热学发展简史.doc

目录

热学发展简史 (1)

物理学发展札记——热学部分 (3)

热学发展简史

热学发展史实际上就是热力学和统计物理学的发展史，可以划分为四个时期。

第一个时期，实质上是热学的早期史，开始于17世纪末直到19世纪中叶，这个时期积累了大量的实验和观察事实。关于热的本性展开了研究和争论，为热力学理论的建立作了准备，在19世纪前半叶出现的热机理论和热功相当原理已经包含了热力学的基本思想。

第二时期从19世纪中叶到19世纪70年代末。这个时期发展了唯象热力学和分子运动论。这些理论的诞生直接与热功相当原理有关。热功相当原理奠定了热力学第一定律的基础。它和卡诺理论结合，导致了热力学第二定律的形成。热功相当原理跟微粒说(唯动说)结合则导致了分子运动论的建立。而在这段时期内唯象热力学和分子运动论的发展还是彼此隔绝的。

第三时期内唯象热力学的概念和分子运动论的概念结合的结果，最终导致了统计热力学的产生。它开始于19世纪70年代末波兹曼的经典工作，止于20世纪初。这时出现了吉布斯在统计力学方面的基础工作。

从20世纪30年代起，热力学和统计物理学进入了第四个时期，这个时期内出现了量子统计物理学和非平衡态理论，形成了现代理论物理学最重要的一个部门。

·早期：钻木取火。

秦李冰父子利用岩石加热再骤冷会裂开的技术开凿都江堰。·十七世纪：伽立略制造气体温度计。

·1662年：波以耳发现定温时，定量气体的压力与体积成反比。·十八世纪：摄氏及华氏温标建立。

·1781年：查理发现气体在定压下体积会随温度改变。

·十九世纪：焦耳证明热是能量的另一种形式。

·十九世纪：热力学三大定律。

·十九世纪：气体动力论。

物理学发展札记——热学部分

【我国古代的热学知识】

对于冷和热的认识

温度是热学中极为重要的一个概念，通常表示物体冷热的程度。我国古代就已经认识到较冷的物体和较热的物体之间的区别，开始掌握了降温术和高温术。在烧制陶器和冶炼过程中，工匠凭“火候”、火的颜色，来定性地判断温度的高低。《淮南子》中曾记载“见瓶中之冰而知天下的寒暑”，表明已能从水的物态变化来判断气温的高低。西周初期，古人已经将冬季的天然冰，在春夏时，用来冷藏食物和保存尸体。由于冶炼业的发展，古人已经掌握了获得高温（摄氏千度以上）和利用高温的技术。

宋代，已有制造保温器的记载，其中最精彩的当推“伊阳古瓶”。南宋洪迈（1123—1202）的《夷坚甲志》中写道：“张虞卿者文定公齐贤裔孙，居西京伊阳县小水镇，得古瓦瓶于土中，色甚黑，颇爱之。置书室养花，方冬极寒，一夕忘去水，意为冻裂，明日视之，凡他物有水者皆冻，独此瓶不然。异之，试之以汤，终日不冷。张或为客出郊，置瓶于箧，倾水沦（yu¨）茗，皆如新沸者。自是始知秘，惜后为醉仆触碎。视其中，与常陶器等，但夹底厚二寸。有鬼热火以燎，刻画甚精。无人能识其为何时物也。”这实际上是最早的保温瓶，其原因是有夹底，防止了热传导。

对水的物态变化的认识

露、霜、雨、雪与生活、农业生产息息相关，所以我国古代对此早有认识。在周代的《诗经》里，就有“白露为霜”的诗句，表明古人已认识到霜是白色的固态的露。对雨、雪的形成问题在古籍中也有记载，如战国

时期的《庄子》一书中就有“积水上腾”的提法，表示水受热蒸发成水气而上升，指出了降雨的前提条件。

对露、霜、雨、雪和温度的关系，王充在《论衡》的《说日篇》中已有记载：“云雾，雨之微也，夏则为露，冬则为霜，温则为雨，寒则为雪。雨露冻凝者，皆由地发，不从天降也。”并在《感虚篇》中还进一步说明：“夫云出于丘山，降散则为雨矣。人见其上而坠，则谓之天雨水也。夏日则雨水，冬日天寒则雨凝而为雪，皆由云气发于丘山，不从天上降集于地，明矣。”并认为“寒不累时则霜不降，温不兼日则冰不释。”由此可见，王充对露、霜、雨、雪的认识，比较正确地反映了自然界中的热现象和物态变化，并认为物态变化与热量的积蓄有关。

关于露、霜的成因，东汉蔡邕曾明白地指出：“露，阴液也。释为露，凝为霜。”这里的“阴液”就是水液的意思。在《五经通义》中也认为，霜是“寒气凝结”出来的，是在地面上形成的，并非从天空中降下来的。了解了霜的成因后，人们就想办法来对付它。农业生产中如何防霜在古籍中也早有记载，如北魏时期的贾思勰撰写的《齐民要术》中就有记载：“天雨新晴，北风寒沏，其夜必有霜。此时放火作■（yūn），少得烟气，则免于霜矣。”这是很合乎物态变化道理的。表明为了防霜，烧些柴草，使之成为没有火焰的烟堆（“■”），其作用之一是提高地面附近的气温，作用之二是使地面蒙上一层薄薄的烟尘，起到隔热作用，这样就可以防止霜冻了。

对热的本性的认识

热是什么？殷商时期形成的“五行说”中，就把火看成是构成宇宙万物的基本元素之一。在古代，人们往往把火和热等同起来。墨家则认为，火是包含在木里面的，“火”元素离开木，木便燃烧起来（“火离，然。”），这种观点很像18世纪初流行于西方的燃素说观点。

除此以外，也有用运动的观点来解释冷热的，如唐代柳宗元在《天对》中曾提到“吁炎吹冷”的观点，认为元气缓慢地吹动时，便造成炎热的天气，元气迅疾地吹动时，则造成寒冷的天气。把冷、热和元气运动的快慢联系起来，已有了把冷、热与物质运动关联的萌芽。

对热能的利用

我国古代人们通过周密的观察，发现水总要往低处流，热气总是向上升，就产生了利用热气向上的力量使物体上天的设想。相传在公元前140

年至前88年期间，汉武帝时淮南王刘安（公元前179—前122）等写的《淮南万毕术》中就有“取鸡子，去其汁，然（即燃）艾火纳空卵中，疾风因举之飞”的记载，这可称之为“热气球”。当然根据实践和计算结果，这东西是飞不起来的，但它表明我国古代人们对利用火所产生的热空气举起重物已有了可贵的设想，并进行过试验。到了五代，热能还应用在军事通信方面，即利用热空气浮升原理制作信号灯。相传莘七娘在某次作战时，曾用竹篾扎成架子，糊上纸，做成灯笼形，下面用松脂点燃，利用热空气上升的力量，使灯飞上高空，作为军事信号，当时称“松脂灯”。到南宋时期，在范成大的《石湖居士诗集》中曾写道：“掷烛腾空稳”，并注曰：“小球灯时掷空中”。这种小球灯，即为民间传说的“孔明灯”。至于走马灯的制作和描绘，在不少古籍中均有记载。

由于我国古代火药发明得早，对火药的利用也就比较早，从目前所掌握的资料来看，唐末宋初时期，就把火药用到武器制造上，已能制造火药炮。火药炮就是把火药包成容易发射的形状，把火药包点燃后，放在抛石机上抛出去，其威力比石炮要大得多。北宋的曾公亮（999—1078）编著的《武经总要》中，不仅描述了各种火药武器，还记下了世界上最早的3种火药配方。

唐末宋初时期，已经有利用火药喷射来推进的火箭。至于利用在箭头上附着油脂、松香、硫磺之类易燃物质，点燃后发射出去以引起对方燃烧的带火的箭，则在三国时期就已经有了。在明代，茅元仪所著的《武备志》中记载了一种“火龙出水”火箭：“水战，可离水三四尺燃火，即飞水面二三里去远，如火龙出于江面，简药将完，腹内火箭飞出，人船俱焚。”从这个记载来看，其原理和现代的二级火箭基本相同。在《武备志》中还记载着大量关于火箭方面的内容，如箭头除普通形状外，还有刀形、枪形、剑形、燕尾形等等；它同时发出去的箭数可达几十支甚至上百支，称为“火弩流星箭”（同时发箭10支）、“一窝蜂”（同时发箭32支）、“四十九矢飞镰箭”、“百矢弧箭”、“百虎齐奔箭”等。

随着火箭的发射和热能的进一步利用，出现了雏型的喷气装置。科学史家席姆（Zim）所写的《火箭与喷射》一书中有这样的记载：“约当14世纪之末，有一位中国官吏万户，他在一个坐椅的背后，背上四十七个当时他可能买到的最大的火箭，他把自己捆在椅子的前边。两只手各拿着一个大风筝，然后叫他的仆人用火同时把四十七个大火箭点着。他的目的是想借助火箭推进的力量加上风筝上升的力量飞向前方。”从历史记载来看，

这个试验没能成功，但这种想象力和探索精神令人惊叹，所以席姆称他为“第一个企图使用火箭作运输工具的人”，“第一次企图利用火箭作飞行的人”。

综上所述，我国热动力方面的发明，由火药到火箭，进而发展到雏型喷气装置，当时在世界上是先进的，对世界的科学技术和社会经济发展起着巨大的影响。

【德谟克利特和古代原子论】

德谟克利特（Demokritos，约公元前460—前370）是古希腊哲学家，古代原子论的创立者之一。他继承古希腊原子唯物论的奠基人之一的留基伯（Leukippos，约公元前500—前400）的哲学思想，提出了自己的古代原子论的思想。

