热力学发展史拾零.ppt

1、2020/6/19，焦耳的生活，焦耳，j . p .(jamesprescottjournal 1818-1889)焦耳是英国物理学家。1818年12月24日出生在索尔波。他父亲是酿酒厂的厂长。朱伊从小身体就虚弱，在家和爸爸酿酒，利用空闲时间自学化学和物理。他很喜欢传记和自学，对实验特别感兴趣。后来成为英国曼彻斯特的酿酒师和业余科学家。珠宝可以说是一位自学成才的科学家。2020/6/19，焦耳的生活，2020/6/19，焦耳的生活，焦耳最早的工作是电和磁学的研究，以及关于电力热转换的实验研究。1866年，由于他对热学、传记和热力学的贡献，英国皇家学会科普莱金牌被授予。1872-1887年珠担任

2、英国科学振兴协会会长。朱尔于1889年10月11日在塞拉去世。2020/6/19，焦耳的科学成就，1。焦耳定律的发现1840年12月，他在英国皇家学会阅读了有关电流热的论文，提出了电流通过导体产生热的定律；不久，伦茨也独立发现了同样的规律，被称为焦耳伦茨定律。2020/6/19，焦耳的科学成就，2。热工作当量测量的主要贡献是他研究和测量了热和机械力之间的当量关系。这方面研究工作的第一篇论文关于电磁的热效应和热的功值发表在1843年英国哲学杂志第23卷第3集。之后，他用不同的材料进行实验，不断改进实验设计，发现尽管使用的方法、设备、材料多种多样，结果也不远了；另外，随着实验准确度的提高，接近了一

3、定的值。最终，他在皇家学会哲学学报 1850年的140册上发表了多年的实验结果作为论文，第一，他表示，无论固体或液体，摩擦产生的热量总是与消耗的力的大小成正比。第二，要产生一磅水(真空中华氏50到60度之间的温度)增加到华氏1度的热量，需要将772磅重的东西降到1英尺以下的机械师。他进一步细化，直到1878年报告测量结果。他近40年的研究为热运动和其他运动的相互转换、运动保存等问题提供了不容置疑的证据，朱尔因此成为能量保存规律的发现者之一。2020/6/19，周宇的科学成就，3 .热力学的成果1852年，珠和w .汤姆森(kelvin)发现气体自由膨胀时温度下降的现象是焦耳-汤姆森效应。这种效

4、果广泛应用于低温和气体液化。他对蒸汽机的发展做了很多宝贵的工作，首次计算了气体分子的速度。2020/6/19，焦耳的轶事，1。准确的测量数十年来，大的石英晶体主要是自学人才的科学家，对物理学做出重要贡献的过程并不顺利。1843年8月，在科克的一份学术报告中，朱尔写了一份名为论磁电的热效应和热的机械值的报告。他在该报告中指出，热与机械力之间存在一定的比例关系，并测量了热功率比1千卡热量为460千克的机械工作。这个结论当时被很多物理学家反对。2020/6/19，周宇的轶事，为了证明这一发现成功，朱尔以巨大的忍耐力采用了其他方法，长期重复了实验。1843年底，珠宝在摩擦作用下，热功当量为424.9千

5、克米/千卡1千克米=9.8焦耳。1844年对压缩空气的工作和气温上升之间的关系进行了实验，结果显示，热空当量为443.8千克米/kca。特别是1847年，焦耳发明了众所周知的热功当量测量装置，即通过放下重物来引导叶桨的旋转，从而使水或其他液体搅拌产生热量的装置。用搅拌机分别测量焦耳水和鲸油，然后求平均值，热空当量平均值为428.9千克/kcal。乔尔在1849年6月21日向英国伦敦皇家学会报告了结果。从1849年到1878年重复了400次以上实验的珠宝获得了423.9千克/kcal的热动力，这比现在的427千克/kcal只有0.7%。珠宝是惊人的耐心和手艺的技术力量，在当时的实验条件下测量的热

