第一节 早期发展简述
热是人类最早发现的一种自然力,是地球上一切生命的源泉。
—恩格斯
一、温度的定义和热机的研制
1.对温度的研究
1593年,伽利略利用空气热胀冷缩的性质,制成了温度计的雏形。
1702年,阿蒙顿制成空气温度计,但不准确。
1724年,荷兰工人华伦海特在他的论文中,建立了华氏温标,首先使用水银代替酒精。
1742年瑞典的摄尔修斯定义水的沸点为零度,冰的熔点为100度,后施勒默尔将两个固定点倒过来,建立了摄氏温标。
1779年,全世界有温标19种。
1854年,开尔文提出开氏温标,得到世界公认。
2.热机的发展
“蒸汽机是一个真正的国际发明,而这个事实又证实了一个巨大的历史进步。”
1695年,法国人巴本第一个发明蒸汽机,但操作不便,不安全。
1705年,钮科门和科里制造了新蒸汽机,有一定实用价值,但用水冷却气缸,能量损失很大。
1769年,英国技工瓦特改进了钮科门机,加了冷凝器,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。
瓦特发明的蒸汽机
3.量热学和热传导理论的建立
在18世纪前半叶,人们对什么是温度,什么是热量的概念含糊不清,热学要发展,有关热学的一系列概念就需要有科学的定义。
经彼得堡院士里赫曼于1744年开始,英国人布拉克和他的学生伊尔文等逐步工作,终于在1780年前后,温度、热量、热容量、潜热等一系列概念都已形成。
4.热本性说的争论
1)认为热是一种物质,即热质说。
代表人物:伊壁鸠鲁、付里叶、卡诺。
2) 认为热是物体粒子的内部运动。
代表人物:笛卡尔、胡克、罗蒙诺索夫,伦福德。
他们认为:“尽管看不到,也不能否定分子运动是存在的。”