德谟克利特认为万物由原子和虚空组成。原子是一种最小的、不可见的、不能再分的物质微粒，虚空则是原子运动的场所，是空无一物的地方。原子的大小、形状和位置各不相同，原子在虚空中又作剧烈的、零乱的直线运动，在运动中彼此碰撞而构成世界万物。德谟克利特利用原子和虚空的观念解释了自然界中许多现象，反对当时流传的宗教神话的观念。

【阿佛伽德罗和阿佛伽德罗假说】

阿佛伽德罗（Ameldeo Arogadro，1776.8.9—1856.7.9）是意大利科学家，毕生致力于原子论的研究。

在盖·吕萨克（Gay－Lussac）工作的基础上，于1811年提出了一个对近代科学有相当影响的假说，后人称之为阿佛伽德罗假说。假说认为，在相同的温度和相同的压力的条件下，相同体积中的任何气体总具有相同

的分子个数。这个假说在相当时间内不为科学家所接受，主要原因是当时还无法区别分子和原子。经过半个世纪以后，才被普遍接受，同时也改称为阿佛伽德罗定律。这一定律还可以有另一种表述，即在相同的温度和相同的压力下，1摩尔任何气体所占的容积都相同。在标准状态下，1摩尔理想气体所占的容积已被实验准确地测定为22.41383×10-3m 3/mol。与此同时，1摩尔任何气体所含的分子数都等于6.022045×10 23 。这一结论与上面的两种表述是等价的，而这一数字（常用N A表示）称之为阿佛伽德罗常数。

【布朗和布朗运动】

布朗（Robert Brown，1773.12.21—1858.6.10）是英国植物学家。他对物理学的贡献是发现了悬浮于水中的花粉颗粒不停地作无规则的运动，后人称之为布朗运动。

布朗是从1827年6月开始这项研究的。开始时，他采用一种名叫山字草的植物的花粉晶粒，这种晶粒形状在圆柱形与椭圆形之间。当布朗检查这些晶粒浸在水中的形状时，发现许多花粉晶粒在运动。它们的运动不仅在流体中改变场所（是由其相对位置的调换而表现出来），而且经常变更它们本身的形状。经过反复实验、观察，布朗认为这种运动是花粉粒子本身的运动。布朗采用其他活体植物的花粉粒子，也发现同样的运动。

接着，布朗思考着，植物死后，这种特征是否仍然继续存在，能持续多长时间？他采用干枯的植物或用酒精浸过几天再晾干的植物，取出它们的花粉粒子，放在水中，结果发现这些花粉粒子也与活体植物的花粉粒子

一样明显地在运动着。甚至他采用干蜡保存20年以上或超过100年的植物标本，发现仍有很大数量的粒子作明显的运动。

植物死去这么长久以后，还能保留生命力的这种出乎意料的事实，促使布朗做了第三步的实验。他把一小片玻璃捣烂，获得大量微粒，将这些微粒飘浮在水面上，它们同样作明显的运动。接着他用泥土、矿物、金属，凡是能设法研成粉末、而且细得可以暂时在水面上飘浮的微粒，都利用它来做试验，所得的结论是一致的。

经过3个月的试验、研究，布朗发表了自己的实验结果，书名为《简述1827年6、7、8月所作的关于植物花粉所含粒子的显微镜观察，和有机、无机物体中活动分子的一般存在问题》。这一成果也收入到1866年出版的《罗·布朗先生植物论丛》第一册中。这类运动的分子运动论解释曾由爱因斯坦提出，并由皮兰（Perrin）的实验所证实。

【焦耳和热功当量的测定】

焦耳（James Prescott Joule，1818.12.24—1889.10.11）是英国物理学家。开始时，他研究电学和磁学的问题，研究了电流生热等方面的课题，后来集中精力研究、测量热和机械功之间的关系，热功当量数值的测定是焦耳在物理学上的一大贡献。

18世纪末，在热的本性的争论中，热是运动的观点暂占上风，但是没能找到机械运动转化为热运动的定量关系，所以不足以击破热质说的观念。直到1842年，在实验中寻找和测量热功当量，情况才开始转变。

热功当量就是机械能转化为热能时，功W和热量Q之间的比值，用公式表示为W=JQ，或J=W/Q。热功当量的概念，最先是由德国生理学家、

物理学家迈尔（J.R.von Mayer，1814—1878）在1842年提出的。而对这一比值的测量工作，则是焦耳做的。

焦耳关于热功当量实验的第一次量度结果，是在1843年发表的。他最初用以测定热功当量的方法，是用磁电机产生的电流通入导体以产生热量，比较在通路时转动磁电机所作的功，和在断路时所作的功之差，与所得的热量来决定热功当量的数值。采用这种方法所得的结果是：“能够将1磅水的温度升高1华氏度的热量等于并可以变换成能将838磅的重物竖直提升1英尺高的机械力。”把英制单位换算成现在通用的单位，可得热功当量数值J=4.432焦耳/卡。焦耳这里所讲的“机械力”，就是我们现在讲的对物体所作的机械功。

焦耳第二种测量的办法，是将压缩某定量的空气所需要做的功与压缩所产生的热量作比较。经过多次实验，于1845年发表论文，指出实验结果为：“每1磅水温度升高1度的热量是能将795磅重物升高1英尺所作的功。”即可表为J=4.281焦耳/卡。

接着，焦耳又采用新的办法做实验，即将水通过细管运动而放出热量，由此来测定热功当量，结果J=4.167焦耳/卡。之后，焦耳采用了划水轮推动流体摩擦来测定热功当量的新办法，这就是我们现在常用的测量办法。焦耳自己描述了仪器装置和实验结果：这个实验“是一个在水罐中水平操作的铜制划水轮，运动可以通过重物、滑轮等工具传到罐中的桨。”“桨在水罐中转动时，遇到的阻力很大，所以重物（各4磅）下落的速率很慢，大约每秒1英尺，滑轮离地的高度是12码，结果在重物落到这12码的尽头时，滑索须重新绕起，以使桨可以再行转动。这样操作16次以后，就用

一个灵敏度很高的、很准确的温度计来测定水所提高的温度。”焦耳对此实验连续做了9次，实验过程中都排除大气的冷效应和热效应，将结果折合成每1磅水的热容量后，焦耳发现“在水中由于摩擦而放出的每1度的热量，相当于耗用了提高890磅重物到1英尺高的机械力”，即是J=4.792焦耳/卡。

又过了一段时间，焦耳利用同样的实验设备，不仅对水进行测定，同时又用鲸脑油进行实验。做了大量的实验后，得到的平均值为J=4.203焦耳/卡。

焦耳测定热功当量数值的重要的实验论文，是在1849年6月21日提交给皇家学会的，并于1850年刊登于《哲学学报》第140卷。在论文的最后，焦耳总结了本论文所述的实验，证明了下述两点：

“第一，不论固体或液体，摩擦所生的热量，总是与所耗的力的量成比例的。”

“第二，要产生1磅水（在真空里称量，其温度在50度和60度之间）增加1华氏度的热量，需要耗用772磅重物下降1英尺的机械力。”（注：即表示J= 4.1574焦耳/卡）。”

尽管做了这么多的工作，焦耳并没有停止对这一问题的研究和测量，直到1878年，前后工作了三四十年，先后用各种方法进行了400多次实验，为科学的发展作出了贡献。这一历史告诉我们，对待科学研究应该发扬这种严谨的治学态度，一丝不苟地对待每一项研究工作，才能在工作中取得成绩。

【热质说与热之唯动说之争】

热是一种极为平常的自然现象，但是，“热”是什么？热的本性是什么？对此长期以来人们是有不同看法的。在古代，就有人将热（或火）看成是自然界的基本原素之一，也有人猜测热是一种粒子。17世纪以后，多数人根据摩擦生热的现象，认为热是一种特殊的运动。在近代史上，第一个对热进行系统的科学探索的是英国的弗·培根（F.Bacon，1561—1626）。他认为热的本质、精髓只是运动，热是一种在其斗争中作用于物体的较小分子之上的运动。随后，法国的笛卡儿（R.Descartes，1596—1650）、俄国的罗蒙诺索夫（M.B.ломоносов，1711—1765）把热看作为物质粒子的一种旋转运动。当时在英国，培根的学说受到极大的反响，化学家玻意耳（R.Boyle，1627—1691）、物理学家胡克（R.Hooke，1635—1703）以及牛顿等都相信热是一种运动。玻意耳认为热是在物质内部产生的一种强烈的混乱运动；胡克认为热是由微粒的运动而产生的；牛顿认为物体各部分的振动是热的活动性质的由来。这种热之唯动说的观点流传得相当广，但是却缺乏精确的实验依据，所以它不能形成科学的学说。

18世纪后，热是一种特殊的物质的观点——热质说（或称热来说）重新抬头，并逐渐取得了统治地位。热质说认为，热是一种特殊的、没有重量的、充满着整个物体的一种流质——热质（或称热素），热质不生不灭，存在于一切物体之中，又能从物体中流出或流进。物体的冷热，表示它所包含热质的多少；物体之间的热传导，就是热质的流动。人们往往把“热量”与“流体”相类比，由此来理解一些热现象。由于热质说能比较直观地解释一些物理现象和实验结果，同时与热质说有联系的量热学在当时也大大地发展起来，热质说就压倒了热之唯动说的观点。所以1738年法国科