6、功值几十年来可以不经过比较大的修改，在物理学史上也是史无前例的。难怪威廉汤姆森这么称赞。“焦耳具有从观察到的极细微效果中得出重大结论的胆识和从实验中强迫正确性的高度技术，完全受到人们的感谢和感叹。”.2020/6/19，焦耳的轶事，2。毅力最终在1845年被公认为在剑桥举行的英国科学协会学术会议上，朱尔又做了一次热功等效研究报告，宣布热能是能量的一种形式，各种形式的能量可以相互转换。但是，朱尔的观点被与会者否定了，英国伦敦皇家学会拒绝发表他的论文。1847年4月，乔在曼彻斯特作了一次充分说明能量保存原理的通俗演讲，但地方报纸对此置之不理，经过长时间交涉，只有一家报社发表了此次演讲。同年6月，在

7、英国科学协会牛津会议上，朱尔再次提交了列孔当量的研究报告，宣传了自己的新思想。会议主席只允许他简要介绍。焦耳报告结束后，威廉汤姆森发表了即席发言，他的新想法引起了与会者的关注。到1850年为止，朱尔尔的科学结论终于得到了科学界的承认。盖-吕萨克的生平，盖-吕萨克-盖-吕萨克(JosephLouisGay-Lussac，1778-1850)法国物理学家，化学家。1778年12月6日，他出生在法国圣贝纳省的圣莱昂内尔。1800年毕业于巴黎工艺学院。从1802年开始在这所学校做实验者。他的老师高度评价他敏捷的思维、出色的实验技术和强大的专业技能，把自己的实验室交给了他，在盖吕萨克的早期研究工作中起了

8、很大的作用。1809年晋升为这所学校的化学教授。1808-1832年担任巴黎大学物理教授，1832-1850年担任巴黎国家自然历史博物馆化学讲座教授。盖鲁萨克在物理学和化学方面都做出了卓越的贡献，2020/6/19，盖鲁萨克的生平，2020/6/19，盖鲁萨克的生平，盖鲁萨克在1805年研究了空气的成分。在一个实验中，他确认水可以用氧气和氢气以体积1:2的比例制造。1808年他证明了体积的一定比例关系不仅存在于反应气体中，还存在于反应物和产物之间。1809年12月31日，盖吕萨克发表了他发现的气体化合量定律(盖鲁萨克定律)，在化学原子分子学说的发展历史中发挥了重要作用。他在1802年发现了气体

9、热膨胀规律。1813年取碘的名字。1815年发现氰，了解其作为有机集团的特性。1827年，有人提议建造硫酸废气吸收塔，直到1842年才被称为这座塔。2020/6/19，盖鲁萨克的生平，化学上盖鲁萨克的研究范围很广，取得了很多成果。1808年今天公布了以他的名字命名的盖吕萨克气体反应体积比定律，这对以后的化学发展有很大影响。此时，他被选为法国研究员。他还发现了硼，还有其他几种贡献。特别值得一提的是他的爱国主义精神。他总是把自己的研究工作和祖国的名誉联系起来。1813年，法国两位化学家在海藻灰烬中发现了新的元素，但未分离的时候，意外地把原料都给了戴维，盖吕萨克兴奋地说：“不可原谅的错误！史无前例的

10、严重失误！把一切都抖搂出来，拱手交给外国人。戴维将发现这个因素，并将研究结果公诸于世。那么发现新元素的光荣将属于英国，而不是法国。”所以他和两个化学家一起从头开始，昼夜不停，最后确认了戴维和新元素碘，为祖国赢得了荣誉。，2020/6/19，凯尔文生平概论，凯尔文(Lord kelvin 1824-1907)19世纪英国杰出的物理学家。1824年6月26日出生于爱尔兰贝尔法斯特的w .汤姆森(WilliamThomson)于1907年12月17日在苏格兰的尼斯大厅去世。1866年英国政府将他封为爵士后，1892年被称为开尔文男爵的大西洋海底电缆有效，因此他改名为开尔文。1846年，凯尔文被选为格

11、拉斯哥大学的自然哲学教授，自然哲学是当时物理学的别称。凯尔文担任教授53年，直到1899年才退休。1904年，他就任格拉斯哥大学校长，一直工作到去世。2020/6/19，凯尔文生平简介，2020/6/19，凯尔文的科学成就，凯尔文的科学活动多种多样。他对物理学的主要贡献在于电磁学和热力学。电磁学刚刚开始发展。逐渐应用于工业，电机工程出现，凯尔文为工程应用做出了重要贡献。热力学的情况是先有工业，然后有理论。工业从18世纪到19世纪初广泛使用蒸汽机，但直到19世纪中叶热力学才发展起来。凯尔文是热力学的主要创始人之一。2020/6/19，开尔文的科学成就，其科学贡献主要有以下几个方面：1.电磁学的成

