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论热力学的发展史我记得接触热力学是在很早的时候,大概初中的物理课上,我们的物理老师就向我们介绍了热力学的知识,我清晰的记得热力学中的第一定律.之后升了高中,大学,我对于热力学的认识也是循序渐进的,那么热力学的发展史到底是什么样的呢?我通过查询有关资料了解了如下内容.一:热力学的早期发展.人们对热的本质及热现象的认识，经历了一个漫长的、曲折的探索过程在古代，人们就知道热与冷的差别，能够利用摩擦生热、燃烧、传热、爆炸等热现象，来达到一定的目的例如，中国古代燧人氏的钻木取火，炼丹术和炼金术， 火药的发明，以及早期的爆竹、走马灯等又如，在古希腊就有“ 火、土、水、 气组成世界” 的四元素学说，这与我国战国时期（公元前 300 多年）提出的“ 水、火、金、木、土为万物之本” 的五行学说是类似的人类对热现象的重视，由来已久热科学的历史可以追溯到 17 世纪在 1592— 1600 年间，伽利略（Galileo Galiliei ，1564— 1642）制作了人类第一个空气温度计，开始了对物体的冷热程度（温度）进行定量测定的研究，可作为“ 测温学”（Thermometry）的开端1620年培根（Francis Bacon，1561— 1626），首先注意到，两个物体之间的摩擦所产生的热效应，与物体的冷热程度（温度）是有区别的。

他认为“ 热是运动” 这可看作是，人们对“ 热量” 的本质进行科学研究的开端热的“ 运动学说” ， 在17世纪是一种比较流行的、被很多著名科学家所接受的学说 例如， 波义耳 （RobertBoyle，1627— 1691）、牛顿（Isaac Newton，1642— 1727）、 虎克 （Robert Hooke，1635— 1695）、惠根斯（Christiaan Huygens，1629— 1695）及 洛克（John Locke，1632— 1704）等著名学者都持这种观点1747年， 罗蒙诺索夫（ M. B.Lomonosov，1711— 1765）在“ 论热和冷的原因” 的论文中， 比较详细地阐明了热的运动学说他指出“ 热是由于物质内部的运动” 这一运动愈快它的作用也愈大；因此， 当热运动增快时，热量应增大，而当热运动较慢时，热量减少” “ 当热的物体与冷的物体接触时，热的物体应被冷却，因为后者减缓了质点的热运动的速度；反之， 由于运动的加快，冷的物体应当变热” 温度的定量测定，对于热现象的研究是至关重要的在 17 世纪中， 虽然有些科学家对温度的测定及温标的建立，作出不同程度的贡献，提供了有益的经验和教训。

但是， 由于没有共同的测温基准，没有一致的分度规则，缺乏测温物质的测温特性的资料， 以及没有正确的理论指导，因此，在整个17 世纪中，并没有制作出复现性好的、 可供正确测量的温度计及温标在 18世纪中，“ 测温学” 有较大的突破其中,最有价值的是， 1714 年法伦海脱 （Gabriel Daniel Farenheit， 1686— 1736） 所建立的华氏温标， 以及 1742 年摄尔修斯（Anders Celsius，1701— 1744）所建立的摄氏温标（即百分温标） 华氏温标是以盐水和冰的混合物作为基准点（0F），而以水的冰点（32F）及水的沸点（212F）作为固定参考点摄氏温标是以水的冰点（100℃）及水的沸点（0℃）作为固定参考点及基准点，并把他们分作 100等分，每个间隔定义为一度，故称之为百分温标1749 年，该温标的基准点及固定参考点，被摄尔修斯的助手斯托墨（Stromer）颠倒过来，这就是后来常用的摄氏温标零压气体温标的研究，促进了人们对气体热力性质的研究人们发现， 当压力足够低时，压力与比容的乘积仅与温度有关，即当压力趋近于零时， 所有实际气体具有相同的热力性质。

