【正文】 為兩個(gè)固定點(diǎn)；1703年，牛頓把雪的熔點(diǎn)定為自己制作的亞麻子油溫度計(jì)的零度，把人體溫度作為12度等等。熱力學(xué)溫標(biāo)：開爾文注意到：既然卡諾熱機(jī)與工作物質(zhì)無(wú)關(guān)，那么我們就可以確定一種溫標(biāo)，使它不依賴于任何物質(zhì)，這種溫標(biāo)比根據(jù)氣體定律建立的溫標(biāo)更具有優(yōu)越性。”他把這種不表現(xiàn)為溫度升高的熱叫做“潛熱”。 波義耳認(rèn)為釘子敲打之后變熱，是運(yùn)動(dòng)受阻而變熱的證明。倫福德和戴維的實(shí)驗(yàn)給熱質(zhì)說以致命打擊，為熱的唯動(dòng)說提出了重要的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。3．電和磁1820年奧斯特關(guān)于電流的磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)和1831年法拉第關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)完成了電和磁間的相互轉(zhuǎn)化。 總之，到了19世紀(jì)40年代前后，歐洲科學(xué)界已經(jīng)普遍蘊(yùn)含著一種思想氣氛，以一種聯(lián)系的觀點(diǎn)去觀察自然現(xiàn)象。” 并具體考察了5種不同形式的力：運(yùn)動(dòng)的力、下落的力、熱、磁和電、化學(xué)力。直到1862年才恢復(fù)科學(xué)活動(dòng)。1855年最早測(cè)量了神經(jīng)脈動(dòng)速率，把物理方法應(yīng)用于神經(jīng)系統(tǒng)的研究，由此被稱為生物物理學(xué)的鼻祖。 1843年進(jìn)行了感應(yīng)電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)和電解時(shí)熱效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，寫了兩篇關(guān)鍵性論文《論磁電的熱效應(yīng)和熱的機(jī)械值》和《論水電解時(shí)產(chǎn)生的熱》，明確指出：“自然界的能是不能消滅的，哪里消耗了機(jī)械能，總能得到相應(yīng)的熱，熱只是能的一種形式。1850年焦耳當(dāng)選為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。3 熱力學(xué)第二定律的建立 熱力學(xué)第一定律確定了一個(gè)封閉系統(tǒng)的能量是一定的，確定了各種形式能量之間轉(zhuǎn)化的當(dāng)量關(guān)系。1824年，卡諾出版了《關(guān)于火的動(dòng)力思考》，總結(jié)了他早期的研究成果。但由于他的熱質(zhì)觀點(diǎn)和過早病逝，使他未能完全探索到問題的底蘊(yùn)。 克勞修斯同樣發(fā)現(xiàn)了卡諾的失誤，因?yàn)闊釞C(jī)從高溫?zé)嵩吹玫降臒崃縌1不等于熱機(jī)傳給低溫?zé)嵩吹臒崃縌2，即Q1≠Q(mào)2。”這就是熵增加原理。 ④生米煮成熟飯，熟飯卻不能涼干成生米?！薄卦黾雍瓦M(jìn)化論的矛盾： 熱力學(xué)第二定律指出，自發(fā)過程總是朝熵增加的方向進(jìn)行，即朝無(wú)序方向進(jìn)行，而達(dá)爾文的進(jìn)化論指出，生物進(jìn)化的方向是由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，由低級(jí)到高級(jí)朝有序方向發(fā)展，※解釋：①不能把在有限的時(shí)空范圍內(nèi)得到的原理推廣到整個(gè)宇宙；②關(guān)于負(fù)熵：1944年，薛定諤發(fā)表專著《生命是什么》，指出“一個(gè)生命有機(jī)體在不斷地增加它的熵，…并趨于接近最大熵值的危險(xiǎn)狀態(tài)死亡，要擺脫死亡，就是說活著，唯一的辦法就是從環(huán)境中不斷吸取負(fù)熵，…這就是生命的熱力學(xué)基礎(chǔ)。他用這種方法液化了HSHCl、SOC2HNH3等 。在1877年12月24日法國(guó)科學(xué)院的一個(gè)會(huì)議上，凱勒泰特(,18321905)和皮克泰特(,18461904)宣布他們各自獨(dú)立地液化了氧。通過循環(huán)對(duì)流冷卻，可使氣體溫度逐級(jí)下降，至冷卻為液態(tài)。1913年昂內(nèi)斯開默林稱其為“超導(dǎo)電性”，并于當(dāng)年獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。通過計(jì)算得到這一溫度為239℃。波義耳：由氣體的壓縮、液體的蒸發(fā)、固體的升華以及鹽塊的溶解等現(xiàn)象斷言，物質(zhì)是由無(wú)數(shù)微粒構(gòu)成的。但伯努利的觀點(diǎn)并未被當(dāng)時(shí)人們所接受。他假設(shè)氣體分子都以相同的速度v在長(zhǎng)方形容器中分別沿x、y、z三個(gè)方向運(yùn)動(dòng)。這種漲落會(huì)在液體內(nèi)部形成一些氣泡，當(dāng)氣泡內(nèi)外壓力平衡時(shí)，則發(fā)生沸騰。通過計(jì)算得分子的平均自由程為 。