造成的。这就是热力学第二定律的机理，并使热学理论与力学理论、电磁学理论统一。

尽管在热现象中，宏观尺度电磁力表现不明显，但在微观尺度电子的电磁力依然存在，（温差电动势）电磁力有叠加性，温度高的地方（旋转的）电子密度大，（旋转的）电子密度大的地方，电势高，(旋转的)电子在电势的作用下，由电势高的地方向电势低的地方运动，这一过程也是“不可逆”的。

2.热力学第零定律：

在一定空间内，旋转的无规则运动的电子相互排斥，扩散，使（旋转的无规则运动的）电子的密度趋向均匀，最终达到一致。在同一介质中，一切（旋转的无规则运动的）电子的密度相同的空间，热状态相同。热状态相同也就是温度相同，这就是热力学第零定律，也是热平衡定律。

3.热力学第三定律：

由于电子尺度极小，任何原子之间的间隙都比电子的尺度大得多。任何空间都难以阻止（旋转的）电子的进入，也就是绝对零度是很难达到的，这就是热力学第三定律。

4.热力学第一定律：

热是旋转的电子，电子与“热量”是运动状态不同的同一种粒子。电子在运动过程中改变了运动状态变成“热量”。它们在转化过程中，粒子数守恒，电荷守恒。在现有理论范围内，热是能量，电是能量，它们可以转化，这就是“能量转化和守恒定律”。也就是热力学第一定律。在电、热、光的转化过程中，所谓的“能量转化”，就是电子发生了运动状态的改变。

以上我们用热是旋转的电子，合理解释热力学四大定律产生的机理，使热力学四大定律“知其然，更知其所以然”.使“热力学四大定律”的机理完全明确。使热学理论与力学理论、与电磁学理论严格统一。

用热是旋转的电子可以合理解释的其它现象：

1. 温差电：

在布朗运动中，电磁力在宏观尺度虽然表现不明显。但在微观尺度仍有电磁力,温度越高无规则运动的电子密度越大，电子密度越大，微观尺度电势就越高，温度低。无规则运动电子密度小,微观尺度电势也就低,从而存在电势差，而导致温差电现象。温差电现象表明温度高低不同，,微观尺度电势不同，也只有电势不同，才能使温差电现象与电磁理论相一致，这就合理解释了温差电现象。

2. 超导现象：

现有理论对超导现象的解释：“……对超导现象的一种解释是，形成电流的电子按协作对的形式运动，当超导电材料中的一个电子对中的一个电子穿过时，它可以使周围的分子电结构变形，以致在其周围产生短暂的正电荷的聚集。电子对中的另一个电子可能被此正电荷吸引。按照这种理论，电子之间的这样的协作将阻止它们与材料分子的碰撞，因而会消除电阻。该理论能很好地解释1986年以前的低温超导体，但对于新的较高温的超导体，显然还需要新的理论”（见《物理学基础》[美]哈里德HALIDAY、瑞斯尼克RESNICK、沃克WALKER 著，张三慧、李椿译，机械工业出版社2005.1 P670）。从以上的解释中可以看出，所谓解释仅仅是一种猜测，并没有确切的证据，而且也不敢肯定，只是一种可能，并且也不能解释“较高温的超导体”，并且“需要新的理论”，文中的“电子的协作对”违反电子同性相斥的性质，而正电荷由质子携带，“正电荷的聚集”也与现在的原子结构相违背。这样的解释既不合理更不能称其为理论。

现有大学教科书在讲述超导时，与以上的解释基本相同的，但不如以上更详细，可见现有理论对超导现象至今没有合理的解释。并与电荷的同性相斥理论相矛盾，理论不自洽。

当热是不规则运动的电子时，超导现象我们就可以做出如下解释；

当热是旋转的无规则运动的电子时，物体中的热量越少（温度越低），旋转的的电子数量越少，对外来电子的阻碍（排斥力）越小。当温度极低时，不规则运动的电子极少，对外来电子的运动不构成阻碍时，就出现了超导现象。由于各种物体的原子、分子排列不同，对不规则运动的电子的电磁力的屏蔽作用不同，因此不同的材料有不同的超导温度。这样我们就简洁、严谨、合理的解释了超导现象。才使对超导现象的解释与电磁力相关的一切理论不矛盾。

3. 金属导体的电阻随温度增高而加大：

现有大学教科书讲到：“当导体内没有电场时，从微观角度上看，导体内的自由电荷不是静止不动的。以金属为例，金属的自由电子好像气体中的分子一样，总是在不停地作无规则热运动。电子的热运动是杂乱无章的。在没有外电场或其他原因（如电子数密度或温度的梯度）的情况下，它们朝任何一方向运动的概率都一样。……（P308）电导率：

http://s3/middle/8f874b49tb0604ca73262&690 ，

 