学院曾悬赏关于热本性的论文，获奖的3个人都是热质说的拥护者。1783年著名的法国化学家拉瓦锡（https://www.sodocs.net/doc/c38719049.html,voisier，1743—1794）提出氧化说，抛弃了“燃素”的观念，但1789年他对元素进行分类时，却把“热”包括在自己的化学元素表中，以字母“T”表示，归入气体元素一类里。

热质说可以解释许多热现象，引入了一些新的正确的概念（如比热、潜热等），并且首先对热进行了定量的分析。除此以外，质说还确定以物质不灭、质量守恒为自己的出发点，这无疑给自己加上一个正确的前提。但是，热质说也有一个致命的弱点，就是无法解释摩擦生热的现象。在18世纪的最后几年里，一些实验结果使热质说陷于破产的深渊之中。

1798年，美国的伦福德（Count Rumford，1753—1814）伯爵在制造枪炮的过程中，把炮筒固定在水中，用马拉动很钝的钻头，使之转动，在炮筒内钻孔加工。结果发现，加工出来的铁屑很少，但是炮筒周围的水却不断地变热而沸腾。随着加工过程的不断进行，热几乎可以无穷无尽地产生出来。伦福德又设计了一系列钻孔的实验，设法将仪器与外界隔热，然后测量钻孔前后的金属的热容量有没有变化。实验结果表明，金属炮筒和切削出来的碎片的热容量完全一样。这个有名的实验否定了热质说，支持了热是一种运动的学说。

事过一年，1799年，英国化学家戴维(H.Davy,1778—1829)做了个实验：在不受外界温度的影响下，两块冰互相摩擦而熔解。用热质说也无法解释该现象。这个实验结果，同样支持了热是运动的看法。

根据现在的观点，这两个实验都证明了热之唯动说的观念是正确的。但是这两个实验还比较粗糙，那时还没有找到机械运动转化为热运动的定

量关系，所以还不足以击破人们头脑中的根深蒂固的热质说的概念，以致于伦福德宣布其实验结果时，人们嗤之一笑，认为是违反“常理”的。甚至到19世纪50年代，在有些化学教科书中，仍然把“热”列为元素中的一种。直到1842年，实验中精确地测定了热功当量的数值后，热质说才宣告破产。

热质说与热之唯动说之争，是物理学史上几个著名争论中的一个，争论的时间延续了几个世纪。但这场争论可以给我们一些启示。首先，在学术争论过程中，正确的东西要取得公认，必须付出艰巨的劳动。伦福德的炮筒实验、焦耳的实验、能量守恒原理的发现等等，都没有一下子被人们所公认，都经过了实践的检验。其次，错误的观念会影响科学理论的诞生。在物理学史上，卡诺(S.Carnot,1796—1832)相信热质说，尽管他已经跑到了热与功联系的大门前，提出了卡诺循环、卡诺原理，但却未能再跨一步进入大门，进一步提出热力学第二定律，丧失了觅寻真理的能力。即使他后期开始意识到热质说是不对的，但是由于他过早地离开人间，而对历史的进程没有起到应有的影响。这些告诉我们：要使自己具有旺盛的科学创造力，必须要求自己具有正确的哲学思维的能力，具有明辨理论和假说真伪的能力，在实践的基础上，才能使自己不断地有所发明、创造。

【能量守恒与转化定律的建立】

能量守恒与转化定律的建立是19世纪物理学发展的重大成果之一，不仅是物理学史上，也是整个自然科学史上的重大事件。因此，恩格斯把它和细胞学说、达尔文进化论一起列为19世纪的三大发现。

关于运动不灭的观点，早在古希腊时就已产生，到了17世纪后，不少物理学家接受这种观点，并想在这个基础上建立有关的物理学定律。但由于两种运动量度的长期争论，力的概念和能量（当时叫活力）的概念也长期混淆不清，虽然杨氏（ThomasYoung，1773—1829）于1807年把莱布尼茨的具有做机械功本领的“活力”改称为“能”，以表示与“力”的区别，但这一观点却仍然没有被科学界所理解、所接受。这样，就无法研究自然界各种运动形式之间转化的规律性的问题。

第一个发表论文讨论运动形式转化规律、提出能量守恒的是德国医生迈尔（RobertMayer，1814.11.25—1878.3.20）。在行医过程中，迈尔发现病人的静脉血在热带要比在欧洲的更红，进而解释为血内氧气较多的缘故。迈尔认为人体消化食物的过程和无机界的燃烧过程一样，都要消耗氧气，都能增加能量。在热带，气温较高，为保持人体体热，所需要的热量相应就少一些，氧气消耗也就较少，这样人体静脉中剩余的氧气就较多，血就更红一些。由此，迈尔认为对人体来说，输入的力和输出的力应该是平衡的。（迈尔所称的力，其涵义就是现在的能量。为了有所区别，这里用“力”来表示。）在这种思想指导下，迈尔于1842年发表了题为“论无机性质的‘力’”的论文。在这篇论文中，他给出了更普遍的“力”的转化和守恒的概念。迈尔把自然“力”分成运动“力”、降落“力”、化学“力”（实际上是动能、势能、化学能），根据有果必有因、有因必有果的“因等于果”的思想，认为上述各类自然“力”均可互为因果。例如降落“力”可使物体下落，是因；而物体下落产生运动“力”，是果。反之，运动“力”又可举起物体而产生降落“力”。进而认为“力”是不会消失的，只是改

变形式。迈尔还确定了“热”和机械“力”转化的数量关系（即热功当量），并进行了计算。迈尔将论文寄给德国著名的《物理学年鉴》编辑部，但遭到编辑部的拒绝，理由是缺乏实验依据。后来，该论文发表在《化学和药物年鉴》上。论文发表后20年，也只受到少数科学家的注意。

第一个用实验来验证能量守恒与转化的是英国物理学家焦耳，因为他用实验测量了热功当量的数值。

差不多在同一时期，德国的生理学家亥姆霍兹（H.L.F.vonHelmholtz，1821.8.31—1894.9.8）从生理学的角度研究了自然界各种“力”之间的关系。当时，生理学界普遍存在一种生命力的观点，并认为它是非物质的。亥姆霍兹反对这种观点，认为人和动物机体内的各种现象都与物质的运动有关，并研究了各种自然“力”之间的关系，指出各种“力”在转化过程中是守恒的。在不知道迈尔、焦耳工作的情况下，于1847年写就了题为《论活力的守恒》的小册子，并寄往《物理学年鉴》编辑部，但也遭到编辑部的拒绝。亥姆霍兹在论文中引入了中心“力”（即势能）的概念，以此来解释各种形式“力”的转化。

综上所述，能量守恒与转化定律建立的过程中，迈尔、焦耳、亥姆霍兹作出了不小的贡献，但是还有不少物理学家对此也作出了不同程度的贡献，如J.伯努利（Johann Bernoulli，1667—1748）一再提到“活力守恒”，另外，还有卡诺、伦福德伯爵、戴维、柯尔丁（L.A.Cold-ing，1815—1888）等。所以这一发现也是一个国际性的发现。

能量守恒与转化定律的建立，把人们认为互不相干的各种物理现象联系在一起，统一于一个自然规律之中。物理学的任务就是要去发现普遍的

自然规律，以规律性的最简单的形式表示某种物理量的不变性。所以对物理学来说，对这种守恒量的寻求不仅是合理的，而且也是一个极为重要的研究方向。但是，由于人们的传统观念的作怪，能量守恒与转化定律并没有被科学界所理解和接受，直到1860年左右，它才被普遍承认，同时它很快地成为全部自然科学的基石。从此以后，特别是在物理学中，每一种新理论的诞生，首先要检查它是否与能量守恒原理相符合。同时，能的理论决不会由于承认守恒定律而告终，相反，直到现在仍然总是由于新的发展而日益成熟。100多年的历史，证明了能量守恒与转化定律是一个普遍的自然规律。

【开尔文和热力学温标】

开尔文原名威廉·汤姆孙（William Thomson，1824.6.26—1907.12.17），是英国物理学家。他对物理学的主要贡献是发现了热力学第二定律，成为热力学的奠基人之一，同时他又是承装第一条大西洋海底电缆的公司的工程顾问。1866年他获得爵士衔，于1892年晋升为开尔文（Lord Kelvin）勋爵。

W·汤姆孙在热学方面的一个贡献，就是创立了绝对温标，也称热力学温标。绝对温标T是热力学中一个重要的物理量，它是在1848年W·汤姆孙的一篇短文“基于卡诺的热的动力论和雷诺观察的计算所得的绝对温标”中被提出来的。温度概念的形成，是热学发展中的第一个进步，而温度的测定，长期以来被认为是物理学（甚至是自然科学）中最重要的问题之一，因此也就成为人们注目的研究课题。到了19世纪，这一课题的研究进入到了精巧细致地进行实验研究的阶段。W·汤姆孙对当时的温标不满

意，他想建立一个与物质的性质无关的绝对温标。他在上述短文的最后提出：“我所建议的标尺的特点是，任何一度都具有相同的值；这就是说，当一单位的热从这个标尺上温度为T°的物体A传给温度为（T-1）°的物体B，则不论T的数目是什么，都将给出同样的机械效果。这正好可以用‘绝对温标’这个名称，因为它的特点是和任何特殊物质的物理性质完全无关的。”为了纪念他的功绩，后人将这一温标称为“开氏温标”，也称为“热力学温标”。在1927年，第七届国际计量大会上，将这一温标定为最基本的温标，1960年第十一届国际计量大会规定用单一固定点（水的三相点273.16K）来定义，其符号是T，单位为开尔文K。同时，摄氏温度t 定义为T-T ，T =273.15K。由这一定义知道，热力学温度相差一度，摄氏0 0温度也相差一度。绝对温标的零度为绝对零度（0K）。

