热力学第一定律的发现
热力学第一定律的发现
1热的运动说的发展十七、十八世纪，随着计温学和量热学的发展，使人类对现象的研究走上定量和精密实验的阶段。对于热是什么问题，当时存在两大观点：一是以胡克、笛卡尔为代表的热动说。认为热是物体内部微小粒子的机械运动：一是以布莱克、伽桑狄等为代表的热质说，认为热是一种可流动的特殊物质（热流体）。由于热质说非常容易解释当时发现的热现象：热的传寻、对离和辐射，气体的扩散，物态变比，比热和潜热，化学反应热等，甚至对摩擦生热现象也能给出尽管是牵强的解释
十七、十八世纪，随着计温学和量热 学的发展，使人类对现象的研究走上 定量和精密实验的阶段。对于热是什 么问题，当时存在两大观点：一是以 胡克、笛卡尔为代表的热动说。认为 热是物体内部微小粒子的机械运动； 一是以布莱克、伽桑狄等为代表的热质说，认为热是一 种可流动的特殊物质（热流体）。由于热质说非常容易 解释当时发现的热现象：热的传寻、对离和辐射，气体 的扩散，物态变比，比热和潜热，化学反应热等，甚至 对摩擦生热现象也能给出尽管是牵强的解释。 1 热的运动说的发展
1热的运动说的发展亚里士多德提出宇宙是由土、水、气，火四种元素组成，把火看作四元素之一。随着古希腊原子论思想的复兴，热是某种特殊的物质实体的观点也得到流传。法国科学家和哲学家伽桑狄认为，运动着的原子是构成万物的原始的、不可再分的世界要素。同样，热和冷也都是由特殊的“热原子”和“冷原子”引起的它们非常细致，有球的形状，非常活泼，因而能渗透到一切物体之中。这个观念，把人们引向“热质说
亚里士多德提出宇宙是由土、水、 气、火四种元素组成，把火看作四 元素之一。随着古希腊原子论思想 的复兴，热是某种特殊的物质实体 的观点也得到流传。法国科学家和 哲学家伽桑狄认为，运动着的原子 是构成万物的原始的、不可再分的世界要素。同样，热 和冷也都是由特殊的“热原子”和“冷原子”引起的。 它们非常细致，有球的形状，非常活泼，因而能渗透到 一切物体之中。这个观念，把人们引向“热质说”。 1 热的运动说的发展
热质说口“热质说”认为热与物质一样是不生不灭的，它没有重量而可透入一切物体中口一个物体是“热”还是“冷”，由它所含热质的多少决定。较热的物体含有较多热质，较冷的物体含有较少热质，冷热物体相互接触，会发生热质从较热物体流向较冷物体的现象。热质粒子之间的相互排斥，但却受到普通物司质粒子的吸引，而且不同的普通物质对热流体的吸引力不同
“热质说”认为热与物质一样是不生不灭的 ，它没有重量而可透入一切物体中。 一个物体是“热”还是“冷” ，由它所含热 质的多少决定。 较热的物体含有较多热质，较冷的物体含有 较少热质，冷热物体相互接触，会发生热质 从较热物体流向较冷物体的现象。 热质粒子之间的相互排斥，但却受到普通物 质粒子的吸引，而且不同的普通物质对热流 体的吸引力不同。 热质说
口在热质说观点指引下，热学研究取得了一定的进展。口荷兰物理学家波尔哈夫认为，热的本原是钻在物体细孔中的、具有高度可塑性和贯穿性的物质粒子。它们没有重量，彼此间有排性，而且弥漫于宇宙。口波尔哈夫在作混合物的实验时断言“热不能创造也不能消灭”，提出了混合时热量守恒的思想。口1789年，化学家拉瓦锡还将“热质”和“光”列入无机界二十三种“元素”之中
在热质说观点指引下，热学研究取得了一定 的进展。 荷兰物理学家波尔哈夫认为，热的本原是钻 在物体细孔中的、具有高度可塑性和贯穿性 的物质粒子。它们没有重量，彼此间有排斥 性，而且弥漫于宇宙。 波尔哈夫在作混合物的实验时断言“热不能 创造也不能消灭” ，提出了混合时热量守恒 的思想。 1789年，化学家拉瓦锡还将“热质”和“ 光”列入无机界二十三种“元素”之中
1热的运动说的发展口1757年前后，热质论的主要倡导者，英国化学家布莱克（1728一1799）主张把热和温度两个概念区分开来。口他在研究热传导时发现，同重量而不同温度的两种物质混合在一起时，它们的温度变化是不相同的。口他把物质在改变相同温度时的热量变化叫做这些物质的“对热的亲和性”、“接受热的能力”，并由此提出了“比热”概念，引进了“热容量”概念，得出了量热学的基本公式△Q=Cm△T