12、就凯尔文在静电和静电的理论、交流方面，特别是莱顿瓶的放电振动性方面。静电的绝对测量和电磁测量，大气电的侧面等都做出了重要贡献。电烧伤法是凯尔文发明的一种非常有效的电气问题解决方法。2020/6/19，凯尔文的科学成就，2。热力学上的业绩凯尔文于1848年提出，1854年修订的绝对热力学温度计是目前科学上的标准温标。这是1954年国际会议确定该标准温标后的100年来的第一次。凯尔文是热力学第二定律的两大创始人之一(另一个是R. clausius)。他对第二定律的主张是：“从单一热源取热，使其完全有用，而不产生其他影响”(1851)，是热力学第二定律公认的标准。凯尔文断言，热力学第二定律中，能量耗

13、散是普遍趋势。2020/6/19，凯尔文的科学成就在热力学上也需要再提两点。有一点是凯尔文从理论研究中预言了新的温差电效应，后来称为托马斯逊效应，这是电流在温度不均的导体中通过时导体吸收热量的效果。另一个是凯尔文和J.P .祖拉合作的多孔塞实验，研究气体通过多孔塞后温度变化的现象，理论上研究实际气体和理想气体之间的差异，这已成为后来制造液体空气产业的重要方法(见焦耳-汤姆森效应)。2020/6/19，凯尔文的科学成就，3 .安装大西洋海底电缆和大西洋海底电缆是开尔文最著名的工作之一。当时电缆太长，信号变弱了很多。1855年，开尔文研究了信号在电缆中传播的情况，得出了信号传播速度与电缆长度的平方

14、成正比而减慢的规律。从1851年开始，英国在与法国相隔的海峡安装了第一条海底电缆。1856年，一家新成立的大西洋电报公司计划设置横渡大西洋的海底电缆，并任命开尔文负责这项工作。经过两年的努力，几周后，终于成功安装了。除了在工程的设计和制作上投入了很多力量外，凯尔文的科学研究也发挥了不少作用。2020/6/19，凯尔文的科学成就，4。对电气仪表的研究凯尔文为了成功安装海底电缆，使用了很大的力量研究电气设备。例如，他发明的镜子电流表可以提高仪器测量的灵敏度。虹吸记录器可以自动记录电报信号。凯尔文对电气设备的主要贡献是建立电磁量的准确单位标准，设计绝对静电、凯尔文桥、旋转电流表等各种精密测量。据他的

15、建议，1861年，英国科学协会成立了电气标准委员会，提供现代电气单位标准的基础。2020/6/19，凯尔文的科学成就，5。估算地球的年龄凯尔文从地面散发热量的速度。如果没有其他热来源，估计地球从液体到达现在状态的时间不能大于1亿。这个时间比地质学家或生物学家的预计要短得多。开尔文、地质学家、生物学家就地球的年龄问题争论了很久，地质学家认为在岩石形成的时代，生物学家通过生命历史推测的年数太短，但无法反驳他的理论。1896年，放射性物质被发现，产生了新的热来源，开尔文的估计不成立。2020/6/19，莱纳斯鲍林的生活介绍，量子化学家鲍林是著名的量子化学家，在化学的各个领域做出了巨大贡献。曾两次获得

16、诺贝尔奖(1954年化学奖，1962年和平奖)，具有国际声誉。2020/6/19，轮询的科学成果是为了说明甲烷的四面体。描述碳原子四键等价性的波什于1928年1931年提出了杂化轨道理论。这个理论的依据是，电子运动不仅具有粒子性，还具有可变性。波可以再次重叠。因此，鲍林认为，碳原子和周围的氢原子结合时使用的轨道不是原来的s或p轨道，而是能量和方向的分散对称平衡的混合“混合轨道”。解释甲烷正四面体结构的混合轨道理论。2020/6/19，jamesprescojourle，jamesprescottjournal(1818-1889)English physist，hathestrengthofminghewastefirsttocrryoutpr