【瓦特和热机的发展】

瓦特（James Watt，1736.1.19—1819.8.25）是英国发明家。经过瓦特的改进，蒸汽机大大提高了实用价值，同时也为英国的产业革命铺平了道路。

蒸汽机并非是瓦特发明的。如果追溯历史，则可以一直追溯到公元初期。古希腊的发明家希罗（Hero of Alexanderia，约公元62—约150）曾发明过希罗球。希罗球是支承在两根垂直导管上的空心球体，当加热下面容器内的水时，蒸汽便沿着两根导管分别进入球内，从球上两根相反方向的弯管喷出，由于喷气的反作用，球便沿着与喷气流动相反的方向旋转。这是历史上最早记载的喷气动力装置，当然它只能供欣赏，无法实用。第一个制造能用的蒸汽机的是法国物理学家、发明家巴本（D.Papin，1647—约1714）。他用一个铁圆筒中间装上一个塞子，塞子下面盛有少量的水。对

筒底加热，筒内的水变成蒸汽，推动塞子向上运动。然后将火移开，铁筒冷却，大气压便将塞子压下来。这样的蒸汽机太原始了，实用价值不大。后来经过英国工程师塞维利（T.Savery，1650—1715）和英国发明家纽可门（T.Newcomen，1663—1729）的改进，特别是后者，蒸汽机的实用价值就提高了一步。1705年纽可门制造了一台蒸汽机，被利用来抽矿内的积水，但因这一机器的汽缸仍是不断地加热和不断地用外加喷射水来冷却的，就无法连续地工作。

1763年，瓦特在格拉斯哥大学工作，修理教学仪器，其中也包括修理损坏了的纽可门蒸汽机。瓦特在修理过程中，弄清楚了工作原理，找到了消耗大量燃料的症结所在，于1765年改进了原有的蒸汽机。首先，他设计了一个与汽缸分离的冷凝器，汽缸外面装上绝热套子，使它一直保持高温，这样便提高了效率。其次，于1781年又制造了从汽缸两边推动活塞的双向动作蒸汽机，同时采用曲柄机构，使活塞的往复式的直线运动转变为旋转运动。再次，他又设计了离心节速器来控制蒸汽机的转速。经过这一系列的改进，蒸汽机便大大提高了实用价值，广泛地被工业部门所采用。

【帕斯卡和帕斯卡定律】

帕斯卡（BlaisePascal，1623.6.19—1662.8.19）是法国数学家、物理学家。他对物理学的主要贡献是在流体静力学方面。

帕斯卡在1663年出版的《液体平衡论》一书中详细讨论了液体压强问,题。在该书的第一章中叙述了几种实验，它们的结果表明，任何水柱，不论直立或倾斜，也不论其截面的大小，只要竖高相同，则施加于水柱底部的某一已知面积的活塞上的力也相同。这一个力实际上是液体所受的重力。

热力学发展史

要求: 1、３0个ＰＰＴ左右 2、画面清晰明了 ３、相关图片不少于是10张 4、每个画面文字总数不超过80个,配备解说稿 ５、3人组成一小组 资料如下： 热力学第一定律(能量守恒定律）:英国杰出的物理学家焦耳、德国物理学家亥姆霍兹等 1、我们既不能创造，也不能消灭能量。宇宙中的能量总和一开始便是固定的，而且永远不会改变,但它可以从一种形式转化为另一种形式。一个人、一幢摩天大楼、一辆汽车或一棵青草,都体现了从一种形式转化成为另一种形式的能量。高楼拔地而起，青草的生成,都耗费了在其他地方聚集起来的能量。高楼夷为平地，青草也不复生长，但它们原来所包含的能量并没有消失,而只是被转移到同一环境的其他所在去了。我们都听说过这么一句话：太阳底下没有新鲜东西。要证实这一点你只需呼吸一下,你刚才吸进了曾经让柏拉图吸进过的５00０万个分子。 ２、宇宙的能量总和是个常数,总的熵是不断增加的。熵是不能再被转化做功的能量的总和的测定单位。这个名称是由德国物理学家鲁道尔夫·克劳修斯于1868年第一次造出来的。蒸汽机之所以能做功,是因为蒸汽机系统里的一部分很冷，而另一部分却很热。换一句话说，要把能量转化为功,一个系统的不同部分之间就必须有能量集中程度的差异（即温差）。当能量从一个较高的集中程度转化到一个较低的集中程度(或由较高温度变为较低温度）时,它就做了功。更重要的是每一次能量从一个水平转化到另一个水平,都意味着下一次能再做功的能量就减少了。比如河水越过水坝流入湖泊。当河水下落时，它可被用来发电，驱动水轮,或做其他形式的功。然而水一旦落到坝底，就处于不能再做功的状态了。在水平面上没有任何势能的水是连最小的轮子也带不动的。这两种不同的能量状态分别被称为“有效的”或“自由的”能量，和“无效的”或“封闭的”能量。熵的增加就意味着有效能量的减少。每当自然界发生任何事情,一定的能量就被转化成了不能再做功的无效能量。被转化成了无效状态的能量构成了我们所说的污染。许多人以为污染是生产的副产品，但实际上它只是世界上转化成无效能量的全部有效能量的总和。耗散了的能量就是污染。既然根据热力学第一定律,能量既不能被产生又不能被消灭,而根据热力学第二定律,能量只能沿着一个方向

热力学发展简史

热力学发展简史 “温度”贯穿我们的一生，人人都知冷暖，古代人便会钻木取火，不可否认的一个方面是为了取暖，而现在，点暖炉，空调等设备的使用也都是人们为了得到一个合适的温度以更好的生活。学了一个学期的工程热力学后发现温度对于热热力学研究起着至关重要的作用。而温度的定义以及测量可以说是热力学的开端。 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 年法伦海脱所建立的华氏温标，以及1742 年摄尔修斯所建立的摄氏温标（即百分温标）。华氏温标是以盐水和冰的混合物作为基准点（0°F），而以水的冰点（32°F）及水的沸点（212°F）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颠倒过来，这就是后来常用的摄氏温标。 18世纪末19世纪初，随着蒸汽机在生产中的广泛应用，人们越来越关注热和功的转化问题。于是，热力学应运而生。1798年，汤普生通过实验否定了热质的存在。德国医生、物理学家迈尔在1841-1843年间提出了热与机械运动之间相互转化的观点，这是热力学第一定律的第一次提出。在热力学第一定律提出之前，人们一直围绕着制造永动机的可能性问题展开激烈的讨论，尤其是到了19世纪早期，不少人沉迷于一种神秘机械——第一类永动机的制造，因为这种设想中的机械只需要一个初始的力量就可使其运转起来，之后不再需要任何动力和燃料，却能自动不断地做功。直至热力学第一定律发现后，第一类永动机的神话才不攻自破。 一：热力学第一定律 1．热力学第一定律的文字表述 自然界一切物体都具有能量，能量有各种不同形式，它能从一种

工程热力学-热力学发展简史

科学思维的发展 自然科学溯源于古希腊，十五世纪时勃兴于欧洲，当时欧洲刚经历千年「黑暗时代」，文艺复兴开始，而地中海沿岸贸易兴旺，为开拓市场需要，遂推动天文、地理、数学和力学的发展。而波兰人哥白尼（Nicolas Copernicus），在一五四三年提出「日心说」，其理论经伽利略（Galileo Galilei）、开普勒（Johann Kepler）的论证与发展，使西方的自然观，由笼统、模糊的认识，进入到深入、细致的研究。十六、十七世纪，英国人培根（Roger Bacon）大力提倡「科学方法」，即通过实验、列表、比较、排除、归纳而逐步上升到公理，奠定了西方科学严谨的研究方法和传统。 与培根同时代的法国人笛卡儿（Rene Descartes），把整个自然界看作一架大机器，试图以机械运动说明自然界的一切，并且主张要从错综复杂的事物中区别出最简单事物，然后予以有秩序的研究。他的《方法谈》标示了西方知识传统的「分析还原原理」，认为总体可以分解为部分；复杂、非线性系统，也可以分解为简单线性系统来理解。故奠定了追求简单性和线性解的西方科学及人文思维基础。 英国人牛顿（Sir Issac Newton）在一六八六年提出《自然哲学的数学原理》巨著，创立了以「万有引力」及「运动三定律」为基础的古典力学。他把整个自然界描述成一个秩序井然的大机械钟，只要这个钟上紧发条，便能自动运转，但这机械论仍要请上帝做「第一推动」，为这大钟上紧发条。到十八世纪下半叶，由国家支持的科学机构已在欧美各国普遍建立，故自然科学分门别类而迅速发展，十九世纪自然科学由分门别类的材料收集，进到对经验材料的综合整理和理论概括。 在牛顿的古典力学基础上，热力学大师克劳修斯（Rudolf Julius Emmanuel Clausius）在一八六七年提出热力学第二定律，说明一个孤立系统，总由有序而朝向均匀、简单、消灭差别的无序方向发展，即「熵」（entropy）增加，从而得出「宇宙总体走向退化、死亡」的结论。 热力学的基本定律 热力学是专门探讨能量内涵、能量转换以及能量与物质间交互作用的科学，尤其专注在系统与外在环境间能量的交互作用，是结合工程、物理与化学的一门学问。早期物理中，把研究热现象的部分称为热物理，后来称为热学，近代则称之为热力学，被许多理工相关科系列为必修的基础课程。许多工程科学都是由热力学所衍生的或与其有密切关联，例如热传学、流体力学、材料科学等。 顾名思义，热力学和「热」有关，和「力」也有关。广义而言，热力学主要是研究有关能量的科学，因此物质的特性也是其必须探讨的范围。热力学的应用范围很广，主要包括：引擎、涡轮机、压缩机、帮浦、发电机、推进器、燃烧系统、冷冻空调系统、能源替代系统、生命支持系统及人工器官等。 热是一种传送中的能量。物体的原子或分子透过随机运动，把能量由较热的物体传往较冷的物体。

