熱力學(xué)發(fā)展史(參考版)
2025-01-17 03:31本頁(yè)面
【正文】 第 10 頁(yè) 共 10 頁(yè)。在其1854年的論文中提到如果沒有外界作功的情況下，熱永遠(yuǎn)不能由冷的物體傳向熱的物體。同時(shí)推論出永動(dòng)機(jī)是不可能實(shí)現(xiàn)的，并證明此種循環(huán)是具有最大效率的循環(huán)。蒸氣機(jī)在18世紀(jì)就已發(fā)明了，1765和1782年瓦特兩次改進(jìn)蒸氣機(jī)的設(shè)計(jì)，但效率不高。但因不知這兩者具體表達(dá)式，而將上式寫成 Clausius沒有對(duì)U命名，次一年Lord Kelvin稱U為內(nèi)能。德國(guó)科學(xué)家R. Clausius是第一位把熱力學(xué)第一運(yùn)動(dòng)定律用數(shù)學(xué)形式表達(dá)出來(lái)的人。他將能量形成及守恒的概念作了一次整合。與焦耳同時(shí)期時(shí)德國(guó)Hermann Von Helmholtz也對(duì)能量守恒和轉(zhuǎn)換定律有著名的貢獻(xiàn)。(Dalton的學(xué)生)，花了將近40年的時(shí)間來(lái)證明由功轉(zhuǎn)換成熱時(shí)，功和所產(chǎn)生熱之比是一個(gè)恒定的值，即熱功當(dāng)量。后來(lái)稱CpCv=R 為Mayer公式。1840年左右，Mayer的第一篇論文寄給德國(guó)物理年鑒，文中提出能量守恒和轉(zhuǎn)換的概念，認(rèn)為運(yùn)動(dòng)，熱、電等都可以歸結(jié)為一種力的現(xiàn)象，它們有一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換，但此論文被退回并未發(fā)表。且1878年時(shí)第一定律和第二定律皆已完成了。其弟于其死后46年(1878年)將其部份手稿交給法科學(xué)院。Carnot(17961832)祇活了36歲，活于拿破侖末期時(shí)代。 雖然有Count Rumford 和Davy教授極力否定熱是一種物質(zhì)說(shuō)法，但是仍無(wú)法改變?nèi)藗冋J(rèn)為熱是一種物質(zhì)的概念，直到19世紀(jì)中葉以后，Carnot身后50年其理論再被人們重視加上德國(guó)Mayer醫(yī)師和英國(guó)物理學(xué)家進(jìn)耳(. Joule)的努力才改變了人們的觀念，促使了第一定律和第二定律成熟的產(chǎn)生。 1789年出生于美國(guó)后到英國(guó)又到德國(guó)而受封的Count Rumford [原名Benjanin Thompson]在慕尼黑兵工廠監(jiān)督大炮鉆孔，發(fā)現(xiàn)熱是因摩擦而產(chǎn)生，因斷言，熱不是物質(zhì)而是來(lái)自運(yùn)動(dòng)。 1784年麥哲倫(Magellan)引進(jìn)比熱的術(shù)語(yǔ)，同一時(shí)期威爾克(Wilcke)提出若把水的比熱是為1，則可以定出其他物質(zhì)的比熱。而他的學(xué)生W. Irvine正確提出熱容量的概念。真正對(duì)熱量測(cè)量工作有巨大貢獻(xiàn)的是英化學(xué)教授J. Black。 1750年由德移民到彼得堡的Richmann院士也做了一系列熱量測(cè)的研究，他將不同溫度的水混合，研究熱量的損失，并改進(jìn)克拉夫特的公式： 此公式雖不正確，但他卻指混合前后，熱量要相等的概念。另一類的人如Hooke，就認(rèn)為熱是物質(zhì)各部激烈的運(yùn)動(dòng)，牛頓也認(rèn)為熱是粒子的運(yùn)動(dòng)。雖然熱是一種物質(zhì)的說(shuō)法不正確，但Boerhaave教授將40℉冷水與同質(zhì)量80℉熱水相混而得60℉的水，卻隱射地得到熱量守恒的一個(gè)簡(jiǎn)單定則。多數(shù)人以為物體冷熱的程度代表著物體所含熱的多寡。到此為止，溫度計(jì)算是定型了。他把水的沸點(diǎn)定為0度，水的冰點(diǎn)定為100度，此即所謂攝氏溫標(biāo)?，F(xiàn)代人以冰在標(biāo)準(zhǔn)氣壓下的沸點(diǎn)標(biāo)以180刻度是為華氏溫標(biāo)。(3)96度為人體的溫度，這就是華氏溫標(biāo)，℉。 1714年：Fahrenheit，荷蘭氣象學(xué)家，制作出第一批刻度可靠的溫度計(jì)(有水銀的，也有酒精的)。1660年到1700年期間：博伊爾(Boyle)和其助理虎克(Hooke)，甚至牛頓均體認(rèn)到制定溫標(biāo)的重要性，雖然他們現(xiàn)代溫度計(jì)沒有采用制定的溫標(biāo)但他們對(duì)溫度計(jì)的發(fā)展是非常重要的。1657年：位于意大利，佛羅倫薩的西門圖科學(xué)院的院士，改用酒精為測(cè)溫物質(zhì)，并將玻璃管的開口封閉，除了避免酒精蒸發(fā)同時(shí)不受大氣壓力影響的溫度計(jì)，同時(shí)選擇了最高和最低的溫度固定點(diǎn)。1632年：法國(guó)Jean Rey，將伽利略的溫度計(jì)倒轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，并注入水，以水為測(cè)溫物質(zhì)。 第四個(gè)階段：20世紀(jì)30年代到今主要是量子力學(xué)的引進(jìn)而建立了量力統(tǒng)計(jì)力學(xué)，同時(shí)非平衡態(tài)理論更進(jìn)一步的發(fā)展，形成了近代理論與實(shí)驗(yàn)物理學(xué)中最重要的一環(huán)。另一方面，以牛頓力學(xué)為基礎(chǔ)的氣體動(dòng)力論也開始發(fā)展，但這期人們并不了解熱力學(xué)與氣體動(dòng)力論之間的關(guān)連。 第二個(gè)階段：19世紀(jì)中到19世紀(jì)70年代末 此階段熱力學(xué)的第一定律和第二定律已完全理論化。在19世紀(jì)前半葉，首先出現(xiàn)了卡諾理論，熱機(jī)理論(第二定律的前身)和功熱互換的原理(第一定律的基礎(chǔ))。但是將熱力學(xué)當(dāng)成一門科學(xué)且有定量的研究，則是由17世紀(jì)末開始的，也就是在溫度計(jì)制造的技術(shù)成熟以后，才真正開啟了對(duì)熱力學(xué)的研究。 ，已經(jīng)達(dá)成熱平衡狀態(tài)的體系，其內(nèi)部的溫度是均勻分布的，并具有確定不變的溫度值。 熱力學(xué)第零定律用來(lái)作為進(jìn)行體系測(cè)量的基本依據(jù)，其重要性在于它說(shuō)明了溫度的定義和溫度的測(cè)量方法?！∷?
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