热力学发展史

古代人类很早就学会了用火，但后来他们注意探索热和冷的现象。直到17年底，他们还不能正确区分温度和热量这两个基本概念的本质。在当时流行的“热量论”下，人们误以为物体的高温是由于储存了大量的“热质”。华氏温标1709-1714和摄氏温标1742-1745的建立，使温度测量有了公认的标准。随后，量热技术发展起来，为科学观察热现象提供了试验手段，使热力学走上了现代实验科学的道路。在1798中，冯·兰福德观察到，用钻头钻炮管时，消耗了机械功，使钻头和炮管发热。1799年，英国人H. David将两块冰相互摩擦，表面融化，这显然无法用热量理论解释。在1842中，J. Mayer提出了能量守恒理论，认为热是能量的一种形式，可以用机械能来转化，从空气的定压比热容和定容比热容之差来计算热的机械当量。英国物理学家焦耳(J. Joule)在1840年建立了电热当量的概念，并在1842年后用不同的方法测量了热的机械当量。从65438年到0850年，焦耳的实验结果已经彻底抛弃了科学界的“热量论”，承认能量守恒、形式可互换的热力学第一定律是客观自然规律。能量单位焦耳(J)就是以他的名字命名的。热力学的形成与当时生产实践中迫切需要找到合理的大型高效热机有关。1824年，法国人s·卡诺提出了著名的卡诺定理，指明了热机在给定温度范围内工作所能达到的效率极限。这实质上已经建立了热力学第二定律，但受热量论的影响，他的证明方法仍然是错误的。1848年，英国工程师开尔文(也就是w·汤姆逊)根据卡诺定理制定了热力学温标。1850和1851年，德国的r .克劳修斯和开尔文先后提出热力学第二定律，并在此基础上重新证明了卡诺定理。从1850到1854，克劳修斯根据卡诺定理提出并发展了熵。热力学第一定律和第二定律的证实，对两种永动机不可能实现作出了科学的定论，正式形成了热力学现象的宏观理论热力学。同时，在应用热力学理论研究物质性质的过程中，发展了热力学的数学理论，找到了反映物质各种性质的相应热力学函数，研究了物质在相变、化学反应和溶液特性中所遵循的各种规律。1906年，w .能斯特在观察低温现象和化学反应中发现了热力学定理。在1912中，这个定理被修改成热力学第三定律的表达式。进入20世纪以来，超高压、超高温水蒸气、超低温等物理性质的研究取得了新的成果。随着对能源问题的关注，人们对与节能相关的复合循环和新型复合工质(包括制冷剂或冷煤)的研究产生了极大的兴趣。