第四章 热力学和统计物理学的发展

第四章热力学和统计物理学的发展 教学目的和要求: 掌握:几种温标的建立;热力学三定律的发现过程及内容;在分子运动论的建立中,克劳修斯作出的贡献;麦克斯韦,玻尔兹曼对统计力学的建立作出的贡献. 熟悉:计温学与量热学的发展;关于热的本质的学说的发展; 了解:气体运动定律;了解克劳修斯是如何得到熵概念和熵增加原理的; 教学重点,难点: 几种温标的建立;热力学三定律的发现过程及内容;在分子运动论的建立中,克劳修斯作出的贡献;麦克斯韦,玻尔兹曼对统计力学的建立作出的贡献 教学内容: §1.热学现象的初期研究 一蒸汽机的发明 1690年巴本(Frnid Papin,1647-1712,法国,惠更斯助手)首先制成带有活塞和汽缸的实验性蒸汽机; 1698年,托马斯萨维里(Thomas Savery,1650-1715,英国军事工程师)制成一具蒸汽水泵; 1705年,托马斯纽可门(Thomas Newcomen,1663-1729,英国铁匠)在萨维里和巴本的基础上,研制了一个带有活塞的封闭的圆筒汽缸,活塞通过一杠杆和一排水泵相连.是一个广义的把热转变为机械力的原动机,是蒸汽机最早的雏形.并真正有效地应用于矿井排水.但活塞的每次下降都必须将整个汽缸和活塞同时冷却,热量的损失太大. 1769年,詹姆斯瓦特(James Watt,1736-1819,法国,格拉斯哥大学仪器维修工)改进了纽可门机,把冷凝过程从汽缸内分离出来,即在汽缸外单独加一个冷凝器而使汽缸始终保持在高温状态. 1782年,又制造出了使高压蒸汽轮流的从两端进入汽缸,推动活塞往返运动的蒸汽机,使机器运作由断续变连续,从而蒸汽机的使用价值大大提高,导致了欧洲的工业革命. 1785年,热机被应用于纺织; 1807年,热机被美国人富尔顿应用于轮船; 1825年被用于火车和铁路. 二计温学的发展 (一)温度计的设计与制造 1603年,伽利略制成最早的验温计:一只颈部极细的玻璃长颈瓶,倒置于盛水容器中,瓶中装有一半带颜色的水.随温度变化,瓶中空气膨胀或收缩.

化工热力学

第1章绪论 本章目的 了解化工热力学的过去，现在和将来 本章主要内容 （1） 简要发展史 （2） 化工热力学的主要内容 （3） 化工热力学研究方法及其发展 （4） 化工热力学的重要性 1.1热力学发展简史 了解热力学研究是从温度、热的研究开始的，结合蒸汽机的发明，为热机的设计和使用，一开始就与工程紧密结合。 热力学三个定律的提出为能与功的转换作出定性及定量的指导，并发展为工程热力学。与化学相结合，产生了化学热力学，增加了化学变化的内容。与化学工程相结合，产生了化工热力学，特别是增加了相平衡内容。 1.2 化工热力学主要内容 化工热力学包括： （1） 一般热力学中基本定律和热力学函数。 （2） 化学平衡和相平衡，特别是各种相平衡计算，即不同条件下各相组成关系。 （3） 能量计算，不同温度、压力下焓的计算。 （4） 部分工程热力学内容，例如冷冻。 （5） 为进行上述运算，需要P-V-T关系、逸度、活度等关系。 为进行化工热力学及化学工程计算，需要大批热力学及传递性质数据，因此有关的内容形成了化工热力学的一个分支－化工数据。 1.3 化工热力学的研究方法及其发展 注意：化工热力学研究过程中有经典热力学和分子热力学之外，前者不研究物质，不考虑过程机理，只从宏观角度研究大量分子组成的系统，达到平衡时表现的宏观性质。大体上是从某种宏观性质计算另外一些宏观性质，或以经验、半经验方程为基础，用实验值进行回归以便内插计算。 分子热力学是从微观角度应用统计的方法，研究大量粒子群的特性，将宏观性质看作是微观的统计平均值。由于理论的局限性，统计力学及数学上的困难，目前使用还是局部的或近似的。 两者难于严格区分，互相渗透，本课程还是以经典热力学方法为主，但也利用分子热力

物理化学发展史

物理化学发展史——早期溶液理论和今日中学化学 很荣幸今天能为大家介绍物理化学发展史，物理化学博大精深，很有内涵，所以我耍个机灵，取了早期溶液理论的发展这一节，同时谈一谈今日中学化学对溶液理论的研究和教学实践。首先我想谈一谈物理化学，既然叫物理化学，那他一定和物理有点关联，例如空气湿度多大时我们能够观察到雾的现象？早晨的露珠为什么呈现球形？天上云层很厚实，为什么不下雨？人工降雨的原理到底是什么？等等这些物理现象，其实都属于物质的性质，而物理化学其实是研究物质性质和化学反应原理的学科。 自1887年奥斯特沃尔德和范霍夫合办了德文《物理化学杂志》，这门学科获得了快速的发展，今天物理化学的发展程度当然已经超乎人们的想象，具体包括化学热力学、化学动力学，电化学，光化学，表面化学，胶体化学，结构化学，量子化学，催化理论等等分支。应该说，物理化学以热力学、动力学和量子力学为基础。日本化学史家山岗望提出，物理化学学发端于拉瓦锡时代，本生进一步将物理学的实验方法应用到化学研究上，把物理学原理用来解释化学现象则是从范霍夫开始的。这段时间大致与两次工业革命的兴起重叠，也就是说，物理化学建立在产业革命兴起的大背景下，期间涌现了无数大牛，更有麦克斯韦，玻尔兹曼，普朗克这三尊神。例如麦克斯韦，以电磁理论闻名于世的物理大神，为化学做出的贡献在我看来要更加惊人。请看这两个数，一个热力学K，一个是动力学K，这两个K为什么长这么像？类似的还有克劳修斯克拉博隆方程，如果我把ΔG和ΔEa都用能量E表示，你会发现形式上和麦克斯韦能量分布积分式惊人的相似。这三位确定了热运动的本质，确定了热力学第二定律的适用范围，明确地给出了熵与微观状态数的数学关系。有意思的是文科里面更喜欢谈熵，伟大的科幻小说家阿西莫夫以熵增定律为主题写了科幻史上我认为是最好的一篇——最后的问题。 好言归正传，关于溶液理论，就必须提物理化学三剑客：阿伦尼乌斯，范霍夫和奥斯特沃尔德，三人之间的性格可以说迥异，又来自三个不同国家但对稀溶液的研究将他们的命运深深的绑定，三人友谊可以说是科学史上一段佳话。 故事要从溶液的依数性说起。首先是关于溶液渗透压的发现。最早观察到渗透现象的是法国物理学家诺勒。1748年他为了改进酒的制作时曾作过一个实验:把酒精装满一个玻璃圆筒，用猪膀胱膜封住，然后把圆筒全部浸进水中。他发现膀胱膜向外膨胀，即发现水通过膜渗透进了圆筒，最后膀胱膜竟被撑破。但他并未意识到这就是渗透压造成的。最早对渗透压进行半定量研究的则是法国生理学家杜特罗夏在1830年左右进行的。他用一个钟罩形的玻璃容器，下面用羊皮纸封住，从上面插进一支长玻璃管，容器中分别放入各种不同浓度、不同物质的溶液，然后把它浸入水槽中。于是观察到玻璃管内液面上升，浓度越大，水柱越高，两者成正比。这时候他意识到:这个压力是由于外面的水通过羊皮纸向溶液方向迁移而产生的。他给这种现象命名为“渗透”，该术语来源于希腊文“wσμos”，意思是“推进”。1848年，德国化学家K.维洛尔特（Karl Vierordt）证实了他的这一结论。但由于动物膜既可让溶剂分子也可让溶质分子渗透，只是速度不同，所以测得的渗透压力只是暂时的，不稳定的，而且与溶剂、溶质的渗透相对速度有关，因此测得的渗透压也只是粗略的，而且由于这类半透膜不够坚固，经受不住浓溶液的很大的渗透压。 1867年，德国生理化学家特劳贝让亚铁氰化铜或丹宁-明胶沉积在多孔陶瓷上，制出了真正只让水分子透过的膜，范霍夫称它为半透膜。这种膜非常牢固，能够经受几百个大气压的渗透压。1884年德国植物学家普菲弗便利用这种半透膜研究植物的枯萎状况，对蔗糖溶液的渗透压进行了广泛的定研究，得到了准确的数据。 这些实验结果激起了范霍夫对渗透压进行理论探讨的热情。他从浦菲弗的数据得知，含有一克蔗糖中加水，水加的越多，渗透压越小，但一定是一个常数，与波义耳定律对气体的