麥克斯韋指出：氣體中大量分子的頻繁碰撞，并非使他們的速度趨于一致；氣體中各個(gè)分子的速度的大小和方向是千差萬(wàn)別并時(shí)時(shí)變化的，分子的速度分布在一切可能值上；不過在一定的宏觀平衡條件下，處于各種不同速度范圍內(nèi)的分子數(shù)呈現(xiàn)出某種規(guī)律性的分布。并由此得出氣體分子在重力場(chǎng)中按高度分布的規(guī)律：dN’=n0emgz/kTdxdydz，從而很好的解釋了大氣的密度和壓強(qiáng)隨高度的變化。從而把分子的動(dòng)力學(xué)過程和系統(tǒng)的熱力學(xué)過程統(tǒng)一起來。四 量子統(tǒng)計(jì)的建立1900年，普朗克提出了“能量子”概念，修改了能量連續(xù)的概念；19251926年又建立起研究微觀粒子運(yùn)動(dòng)的量子力學(xué)理論，發(fā)展起了量子統(tǒng)計(jì)法。從此量子統(tǒng)計(jì)物理學(xué)迅速建立起來。相空間（相宇）和系綜： 為了尋找各種不同體系（氣、液、固）都適用的一般規(guī)律的統(tǒng)計(jì)理論，玻爾茲曼在1871年發(fā)表的論文《多原子氣體分子行為的定律同雅可比的尾乘子原理之間的關(guān)系》中，提出了相宇和系綜的概念。（見167。7 物態(tài)除了氣、液、固三態(tài)外，從物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)來考慮還有： ①液晶態(tài)（也叫介晶態(tài)）：處于液態(tài)和固態(tài)之間； ②等離子態(tài)：如氣體被加熱和輻射等，而電離成為帶正電的離子和帶負(fù)電的電子的集合體，但正負(fù)電荷數(shù)相等。通過對(duì)這三種系綜的研究，提出并發(fā)展了統(tǒng)計(jì)平均、統(tǒng)計(jì)漲落、和統(tǒng)計(jì)相似三種方法。其特點(diǎn)是可以有不止一個(gè)的粒子據(jù)有同一個(gè)量子態(tài)。 1902年美國(guó)第一位理論物理學(xué)家吉布斯（Gibbs, 18391903) 出版了《統(tǒng)計(jì)力學(xué)的基本理論》，建立了完整的“系綜理論”。H定理從微觀分子運(yùn)動(dòng)角度表現(xiàn)了自然過程的不可逆性。經(jīng)過推到，得到著名的麥克斯韋速度分布律為：測(cè)定氣體分子速率分布的實(shí)驗(yàn)示意圖麥克斯韋用速度分布律重新考察了克勞修斯的平均自由程公式，得到了更符合實(shí)際情況的平均自由程公式：他還對(duì)擴(kuò)散、內(nèi)摩擦、熱傳導(dǎo)等氣體運(yùn)輸現(xiàn)象進(jìn)行了研究，求得了內(nèi)摩擦系數(shù)為：預(yù)言了內(nèi)摩擦系數(shù)與壓強(qiáng)無(wú)關(guān)。167。 中回答了這一問題。他指出，單個(gè)分子的碰撞是由大量不同條件、錯(cuò)綜復(fù)雜的因素的組合決定的，要精確確定每個(gè)分子的詳盡過程是不可能的，也是無(wú)意義的；因?yàn)橛绊懴到y(tǒng)的宏觀性質(zhì)的只是大量分子運(yùn)動(dòng)的平均效果。1821年，英國(guó)物理學(xué)家赫拉帕斯（,17901868)提出假設(shè)：組成物質(zhì)的原子是剛性小球；氣體的原子以很大速度在各個(gè)方向作直線運(yùn)動(dòng)；熱是由原子的運(yùn)動(dòng)引起的。二 丹尼爾?伯努利的氣體運(yùn)動(dòng)論1738年，丹尼爾?伯努利（Daniel Bernoulli,17001782,瑞士物理學(xué)家)在他出版的《流體動(dòng)力學(xué)》中繼承了胡克的思想。167。1950年，；1956年英國(guó)人西蒙和克爾梯用核去磁冷卻法獲得106K。昂內(nèi)斯開默林的萊頓實(shí)驗(yàn)室成為國(guó)際上規(guī)模最大的低溫實(shí)驗(yàn)室。三 制冷技術(shù)當(dāng)時(shí)采用的制冷技術(shù)主要有以下三種：(1)使氣體對(duì)外做功，氣體溫度下降；(2)已被液化的氣體在迅速蒸發(fā)時(shí)，產(chǎn)生冷卻作用；(3)焦耳湯姆遜效應(yīng)：這是焦耳和湯姆遜在1852年發(fā)現(xiàn)的。所以氫氧氮?dú)猓?dāng)時(shí)被成為“永久氣體”。對(duì)于開放系統(tǒng)，其總熵變?yōu)椋? dS=deS+diS 麥克斯維小精靈167。 即：終態(tài) 初態(tài)（反之） ∴熵增原理：在閉合體系中 宏觀態(tài)與微觀態(tài)：現(xiàn)有4個(gè)分子，按不同的組合方式左右分布，所可能有的微觀態(tài)數(shù)和宏觀態(tài)數(shù)分列于下表：微觀態(tài)左0abcdabcdbcdacdabdabcabacadcdbdbc右abcd0bcdacdabdabcabcdcdbdbcabacad宏觀態(tài)左04132右40312W11446S小大在上表中，宏觀態(tài)5個(gè)，微觀態(tài)16個(gè)。自然系統(tǒng)中發(fā)生的一切自然過程總是沿著熵增加的方向進(jìn)行。 通常我們考慮的是系統(tǒng)在變化過程中熵的變化。根據(jù)能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律，對(duì)于熱機(jī)應(yīng)有Q1=Q2+A，所以熱機(jī)的效率為