这就说明了为什么随着温度的升高，金属的电导率减小，电阻率增加。不过应当指出，从经典电子论导出的结果只能定性地说明金属导电的规律，由（5.13）式计算出的电导率的具体数值与实际相差甚远。此外σ或ρ与温度的关系也不对。实际上对于大多数金属来说，ρ近似地与T（而不是）成正比。这些困难需要用量子理论来解决。在《新概念物理教程·量子物理》第三章里（5.4节）对这个问题有个交代，在量子理论中（5.13）式还是有用的，不过对其中的物理量需要重新解释，才能得到正确的结果”(见《新概念物理教程·电磁学》赵凯华、陈熙谋 著》P306）。从以上的解释中，可以看到电子的热运动是根据气体分子的热运动推测的，而气体分子的热运动是根据布朗运动提出的，并没有证据，只是一种猜测，而这种猜测又与“实际相差甚远”，而且“需要重新解释，才能得到正确的结果”，这种解释实在牵强附会。

用热是旋转的无规则运动的电子，来解释金属导体的电阻随温度增高而加大：金属导体中的热量越多，也就是旋转的不规则运动的电子的密度越大，对定向移动的电子阻力越大。而使金属导体的电阻越大，这样解释即简单又合理，并与其他相关理论完全自洽。自由电子气是不合理的猜测，在第二篇《今日大学物理“电磁学”中存在的不完备、不自洽及修正》P8中对此已进行了详细讨论，这里就不再重复。

4. 气压、气态分子的热运动：

在今日大学物理教科书认为气体分子都在高速运动，相互碰撞，而产生气压现象，这种观点并没有任何实验支持，而是根据布朗运动和严格的数学运算提出的，但是分子运动的作用力是什么却没有任何合理解释，与布朗运动一样，当气体温度升高分子产生加速度时，这使分子产生加速度的作用力是什么同样没有合理解释，因此今日大学物理中有关气态分子的热运动中没有明确的作用力，与力学理论相违背，不具合理性。

气态分子运动是由热量引起的，当热量是旋转的无规则运动的电子的数量。用电子的相互排斥，引起气态分子的相互排斥（分子表面都有电子），热量越多无规则运动的电子密度越大，与分子相互排斥力越强，从而气压越大，就合理解释了气体的气压现象，并与电磁力的距离平方成反比高度一致，与力学理论相一致。这样，今日大学教科书有关气态分子的热运动，仅仅是一种轻率的臆想和数学游戏。

5. 涨落：

旋转的无规则运动的电子在三维空间里的运动是随机的多自由度，由于有磁矩和相互排斥，使其运动状态更不确定（人类目前的“智力”水平还不能确定它），更复杂，当多个电子同处于一个空间时，它们因同性相斥而无规则运动越激烈，因而导致涨落。温度越高，无规则电子的密度越大涨落程度越高，使涨落现象与热现象完全一致。今日大学物理提出的涨落观点，赋予理论以神秘色彩，使物理理论更加混乱。

6. 热噪音：

热噪音与温度成正比，但目前现有理论没有合理解释，用热是无规则运动的电子，温度正比无规则运动电子的密度，温度越高，无规则运动电子的密度越大，导致无规则运动强度越大，热噪音越大，来解释热噪音，完全合理，并与热现象完全一致。

7. 熵：

今日大学物理中，将“熵”作为热学中的重要概念，但“熵”的本质是什么没有人讲的清。“熵”这个“无序状态”用无规则运动的电子的随机性导致的结果来解释，再合理不过了。由于电子有磁矩和极高的荷质比，同性相斥且体积极小，到处可以运动，具有导致无序状态的一切条件，因此温度越高，无规则运动的电子密度越大，电子的相互排斥越强烈，导致的（系统内）的无序状态越严重，“熵”就越大。这一过程是“不可逆”的，这一规律与电子相互排斥的性质相一致、与热学理论相一致，与自然界中的一切现象相一致。

然而自然界的变化并非都是向无序方向发展，像元素的形成，分子的结晶，物质的凝聚，都是向有序方向发展，正是无序和有序的循环才构成了大千世界，这其中都是四项基本作用力作用的结果。其中引力、强力、异性电磁力的相吸，是使物质世界向有序方向发展，而电磁力的同性相斥才是导致无序状态的主要因素。当热是旋转的无规则运动的电子时，“熵”的概念也就可以不需要存在了。