热力学发展简史

热力学发展简史 “温度”贯穿我们的一生,人人都知冷暖,古代人便会钻木取火,不可否认的一个方面就是为了取暖,而现在,点暖炉,空调等设备的使用也都就是人们为了得到一个合适的温度以更好的生活。学了一个学期的工程热力学后发现温度对于热热力学研究起着至关重要的作用。而温度的定义以及测量可以说就是热力学的开端。 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,提供了有益的经验与教训。但就是, 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。其中最有价值的就是,1714 年法伦海脱所建立的华氏温标,以及1742 年摄尔修斯所建立的摄氏温标(即百分温标)。华氏温标就是以盐水与冰的混合物作为基准点(0°F),而以水的冰点(32°F)及水的沸点(212°F)作为固定参考点。摄氏温标就是以 水的冰点(100℃)及水的沸点(0℃)作为固定参考点及基准点,并把她们分作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颠倒过来,这就就是后来常用的摄氏温标。 18世纪末19世纪初,随着蒸汽机在生产中的广泛应用,人们越来越关注热与功的转化问题。于就是,热力学应运而生。1798年,汤普生通过实验否定了热质的存在。德国医生、物理学家迈尔在1841-1843年间提出了热与机械运动之间相互转化的观点,这就是热力学第一定律的第一次提出。在热力学第一定律提出之前,人们一直围绕着制造永动机的可能性问题展开激烈的讨论,尤其就是到了19世纪早期,不少人沉迷于一种神秘机械——第一类永动机的制造,因为这种设想中的机械只需要一个初始的力量就可使其运转起来,之后不再需要任何动力与燃料,却能自动不断地做功。直至热力学第一定律发现后,第一类永动机的神话才不攻自破。 一:热力学第一定律 1.热力学第一定律的文字表述 自然界一切物体都具有能量,能量有各种不同形式,它能从一种

化学热力学的发展简史

化学热力学的发展简史 姓名：xx 学号：xx 1 引言 化学热力学是物理化学中最早发展起来的一个分支学科，主要应用热力学原理研究物质系统在各种物理和化学变化中所伴随的能量变化、化学现象和规律，依据系统的宏观可测性质和热力学函数关系判断系统的稳定性、变化的方向和限度。化学热力学的基本特点是其原理具有高度的普适性和可靠性.对于任何体系,化学热力学性质是判断其稳定性和变化方向及程度的依据。也就是说,相平衡、化学平衡、热平衡、分子构象的稳定性、分子间的聚集与解离平衡等许多重要问题都需要用化学热力学的原理和方法进行判断和解决。化学热力学的研究范畴决定了它与化学乃至化学学科以外的其他学科具有很强的交叉渗透性。化学热力学在化学学科的发展中发挥着不可替代的重要作用,与其他学科的发展相互促进。热力学的历史始于热力学第一定律，100多年来，化学热力学有了很大的发展和广阔的应用。 2 化学热力学的筑基 化学热力学的主要理论基础是经典热力学。19世纪上半叶，作为物理学的巨大成果，“能”的概念出现了; 人们逐渐认识到热只是能的多种可互相转换的形式之一，科学家意识到了统治科学界百年之久的“热质说”是错误的，于是热力学应运而生。19世纪中叶，人们在研究热和功转换的基础上，总结出热力学第一定律和热力学第二定律，解决了热能和机械能转换中在量上的守恒和质上的差异。1873-1878年，吉布斯进一步总结出描述物质系统平衡的热力学函数间的关系，并提出了相律。20世纪初，能斯特提出了热定理，使“绝对熵”的测定成为可能。为了运用热力学函数处理实际非理想系统，1907 年，路易斯提出了逸度和活度的概念%至此，经典热力学建立起完整的体系。 2.1 Hess定律 俄国的赫斯很早就从化学研究中领悟了一些能量守恒的思想。1836年，赫斯向彼得堡科学院报告: “经过连续的研究，我确信，不管用什么方式完成化合，由此发出的热总是恒定的，这个原理是如此之明显，以至于如果我不认为已经被

热力学发展史

热力学发展史 201313020406 孙厚齐 化学是论述原子及其组合方式的科学。人们最初考察化学反应时，是把反应物放在一起，经加热等手段，然后分析得到些什么产物，后来根据原子分子假说，有了“当量”的概念，建立了反应物与产物之间的一定联系。人们根据化学组分随条件的变化，发现了质量作用定律，引伸出化学平衡常数。运用热力学定律，人们开始掌握从热力学函数去计算化学平衡常数的方法，并且可以对化学反应的方向作出判断，诞生了化学热力学。 热力学是物理化学和热力学的一个分支学科，它主要研究物质系统在各种条件下的物理和化学变化中所伴随着的能量变化，从而对化学反应的方向和进行的程度作出准确的判断。化学热力学的核心理论有三个：所有的物质都具有能量，能量是守恒的，各种能量可以相互转化；事物总是自发地趋向于平衡态；处于平衡态的物质系统可用几个可观测量描述。化学热力学是建立在三个基本定律基础上发展起来的。热力学第一定律就是能量守恒和转化定律，它是许多科学家实验总结未来的。一般公认迈尔于1842年首先提出普遍“力”的转化和守恒的概念。焦耳1840～1860 年间用各种不同的机械生热法，进行热功当量测定，给能量守恒和转化概念以坚实的实验基础，从而使热力学第一定律得到科学界的公认。热力学第一定律给出了热和功相互转化的数量关系。为了提高热机效率，1824 年卡诺提出了著名的卡诺定理。为了进一步阐明卡诺定理，1850年克劳修斯提出热力学第二定律。1851 年开尔文认为：“不可能从单一热源取热使之完全变为有用的功而不引起其他变化”，相当于摩擦生热过程的不可逆性。除上述两种说法外，热力学第二定律还有几种不同的叙述方式，它们之间是等效的。1912年，能斯脱提出热力学第三定律，即绝对温度的零点是不可能达到的。其他科学家还提出过几种不同表述方式，其中1911 年普朗克的提法较为明确，即“与任何等温可逆过程相联系的熵变，随着温度的趋近于零而趋近于零”。这个定律非常重要，为化学平衡提供了根本性原理。吉布斯给出了热力学原理的更为完美的表述形式，用几个热力学函数来描述系统的状态，使化学变化和物理变化的描述更为方便和实用。他发表了著名的“相律”，对相平衡的研究起着重要的指导作用。20世60年代，昂萨格和普里戈金等都为热力学理论的重大进展作出杰出的贡献。热力学理论对一切物质系统都适用，具有普遍性的优点。这些理论是根据宏观现象得出的，因此称为宏观理论，也叫唯象理论。热力学所根据的基本规律就是热力学第一定律、第二定律和第三定律，从这些定律出发，用数学方法加以演绎推论，就可得到描写物质体系平衡的热力学函数及函数间的相互关系，再结合必要的热化学数据，解决化学变化、物理变化的方向和限度，这就是化学热力学的基本内容和方法。 经典热力学是宏观理论，它不依赖于物质的微观结构。分子结构理论的发展和变化，都无需修改热力学概念和理论并且它只处理平衡问题而不涉及这种平衡状态是怎样达到的，只需要知道系统的起始状态和终止状态就可得到可靠的结果，不涉及变化的细节，所以不能解决过程的速率问题。热力学理论已经解决了物质的平衡性质问题，但是关于非平衡现象，现有的理论还是初步的，有待进一步研究。热力学三大定理可谓物理化学的经典。每条定律的提出都经过了相当长的历史：热力学的基本定律之一，是能量守恒和转换定律的一种表述方式。热力学第一定律指出，热能可以从一个物体传递给另一个物体，也可以与机械能或其他能量相互转换，在传递和转换过程中，能量的总值不变。它的另一种1850 年进行的热功当

物理化学研究内容及其发展史

物理化学研究内容及其发展史 摘要: 物理化学是化学学科的理论理论基础。物理化学是以物理的原理 和实验技术为基础，研究化学体系的性质和行为，发现并建立化学体 系中特殊规律的学科。随着科学的迅速发展和各门学科之间的相互渗 透，物理化学与物理学、无机化学、有机化学在内容上存在着难以准 确划分的界限，从而不断地产生新的分支学科。物理化学的研究在各 个方面的应用越来越广泛。[1]物理化学是一门发展潜力很大的学科！ 关键词: 物理化学，发展，学科形成，前景 物理化学是以物理的原理和实验技术为基础，研究化学体系的性质和行为， 发现并建立化学体系中特殊规物理化学律的学科。随着科学的迅速发展和各门 学科之间的相互渗透，物理化学与物理学、无机化学、有机化学在内容上存在 着难以准确划分的界限，从而不断地产生新的分支学科，例如物理有机化学、 生物物理化学、化学物理等。物理化学还与许多非化学的学科有着密切的联系， 例如冶金学中的物理冶金实际上就是金属物理化学。 1 物理化学简介 1.1建立化学体系中特殊规律的学科 化学学科的发展经历了若干个世纪。而物理化学则是以物理的原理和实验技术为基础，研究化学体系的性质和行为，发现并建立化学体系中特殊规律的学科。[1]物理化学是化学学科的理论基础，它从物质的物理现象与化学现象的联系入手，去探求化学变化的基本规律。 [2] 一般公认的物理化学的研究内容大致可以概括为三个方面：化学体系的宏观平衡性质以热力学的三个基本定律为理论基础，研究宏观化学体系在气态、液态、固态、溶解态以及高分散状态的平衡物理化学性质及其规律性。在这一情况下，时间不是一个变量。属于这方面的物理化学分支学科有化学热力学。溶液、胶体和表面化学。 1.2物理化学发展的新阶段 化学体系的微观结构和性质以量子理论为理论基础，研究原子和分子的结构，物体的体相中原子和分子的空间结构、表面相的结构，以及结构与物性的规律性。属于这方面的物理化学分支学科有结构化学和量子化学。化学体系的动态性质研究由于化学或物理因素的扰动而引起体系中发生的化学变化过程的速率和变化机理。在这一情况下，时间是重要的变量。属于这方面的物理化学分支学科有化学动力学、催化、光化学和电化学。物理化学被认为一门实验与理论并重的科学，基于物理理论的计算已成为化学不可缺少的组成部分，标志着物理化学发展进入了新的阶段。[3]

