能量守恒定律是誰提出的?
能量守恒定律是誰提出的?
當原理跟微粒說(唯動說)的結合導致了分子運動論的建立.19 世紀70 年代末至2 。世紀初,由于玻耳茲曼的杰出貢獻,統(tǒng)計力學受到人們的關注.加世紀30 年代起,熱力學和統(tǒng)計物理學成為物理學的重要組成部分.
從熱質(zhì)說到能量守恒定律
關于熱的本質(zhì)歷史上有熱質(zhì)說與熱的運動說之爭.亞里士多德提出宇宙由土、水、氣、火4 種元素組成的觀點,認為熱是某種特殊的物質(zhì)實體.熱質(zhì)說的倡導者們稱熱是由無重量的某種特殊物質(zhì)組成的,它們沒有重量,彼此間排斥,彌漫于宇宙.關于熱的本質(zhì)的另一種學說是熱的運動說.這種熱的運動說認為熱是組成物體的細小微粒的運動或分子的運動.18 世紀前英國的培根、法國的笛卡兒都持有這種觀點.1798 年英國物理學家倫福德伯爵向英國皇家學會提交了一份報告《 論摩擦激起的熱源》 ,敘述了一個著名實驗.他寫道:“我最近在慕尼黑兵工廠車間監(jiān)督大炮鍵孔工作時,對于銅炮在鉆腔時能在短時間內(nèi)獲得大量的熱,和鉆腔機從炮上切下金屬片時能獲得更大的熱感到十分驚奇(我由實驗發(fā)現(xiàn),這溫度超過沸水的溫度). ”
他提出了大量“熱是從哪里來”的問題.他在論文的末尾寫道:“看來在這些實驗中,由摩擦產(chǎn)生的熱是不可窮盡的.任何與外界隔絕的物體或物體系,能夠無限制地提供出來的東西,決不可能是具體的物質(zhì)實體.在我看來,在這些實驗中被激出來的熱,除了把它看做是‘運動’以外,似乎很難把它看做為其他任何東西." 1799 年,英國化學家戴維明確指出熱是物體微粒的運動.倫福德和戴維的實驗與論證是令人信服的,他們?yōu)橐院鬅豳|(zhì)說的最終崩潰和熱的運動說的確立提供了最早的論據(jù).
從18 世紀末到19 世紀前半期,各種自然現(xiàn)象之間的聯(lián)系和轉化的發(fā)現(xiàn)使人們逐漸形成能量的概念,認識到各種運動形式是同一種能量的不同表現(xiàn)形式.能量守恒定律就是在認識到力、熱、電磁、光、化學的各種運動形式具有相互聯(lián)系的基礎上建立起來的.各種運動形式相互聯(lián)系和相互轉化的發(fā)現(xiàn)使得科學家們預感到存在著一種“能”(或“力”) ,可按照各種情況以機械能、熱能、電能、磁能、光能、化學能的形式出現(xiàn),所有這些運動形式的任何一種都可以轉化為其他種.人們期望找到這種“能”的一個共同量度,使這種“能”成為概念上能夠把握的東西.這就要求確定不同形式能量的數(shù)值當量或換算因子.
到了19 世紀40 年代,邁爾、焦耳和亥姆霍茲做出了最杰出的貢獻,決定性的實驗是焦耳完成的.
1842 年邁爾發(fā)表了《 論無機界的力》 一文,第一次提出了“力”(即現(xiàn)在所說的能量)的不滅性和可轉化性的原理,并初步計算了熱功當量.他從“無不生有,有不變無”和“原因等于結果”等哲學觀念出發(fā),表達了他對物理、化學過程中“力”的守恒和轉化的思想.1845 年,邁爾在《 論有機運動與新陳代謝》 一文中,具體地進行了熱功當量的計算,并且由空氣的定壓比熱容與定體比熱容之差算出了熱功當量(雖有14 %的誤差,在當時已經(jīng)是很好的了). C ,一Cv ? R 這個計算公式就是現(xiàn)在的邁爾公式.焦耳關于熱功當量的測定是確定能量守恒定律的實驗基礎? 1840 午至’" " ’年間,他測量了電流通過電阻放出的熱量,總結出了《 論伏打電所生的熱》 等兩篇論文.他發(fā)現(xiàn)導體在一定時間內(nèi)放出的熱量同電路的電阻以及電流強度平方之積成正比― 這就是焦耳定律.1849 年,焦耳在他寫的《 論熱功當量》 一文中,總結分析了以往工作.
(責任編輯:彭海芝)
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