8. 暗能量、暗物质：

一个连“能量”都不知道为何“物”的传统理论，提出“暗能量”、“暗物质”概念。本身应该是荒唐的。既然不知道能量是什么，那么即使暗能量摆在你面前，你也不认识它。但是，当热是无规则运动的电子时，“暗能量”、“暗物质”就可以很好解释了：热是能量，是不规则运动的电子，电子是物质。热辐射辐射的即是能量，又是物质，电磁波、光都是热量，又是能量，宇宙中广泛存在的3K（2.735K）微波辐射，也就是不规则运动的电子。是能量、是物质。用射电和电磁波去探测这些“物质”时，由于它们的质量与探测它们的物质质量相同，而不能形成180°反射的。它们也会因同性相斥而互相避让。因此用现有技术手段是探测不到的。（只能被动接收到它们的自发辐射），因此它们是“暗”的。但是因为它们有作用“力”（电荷和质量）而可以通过周围空间物质的分布状态而确认它们的存在，这就是暗物质的起因，也是暗物质的本质。热是暗物质的一部分，使“暗物质”、“暗能量”得到部分解释，而（宇宙空间在现有理论范围内已知）还存在大量的离散分子、原子和其他带电粒子。因为它们本身“或表面”都有电磁力，与我们现在使用的探测手段中的物质（电磁波和电子），都相互排斥，互相避让，可以形成正好180°反射的几率微乎其微，因此也是很难探测到的。在目前技术条件下，它们是探测不到或难以探测到，因此它们也是“暗”的物质。其实地球大气中大量的氮分子、氧分子即不反射可见光，也不反射电磁波，相对于可见光和电磁波来说，氮分子、氧分子也是“暗的物质”，在现有探测方式中，只要不反射“可见光”和“电磁波”的物质，它们就都是“暗”的物质。这样“暗能量”、“暗物质”就可以在很大程度上得到明确解释。

当热是旋转的电子，电子是物质时，热即是能量又是物质，能量的物质性在这里得到了最好的体现。那么，所谓“暗物质、暗能量”之谜就可以得到合理解释。

9. 化学能、原子能：

化学能和原子能都与原子结构有关，详细讨论都要涉及原子结构，因此详细讨论由《原子结构》一文进行，这里只做简单讨论。

在原子裂变和聚变中，参加反应的是构成原子中的全部粒子，而参加化学反应的只是原子中的少数价电子，以氧化为例；两个原子才有一到两个电子参加反应，从参加反应的粒子数计算，相差2个数量级，从参加反应物的质量上算差了3-4个数量级，在原子裂变和聚变中，参加反应的全部粒子都以极高的速度向外辐射，使被辐射物体发生相变，发生相变的物体中原子间隙中存在着大量游离电子，由于空间的改变而被排出物体外变为热量。同时根据相关的理论，辐射时的γ光子使被辐射物产生正、负电子，正、负电子相遇还要产生γ光子，γ光子辐射还可以再一次产生正、负电子……。这种与“链式反应”完全相同的反应可以使正、负电子放出的数量达到数个数量级，这样原子能与化学能之间数量级上的区别就得到了合理解释，原子裂变与聚变反应是由原子结构决定的，反应后的质量亏损正是那些辐射出去的物质。有关原子能与化学能的区别与原子结构有关，这是由原子结构决定的，讨论原子结构需要许多篇幅，在《论原子结构》一文中对原子能与化学能有详细讨论，请参阅本文作者《论原子结构》一文。（P93—94）。

化学能是参加反应的只是两个原子中的少数价电子，在反应过程中，使电子发生旋转就是化学热（如燃烧和爆炸），反应过程平缓，电子被引出就是电(如各种电池)，详细讨论请参阅本文作者《论原子结构》一文。（P93一94）。

 

热辐射辐射电磁波和光，光、电磁波和热都是不同运动状态的电子，由于电子有磁矩，电子只有朝向有序时电磁力才有叠加性，这与磁体的性质相一致。带电体显示电磁力（电势）时，电子的朝向是有序的，这是一般电力系统显示电压时的电子朝向状态 这样电磁力才有叠加性，宏观才有明显电势显示，才可以使电势迅速传递，当电子发生旋转后，才会变成热。当它旋转并高速运动后，才会就变成电磁波和光。

以上论述已经远远超过现有理论对热现象解释的合理程度，对判定“热是旋转的电子”的结论的论证已足够充分。其它与热有关的现象，这里不再一一论述了。

 