燃烧科学的发展简史

燃烧科学的发展简史 Prepared on 22 November 2020

燃烧科学的发展简史 姓名：xx学号：xx 1引言 燃烧现象是物理过程与化学过程复杂的相互作用的结果,它涉及许多学科,如化学反应动力学,热力学,气体动力学,传热学,光谱学等,由于燃烧现象的极端复杂性,发展速度缓慢。但在两次世界大战之间,特别是在过去50年中,一方面由于喷气发动机,包括火箭发动机的迅速发展。另一方面由于能源危机和大气污染的日益严重,使燃烧科学与技术的研究和开发工作受到很大冲击,从而使燃烧科学与技术获得了空前的发展。 2燃烧科学的起源 在中国,虽然燃烧现象的发现和应用远远早于欧洲,为人类作出了很大贡献,但是燃烧作为一门科学，起步比其他国家稍晚。恩格斯在《自然辩证法》一书中曾说：“人们只有在学会摩擦起火之后，才第一次使无穷无尽的自然力替自己服务”。到18世纪中叶，科学相对进步的欧洲仍然被错误的“燃素说”所统治。“燃素说”是德国化学家斯塔尔在《化学基础》一书中提出“火的微粒由燃素构成，物质燃烧释放出燃素，有些物质不能燃烧是因为缺少燃素”的观点，这种观点通知了欧洲将近一百年的时间。18世纪80年代，法国化学家拉瓦锡先后在“燃烧理论”和“化学纲要”两部着作中对燃烧进行了合理解释，首次提出燃烧是一种“氧化反应”的观点，俄罗斯科学家罗蒙诺索夫根据实验结果也得到了相同的结论。至此，人类才对燃烧有了真正的认识。 3燃烧科学迅速崛起 19世纪中叶，工业革命的成功促使了化学工业的蓬勃发展，分子学说的建立，使得人们开始使用热化学及热力学的方法来研究燃烧现象，相继发现了燃烧热，绝热燃烧温度，燃烧产物平衡成分等燃烧特性。20世纪初期，苏联化学家谢苗诺夫和美国科学家刘易斯等发现燃烧具有分支连锁反应的特点。20世纪20年代，前苏联科学家则利多维奇，弗兰克卡梅涅茨基及美国的刘易斯等人又进一步发现燃烧过程是化学动力学与传热，传质等等物理因素的相互作用的过

热力学发展史阅读感想

热力学发展史阅读感想 廖瑞杰 (北京航空航天大学能源与动力工程学院，北京 100191) “热”这一个字伴随着人类的发展，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，人们就知道冷与热的差别，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。温度对于热力学研究起着至关重要的作用。温度的定义以及测量是热力学的开端，三个热力学基本定律的发现是贯穿热力学发展史的线索。 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 年法伦海脱所建立的华氏温标，以及1742 年摄尔修斯所建立的摄氏温标（即百分温标）。华氏温标是以盐水和冰的混合物作为基准点（0°F），而以水的冰点（32°F）及水的沸点（212°F）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颠倒过来，这就是后来常用的摄氏温标。 18世纪末19世纪初，随着蒸汽机在生产中的广泛应用，人们越来越关注热和功的转化问题。于是，热力学应运而生。1798年，汤普生通过实验否定了热质的存在。德国医生、物理学家迈尔在1841-1843年间提出了热与机械运动之间相互转化的观点，这是热力学第一定律的第一次提出。在热力学第一定律提出之前，人们一直围绕着制造永动机的可能性问题展开激烈的讨论，尤其是到了19世纪早期，不少人沉迷于一种神秘机械——第一类永动机的制造，因为这种设想中的机械只需要一个初始的力量就可使其运转起来，之后不再需要任何动力和燃料，却能自动不断地做功。直至热力学第一定律发现后，第一类永动机的神话才不攻自破。一：热力学第一定律 1．热力学第一定律的文字表述 自然界一切物体都具有能量，能量有各种不同形式，它能从一种形式转化为另一种形式，从一个物体传递给另一个物体，在转化和传递中能量的数量保持不变。该定律就称为热力学第一定律，也称为能量转换与守恒定律，这一定律也被表示为：第一类永动机（不消耗任何形式的能量而能对外做功的机械）是不能制作出来的。 2.热力学第一定律建立的成因 １）理论——迈尔 迈尔是明确提出“无不能生有”，“有不能变无”的能量守恒与转化思想的第一人。而这理论正是建立热力学第一定律的基础。

热学发展简述

NANCHANG UNIVERSITY 学院：理学院系物理系 专业班级：物理学141班 学生姓名：刘志峰学号：5502114003

热发展简述 热学发展史实际上就是热力学和统计物理学的发展史。 人类对热现象的观察和研究一直都有，在十七世纪末到十九世纪中叶累积了大量的试验与观察的结果，并制造出蒸汽机，并对“热”的本质展开研究与争论。 大约在1593年，伽利略发明温度计，可以对冷热程度进行定量分析了。法国科学家雷伊对温度计进行改进。丹麦学者罗默，德国人海伦华特，瑞典天文学家摄尔修斯等对温度标准进行研究和改进，最终我们使用的摄氏温标由法国人克利斯廷在1743年首先采用。150年里温度计逐渐完善，为热学研究提供了坚实的基础。 蒸汽机在人类发展中可谓是举足轻重的地位。德国人巴本和英国人萨弗里，纽可门是蒸汽机的实际发明人。但早期的蒸汽机效率极差，苏格兰发明家瓦特改进了蒸汽机，使其大范围应用。 18世纪中叶以前，人们长久以来对温度和热量的概念混淆不清，多数人认为物体冷热的程度代表着物体所含热量的多寡。人们长久以来对温度和热量的概念混淆不清，多数人认为物体冷热的程度代表着物体所含热量的多寡。英国化学教授布莱克，成功地澄清了热量和温度这两个概念，同时提出相变时潜热的概念，并暗示出不同物质具有不同的“热容量”，而他的学生而弯更是正确的提出了热容量的概念。1777年，化学家拉瓦锡和拉普拉斯设计了一个所谓“拉普拉斯冰量热器”，可以正确测出热容量和潜热。1784年麦哲伦引进潜热的术语，同一时期威尔克提出若把水的比热定为1，则可以定出其他物质的比热，但是在这段期间人们依然认为热是一种物质是正确的。1797年伦福徳伯爵在慕尼黑监督大炮钻孔，发现热是因摩擦而产生，因而断言热不是物质而来自运动。1799年英国化学家戴维在维持冰点的真空容器中进行摩擦试验，发现即使是两块冰相互摩擦也有部分冰溶化为水，所以他认为摩擦引起物体微粒的震动，而这种振动就是热。虽然有伦福和戴维教授极力否定热是一种物质的说法，但是仍无法改变人们认为热是一种物质的概念。直到十九世纪中叶后，卡诺死后50年其理论才被人们重视，加上德国梅耶医师和英国物理学家焦尔的努力才改变了人们的观念，促使了第一定律和第二定律成熟地产生。 迈尔是德国的医生，但他对行医兴趣不大。他没有实验设备，更没有从当代物理学家取得任何帮助，是一个独立的研究工作者。迈尔在科学研究上投入众多，虽然第一个完整地提出了能量转化与守恒原理，但是在他的著作发表的几年内，不仅没有得到人们的重视，反而收到一些著名物理学家的反对。因为他所用的推理方法无法为当代人所接受，同时又与焦耳

热力学的发展史

热力学发展史 徐洪琳1 （1材料科学与工程学院应用化学1001，绵阳621010） 摘要：热力学是研究热能与其他形式能量的转换规律的科学，着重阐述工质的热物性、基本热力过程和动力基本循环中的热功转换规律，最终找出提高能量利用效率的途径。本文主要介绍热力学以及热力学几大定律的发展简 史。 关键词：热力学；发展史；能量 History of Thermodynamics Honglin Xu （School of Materials Science and Engineering, Applied Chemistry Class1001，Mian Y ang 621010；） Abstract：Thermodynamics is a science that researches about transition rule of heat energy and other kinds of energy, and it focuses on expounding the Thermal physical property of experimental, typical thermodynamic processes and transition rule of dynamic basic cycle, and final find out the way to improve energy efficiency. This paper mainly introduces the thermodynamics and its history. Keywords：Thermodynamics；history；energy 热物理学是整个物理学理论的四大柱石之一，热力学是热学理论的一个重要组成部分，也就是热现象的宏观理论。热力学主要是从宏观角度出发按能量转化的观点来研究物质的热性质，热现象和热现象所服从的规律。热力学是总结物质的宏观现象而得到的热学理论，不涉及物质的微观结构和微观粒子的相互作用，因此它是一种唯象的宏观理论，具有高度的可靠性和普遍性。为此，了解热力学的发展简史，对学习热力学理论有一定的帮助。 1 人们对热力学认识发展史 1.1古代 古代人类早就学会了取火和用火，但是后来才注意探究热、冷现象本身，直 到17世纪末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" 热质说"统治下，人们误认为物体的温度高是由于储存的热质数量多。 1.2十八世纪 1709～1714年华氏温标和1742～1745年摄氏温标的建立，才使测温有了公认的标准。随后又发展了量热技术，为科学地观测热现象提供了测试手段，使热 学走上了近代实验科学的道路。