在此基础上，建立了理想气体状态方程对理想气体状态方程的建立， 作出重要贡献的科学家有：1662年波义耳（Boyle）定律，他指出，定量理想气体在温度一定时，压力与容积的乘积为一常数1679 年，马略特（Mariotte）也独立地得出相同结论， 因此也称为波义耳—马略特定律1786年查利（J.A.C.Charles，1746— 1823）、1801年道尔顿（John Dalton， 1766— 1844）、1802年盖吕萨克（Joseph Louis Gay-Lussac，1778— 1850），先后发现，等压下理想气体的容积与温度成正比，以及， 等容下理想气体的压力与温度成正比理想气体的上述性质，称为查利定律或称为盖吕萨克定律1811年阿佛加德罗（A.Avogadro）定律，他指出，理想气体在等温等压条件下，相同容积的各种气体， 含有相同数目的分子，这就是阿佛加德罗常数1834年克拉贝龙（Emile Clapeyron，1799— 1864）、1874年门德列也夫（G.E.Mendeleev），他们在上述的理想气体定律的基础上，给出了理想气体状态方程及通用气体常数的值因此， 现在常用的理想气体状态方程称为克拉贝龙—门德列也夫状态方程。

测温学” 的成就， 为“ 燃烧学” （ The Combustion Theory ）及“ 量热学” （Calorimetry）的研究创造了条件但是，人们对这些热现象本质的最初认识是错误的1697年～1700年间，斯托尔（G.E.Stahl，1660 — 1734 ）提出了“ 燃素说” （ The Phlogiston Theory），认为一切可燃物质中都存在“ 燃素” 这种错误观点持续了将近一个世纪 1760～1770 年间， 勃雷克 （Joseph Black，1728— 1799）， 通过对“ 比热” 及“ 潜热” 的实验研究，提出了“ 热质说” （The Caloric Theory） 认为“ 热质是一种到处弥漫的、细微的、不可见的流体” ，它是“ 既不能被创造也不会被消灭的” 他通过“ 比热” 与“ 潜热” 的对比，明确地指出“ 热质” 是可以传递的而且是守恒的； 而温度则不一定是守恒的也不一定是可传递的作为量热学“ 理论” 基础的“ 热质说” ， 可以被用来似是而非地解释这些热现象，例如，物体的热胀冷缩，比热、潜热等等，因此， 这种错误观点也延续了将近 80 年二、CJKCP理论体系的形成早在 17 世纪，牛顿的经典力学三大定律已被广泛应用。

在此基础上所建立的功能原理，使功的定义及功的能量属性得到公认1693 年，莱布尼兹（Leibnitz ）提出了机械能守恒原理，指出“ 在保守力场中动能与势能的总量保持不变” 同时， 惠更斯通过对单摆简谐运动的研究，指出“ 在纯机械系统中，没有任何补偿的永恒运动，是不可能的” 1773年，伯努利（Daniel Bernoulli，1700— 1782）把机械能守恒原理应用到流体力学， 建立了著名的伯努利方程，对于水力机械的发展起了重要的指导作用在 18 世纪与 19世纪初， 电学与磁学都有了很大的发展库伦（Coulomb）定律、盖斯（Gauss）定律、伏特（Volta）定律、欧姆（Ohm）定律、安培（Ampere）定律、奥斯塔（Oersted）定律以及楞茨（Lenz ）定律等等都相继建立人们认识了电场与磁场、电能与磁能、 以及它们与功量之间的转换关系，充实和发展了能量守恒及转换原理，并对电机的发展起了重要的指导作用 与此同时，数学的发展也起了重要的作用在1807— 1822 年间，付里叶（Joseph Fourier， 1768— 1830）发表了一系列关于“ 热的数学理论” 方面的论文，对于数学及理论物理的发展，有深远的影响。

