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大林寺桃花:古诗中的热力学第一定律

 豫见物理 2021-12-06

古诗欣赏

大约在十年前,笔者在讲授“热力学第一定律”这节课时,给学生吟诵了唐代诗人白居易的《大林寺桃花》,并设计了针对性的问题。

问曰:既然人间芳菲已尽,为何山寺桃花才始盛开?

对曰:山顶上比山脚下冷。

问曰:为什么山上会比山下冷呢?

对曰:@#&……%&%……%¥%……

大林寺桃花

唐·白居易

人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开。

长恨春归无觅处,不知转入此中来。

白话翻译

在人间四月里百花凋零已尽,高山古寺中的桃花才刚刚盛开。我常为春光逝去无处寻觅而怅恨却不知它已经转到这里来。

科学原理

白天阳光照耀大地,大地升温,地表空气团受热膨胀,密度减小,向上浮起;气团体积很大,在上升过程中,可以忽略气团与外界的热交换,可视为绝热过程。

把气团的上升过程视为绝热过程中,气团在上升过程中压强减小,体积膨胀,对外做功,内能减小,温度降低。

一般而言,在地表附近,每升高1000米,气温大约降低7℃。

庐山大林寺海拔高度在1100米~1200米之间,它比“人间”(九江市的平地,平均海拔32米)气温要低7℃左右,因此,桃花开放的时间要落后20~30天,所以山上的物候比山下的物候推迟了一个月左右的时间。

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