物理化学发展史

物理化学发展史 201013020427 杨艳艳 摘要：从物理化学这个概念被提出至今已有200多年的历史，物理化学发展至今已经涵盖了多个领域。物理化学的发展，其中经历了怎样的变迁，一代代的物理化学家们又是如何将物理化学这门学科从无到有发展起来的。本文将就物理化学发展史做一个简单的概述。关键词：物理化学；探索史；发展史 物理化学是以物理原理和实验技术为基础，研究所有物质体系的化学行为的原理、规律和方法的学科。涵盖了从微观到宏观对物质结构与特质的关系规律、化学过程机理及其控制的研究。它是化学以及在分子层次上研究物质变化的其他学科的理论基础。随着科学的迅速发展和各学科之间的相互渗透，逐步形成了若干分支学科：化学热力学、化学动力学、结构化学、液体界面化学、催化化学、电化学、量子化学等。 1物理化学提出之前的探索之路 1.1 关于原子一分子学说 1803—1804年道尔顿提出原子学说，建立“化学原子论”的实验基础: 1803年道尔顿根据长期观测大气组成发现分压定律，认为物质都是由无数微粒组成，不同物质的微粒有不同大小和不同重量，主张用相对重量表示微粒的重量, 这种微粒就叫做原子。原子的叫法是他借用古希腊的哲学原子说。他与哲学原子说的不同在于他使得原子学说有了定量描述, 他提出了世界上第一张原子量表；此外, 他并没有在著作中强调原子的不可再分性,而哲学原子说却十分强调这种不可再分性(故称原子)。问题就在于此, 道尔顿既借用哲学原子说将微粒叫做原子, 虽没强调其不可再分性, 但也没强调其可再分性, 而原子的本来含义就是指的不可再分性, 所以道尔顿的化学原子论在事实上认为原子是不可再分的。180 4年道尔顿发现倍比定律并用原子学说给予成功的解释, 为原子学说找到间接的实验基础而得以确立。原子论促成化学从杂乱无章的定性的描述化学阶段发展到定量的解释学的近代化学阶段, 这正是物理化学作为边缘学科不同于其它化学分支之处。原子论体现了物理化学的学科特点, 为物理化学的形成和发展提供了一个胚芽或基础。1864年元素周期表(系)的发现标志着原子学说的成熟, 并为物理化学的形成奠定了坚实的理论基础。 1811年阿佛加德罗提出分子假说: 他根据盖吕萨克“气体反应体积定律”进行合理推论, 引入“分子”概念, 认为原子是物质参加化学反应的最小质点；而分子是物质保持原有一切化学性质的最小质点，分子由原子组成。他同时还提出“同温同压同体积的气体含有同数目的分子”, 即阿佛加德罗定律。此外, 1814年安培也提出了分子假说。经过1827年布朗运动的发现和1860年康尼查罗及1864年L.迈耶尔对分子学说的论证和宣传，分子学说得以公认，成为物

化学热力学发展史

化学热力学发展史 化学热力学是物理化学和热力学的一个分支学科，它主要研究物质系统在各种条件下的物理和化学变化中所伴随着的能量变化，从而对化学反应的方向和进行的程度作出准确的判断。化学热力学的核心理论有三个：所有的物质都具有能量，能量是守恒的，各种能量可以相互转化；事物总是自发地趋向于平衡态；处于平衡态的物质系统可用几个可观测量描述。化学热力学是建立在三个基本定律基础上发展起来的。热力学第一定律就是能量守恒和转化定律，它是许多科学家实验总结出来的。一般公认，迈尔于1842年首先提出普遍“力”(即现在所谓的能量)的转化和守恒的概念。焦耳1840～1860年间用各种不同的机械生热法，进行热功当量测定，给能量守恒和转化概念以坚实的实验基础，从而使热力学第一定律得到科学界的公认。 热力学第一定律给出了热和功相互转化的数量关系。为了提高热机效率，1824年卡诺提出了著名的卡诺定理，他得到的结论是正确的，但他却引用了错误的“热质论”。为了进一步阐明卡诺定理，1850年克劳修斯提出热力学第二定律，他认为：“不可能把热从低温物体传到高温物体而不引起其他变化”，相当于热传导过程的不可逆性。首先，让我们来了解一下热力学的研究历史。1851年开尔文认为：“不可能从单一热源取热使之完全变为有用的功而不引起其他变化”，相当于摩擦生热过程的不可逆性。除上述两种说法外，热力学第二定律还有几种不同的叙述方式，它们之间是等效的。在研究化学反应时，需要确定熵的参考态。 1912年，能斯脱提出热力学第三定律，即绝对温度的零点是不可能达到的。其他科学家还提出过几种不同表述方式，其中1911年普朗克的提法较为明确，即“与任何等温可逆过程相联系的熵变，随着温度的趋近于零而趋近于零”。这个定律非常重要，为化学平衡提供了根本性原理。 吉布斯给出了热力学原理的更为完美的表述形式，用几个热力学函数来描述系统的状态，使化学变化和物理变化的描述更为方便和实用。他发表了著名的“相律”，对相平衡的研究起着重要的指导作用。但实际系统常常是开放的、非平衡的，所涉及的物理化学过程通常是不可逆的。 19世纪人们开始研究热导扩散和电导等现象，但仅仅限于对近似平衡的非平衡状态和过程的研究。20世纪60年代，开始对远离平衡的非平衡状态和过程的研究以后，热力学理论取得了重大的进展。昂萨格和普里戈金等都曾作出杰出的贡献。 热力学三个定律是无数经验的总结，至今尚未发现热力学理论与事实不符合的情形，因此它们具有高度的可靠性。热力学理论对一切物质系统都适用，具有普遍性的优点。这些理论是根据宏观现象得出的，因此称为宏观理论，也叫唯象理论。 接着，让我们简单的认识一下热力学的基本定律各自的产生。 热力学所根据的基本规律就是热力学第一定律、第二定律和第三定律，从这些定律出发，用数学方法加以演绎推论，就可得到描写物质体系平衡的热力学函数及函数间的相互关系，再结合必要的热化学数据，解决化学变化、物理变化的方向和限度，这就是化学热力学的基本内容和方法。 经典热力学是宏观理论，它不依赖于物质的微观结构。分子结构理论的发展和变化，都无需修改热力学概念和理论，因此不能只从经典热力学获得分子层次的任何信息。并且它只处理平衡问题而不涉及这种平衡状态是怎样达到的，只需要知道系统的起始状态和终止状态就可得到可靠的结果，不涉及变化的细节，所以不能解决过程的速率问题。欲解决上述两个局限性问题，需要其其它学科如化学统计力学、化学动力学等的帮助。

小论传热学发展史

科学技术史系列讲座 《小论传热学发展史》 为何研究传热？ 传热学是研究热量传递过程规律的科学。 在自然界或生产过程中都存在着温差，热量将自发地由高温物体传递到低温物体，热传递就此成为了一种极为普遍的物理现象。因此，传热学有着十分广泛的应用领域。就各类工业领域而言，诸如锅炉及换热设备的设计以及强化换热和节能而改进锅炉及其他换热设备的结构；化学工业生产中，为了维持工艺流程的温度，要求研究特定的加热、冷却以及余热的回收技术；电子工业中解决集成集成电路或电子仪器的散热方法；机械制造工业测算和控制冷却加工或热加工中机件的温度场；交通运输业在东突地带修建公路；核能、航天等尖端技术中也存在大量的传热问题需要解决。太阳能、地热能、工业余热利用及其他可再生能源工程中高效能化热器的开发和设计等；应用传热学知识指导强化传热及削弱传热达到节能的目的。因此，传热学已是现代技术科学的主要技术基础学科之一。近几十年来，传热学的成果对各部门技术进步起了很大的促进作用，而传热规律的深入研究，又推动了学科的发展。 热能传递规律主要是指单位时间内所传递的热量与物体中相应的温度差之间的关系，反映这种规律的第一层次的关系式成为热量传递的速率方程；而反映这种规律的更深层次的研究是要找出不同条件下物体中各点的温度分布。 传热学基本发展历史概述 传热学这一门学科是在18 世纪30 年代英国开始的工业革命使生产力空前发展的条件下发展起来的。传热学的发展史实际就是：导热、对流、热辐射三种传方式的发展史。导热及对流早为人们所认识，而热辐射是在1803 年才确认的。 导热 确认热是一种运动的过程中，科学史上有两个著名的实验起着关键作用 ●1798 年伦福特钻炮筒大量发热实验 ●1799 年戴维两块冰块摩擦生热化成水的实验 19 世纪初，兰贝特、毕渥、傅里叶等都从固体一维导热的试验入手研究，1804 年毕渥根据试验提出：单位时间通过单位面积的导热量正比于两侧表面温差，反比于壁厚，比例系数是材料的物理性质。这一规律提高对导热规律的认识只是