“热是旋转的电子，温度正比旋转的电子的密度”。在此基础上，我们已经作出了如下合理解释；

明确解析了“热力学四大定律”产生的机理；使热力学四大定律不但"知其然，更知其所以然"。使人类对热的认识由表象上升到明确的机理。

合理解释了“布朗运动”机理，使“布朗运动”中的“分子力”与力学统一、与“四项基本作用力”统一。

合理解释了为什么热量在液体和固体中传递速度缓慢，在空气和真空中辐射；

合理解释了为什么热辐射辐射电磁波和光；

合理解释了电、热、光转化过程中“能量守恒”的本质；

合理解释了“热传播”。现象的机理；

合理解释了“温差电”现象的机理；

合理解释了“金属电阻随温度而加大”的机理；

合理解释了“超导”现象的机理；

合理解释了“空气膨胀”的机理；

合理解释了“涨落”的机理；

合理解释了“热噪音”的机理；

合理解释了“熵”、的机理；

合理解释了“暗能量”、“暗物质”；

合理解释了化学能与原子能的区别；

……

以上这些现象和这些现象的机理用“热动说”都是不能合理解释的。

热是旋转的电子，最大程度的合理解释与热的本质相关的现象，最大程度的合理解释了这些现象的机理，论证过程与全部最基础理论全面自洽，使所有相关理论严谨、明确，使人类对热现象的认识，不但“知其然，更知其所以然”。这已是目前人类对“热”现象的本质认识的最充分、最合理。逻辑最严谨的结论。同时也是物理学所追求的最高形式。

 

结论：

热是旋转的电子。在液体中和固体中，以不规则方式运动，在空气和真空中以辐射方式运动——这就是电磁波和光。

热量是旋转的电子的数量。

温度正比旋转的电子的密度：

T∝cσe

C ：为物质的比热容

温度正比旋转的电子的转数：

T∝ve

Ve ：为电子的转数

热量是旋转的电子的数量。温度正比旋转的电子的密度。使人类对热现象的认识提高到微观粒子层次。这是目前人类在现有认识水平上对热现象认识可以达到的最高层次。

热量是旋转的电子的数量。温度正比旋转的电子的密度，使热学中最核心的两个概念“热量”和“温度”得到明确解析。

热是旋转的电子，热辐射辐射电磁波和光，电磁波和光都是旋转的以波的轨迹运动的电子，这就使今日大学物理中“电转化成热，热辐射辐射电磁波和光，光是电磁波，电磁波也是光，它们只是频率不同，其它一切都相同”的理论变的严谨、明确，使电子、热、电磁波、光的关系彻底明确，使电、热、光转化的物理图像简洁、明确，使电、热、光转化并守恒的本质 彻底解析。使人类对热现象的认识，不但“知其然，更知其所以然”。

 

热量是旋转的电子的数量。温度正比旋转的电子的密度。是目前物理学中对“热”的本质的论述的理论中最完备、最自洽、最合理的理论，是逻辑最严谨的理论。

 

历史上有关电子直接变成热的实验：

历史上曾经有过电子直接变热的实验，但是由于当时人们公认的是“热动说”，而没有引起人们的高度重视。温伯格讲到；“我们讨论一下汤姆逊在1897年得到最可靠的质荷比所使用的方法。在这个方法里，阴极射线被引入一个小金属收集器中。收集器不但能捕获阴极射线的电荷，也能俘获动能，并将它转化为热”（见《亚原子粒子的发现》[美]斯蒂芬·温伯格 建邺 肖明 译P76）。以上这个实验是可重复的，并且可以做的比以前更精确，在这个实验中，电子没有回到电源，而是直接变成了热。

历史上的问题：

历史上热质说因不能解释摩擦生热和水的4℃以下的反常膨胀而被否定，那时还没有发现电子，人们对微观领域还一无所知，现代科学已知，任何物质都存在大量电子，其数量之大，在历史上是不可想象的，因此用电子数量来解释摩擦生热现象，是完全合理的。戴维用冰做的摩擦实验，那时认为冰是很“冷”的，没有“热量”存在，其实戴维所用的冰虽然人“感觉很冷”，但仍然在200°K（卡尔文温度）以上，戴维的实验结论在那时看似合理，实则是人们的误解和当时人们认识的局限，由于电子在原子表面，物体摩擦时，首先接触的是电子，通过摩擦使一个物体上的电子转移到另一个物体，而没有使电子发生旋转，物体就带上“电”，摩擦时使电子发生旋转就变成了“热”。普遍情况下带电和热是同时产生的。究竟以那一种现象为主，是由材料的性质决定的。摩擦时可以使物体中大量电子发生旋转，因此摩擦可以生产大量的热。水的4℃以下的反常膨胀，是由于部分水分子在4℃开始趋于有序排列，使分子空隙加大，造成的膨胀，与热质说不矛盾，因此历史上否定热质说的理由不成立。当然，历史上认为热量是没有质量的微小粒子，也是不准确的。