1757年前后，热质论的主要倡导者，英国 化学家布莱克(1728—1799)主张把热和 温度两个概念区分开来。 他在研究热传导时发现，同重量而不同温度 的两种物质混合在一起时，它们的温度变化 是不相同的。 他把物质在改变相同温度时的热量变化叫做 这些物质的“对热的亲和性” 、 “接受热的 能力” ，并由此提出了“比热”概念，引进 了“热容量”概念，得出了量热学的基本公 式△Q＝Cm△T。 1 热的运动说的发展
热质说能够顺利地解释许多人所共知的热现象。比如，说物体受热膨胀是热质流入物体的结果热传导是热质的流动，对流是载有热质的物质的流动，太阳光经过凸透镜聚焦生热是热质集中的结果，等等。不同的物质有不同的比热，可视为它们对热质的吸收能力不同：摩擦生热可视为热质被挤压，使摩擦后物体的比热比摩擦前小，所以温度计升高，而热质的量并没有增加。而物态的变化则可视为物质与热质发生化学反应，使物体吸收或放出“潜热
热质说能够顺利地解释许多人所共知的热现象。 比如，说物体受热膨胀是热质流入物体的结果， 热传导是热质的流动，对流是载有热质的物质的 流动，太阳光经过凸透镜聚焦生热是热质集中的 结果，等等。 不同的物质有不同的比热，可视为它们对热质的 吸收能力不同；摩擦生热可视为热质被挤压，使 摩擦后物体的比热比摩擦前小，所以温度计升高 ，而热质的量并没有增加。而物态的变化则可视 为物质与热质发生化学反应，使物体吸收或放出 “潜热”
热质说的质疑声在冰熔解成水和水沸腾变成蒸汽的过程中只吸收热量，温度并不升高。按照热质说物质含的热质越多，温度应该越高。给冰加热，就是把热质注入到冰里去，所以冰的温度应该逐渐升高。冰或者水吸收的热质跑到哪里去了呢？布莱克提出了一种“巧妙”的解释：这些热口质“束缚”到物质内部去了，或者说“潜伏起来了。他把这部分热质叫做“潜热
热质说的质疑声 在冰熔解成水和水沸腾变成蒸汽的过程中， 只吸收热量，温度并不升高。按照热质说， 物质含的热质越多，温度应该越高。给冰加 热，就是把热质注入到冰里去，所以冰的温 度应该逐渐升高。冰或者水吸收的热质跑到 哪里去了呢？ 布莱克提出了一种“巧妙”的解释：这些热 质“束缚”到物质内部去了，或者说“潜伏 ”起来了。他把这部分热质叫做“潜热”
第一个利用实验事实来批判热质说错误观点的是英国伯爵朗福德（Rumfford），他曾在慕尼黑军工厂用数匹马带动一个钝钻头钻炮膛，并把炮筒浸在60°F的水中，他发现1小时后，水温升高了47°F，两个半小时后，水开始沸腾。只要机械运动不停止，热就可以不停地产生。最后，他形成这样一种思想：热是物质的一种运动形式，是粒子振动的宏观表现
第一个利用实验事实来批判热质说错误观点 的是英国伯爵朗福德（Rumfford），他曾 在慕尼黑军工厂用数匹马带动一个钝钻头钻 炮膛，并把炮筒浸在60°F的水中，他发现1 小时后，水温升高了47°F，两个半小时后 ，水开始沸腾。只要机械运动不停止，热就 可以不停地产生。 最后，他形成这样一种思想：热是物质的一 种运动形式，是粒子振动的宏观表现
口次年（1799年）戴维（H.DaVy）做了两块冰相互摩擦而使之完全熔化的实验。保持环境温度比冰还低，热量不可能来自外界只能是冰之间。发现水的容热本领大于冰即摩擦后物质的容热本领变大了。显然这和热质说认为比热减小的理论相矛盾。朗福德和戴维的实验彻底摧毁了热质说，并口为物理学的发展开辟了道路。但此后热质说仍长时间被很多人所认同，直到能量守恒定律建立以后才逐渐退出历史舞台
次年（1799年）戴维（H.Davy）做了两 块冰相互摩擦而使之完全熔化的实验。保持 环境温度比冰还低，热量不可能来自外界， 只能是冰之间。发现水的容热本领大于冰， 即摩擦后物质的容热本领变大了。显然这和 热质说认为比热减小的理论相矛盾。 朗福德和戴维的实验彻底摧毁了热质说，并 为物理学的发展开辟了道路。但此后热质说 仍长时间被很多人所认同，直到能量守恒定 律建立以后才逐渐退出历史舞台