此外，1732年达伦贝尔（Dalembert）、1761年欧拉（Euler）、1777 年拉格朗日（Lagrange）、1782 年拉普拉斯（Laplace）、1813 年泊松（Poisson）、1827 年纳维尔（Navier）、1828 年格林（Green）以及麦克斯韦尔（Maxwell）和贝塞尔（Bessel ）等人，在连续函数理论、偏微分方程、积分变换、超越函数、矢量运算、 场论等方面的成就，成为一种重要的工具，在热传导理论、流体力学、应用力学以及电磁场理论的研究中，起了非常重要的作用下列事件对热科学的发展，是有直接影响的1783 年，拉瓦锡（A.L.Lavoisier， 1743— 1794正确地解释了“ 呼吸” 和“ 燃烧” 的本质， 用“ 氧化学说” 替代了“ 燃素说” 1798 年伦福特（Count Rumfort，原名Benjamin Thompsor， 1753— 1814 ） 的著名的炮筒镗孔摩擦生热的实验， 以及， 1799 年， 戴维 （Humphry Davy，1778— 1829 ）的冰块摩擦熔化实验，有力地批驳了“ 热质说” ，指出“ 热是一种运动的方式， 而绝不是一种神秘的、到处存在的物质” 。

1712年纽可美（Thomas Newcomen）、1766 波尔松诺夫、1769年瓦特（JamesWatt）、1804 年爱文司（Oliver Evance）及1829 年史蒂文森（George Stephenson）等人对早期的蒸汽动力机械作了重大的改进，并使蒸汽机逐步推广到煤矿开采、 纺织、冶金、交通运输等部门明显地促进了生产力的发展随着蒸汽机的广泛应用， 促使人们对水蒸气热力性质的研究及对改善蒸汽机性能的研究，从而推动了热科学的发展1824 年，卡诺（Sadi Carnot，1796— 1832）发表了他一生中唯一的一篇不朽的论文“ 关于热动力的见解” （Reflections on the Motive Power of Heat）尽管他的论证依据（用“ 热质” 守恒的观点）是错误的，但他所提出的原理（即卡诺原理， 它与工质的性质及热本质的学说无关）是正确的 卡诺原理指出了热功转换的条件及热效率的最高理论限度，为热力学第二定律的建立奠定了基础卡诺原理的发表，是一个重要的里程碑， 标志着热科学的发展进入一个新的历史时期在 1840 年— 1850 年间，焦尔（James Prescott Joule，1818— 1889 ）在大量实验研究的基础上，发现并提出了热功当量；焦尔—楞次（Joule— Lenz）定律，则进一步把这种当量关系扩展到电热现象。

1842年，梅耶(Robert Mayer，1814— 1878）在“量热学”现成数据的基础上，得出了梅耶公式（ v p c c R）；并把比热差公式中气体常数的热学单位， 与理想气体状态方程（R＝pv/T）中气体常数的力学单位相比较，得出热功当量关系1847年，亥姆霍茨（Hermann von Helmholtz，1821— 1894）采用不同的方法，证实了各种不同形式的能量，如热量、电能、化学能，与功量之间的转换关系虽然， 在采用一的国际单位制之后，这些当量关系的实用价值已经不大但是，热功当量的发现， 彻底摆脱了“ 热质说” 的束缚，为热力学的形成和发展扫清了障碍；使“ 热量” 的能量属性及“ 热的机械论” 得到公认，为热力学第一定律的建立奠定了可靠的基础热功当量的建立， 在热力学发展史上的重要作用和地位，是不可低估的值得指出：理论的发展是积累和更新、继承和批判的辩证统一 “ 氧化学说” 抛弃了“ 燃素说” ；“ 热功当量” 替代了“ 热质说” 但是，旧理论中的一些实验结果、 计算方法以及某些概念和辅助性假设，仍然得到了积累和继承这是因为它们也是在实践中产生，并仍不断地得到实践的证明，不能全盘否定。

例如，“ 比热” 、“ 热容” 、“ 潜热” 等概念，在正确认识热的本质的基础上，仍被广泛应用1848年，开尔文（Lord Kelvin，原名 William Thomson，1824— 1907）根据卡诺原理，建立了与工质。