文档介绍：热学基本定律的形成摘要热学发展史实际上就是热力学和统计物理学的发展史,可以划分为仙个时期。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。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。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年代末玻尔兹曼的经典工作,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。关键词热;力;转化;能量守恒;,自然科学的发展为能量转化与守恒原理奠定了基础。主要从以下几个方面作了准备。。早在力学初步形成时就已有了能量守恒思想的萌芽。例如,伽利略研究斜面问题和摆的运动,斯梯芬(Stevin,1548-1620)研究杠杆原理,惠更斯研究完全弹性碰撞等都涉及能量守恒问题。17世纪法国哲学家笛卡儿已经明确提出了运动不灭的思想。以后德国哲学家莱布尼兹(Leibniz,1646—1716)引进活力(Visviva)的概念,首先提出活力守恒原理,他认为用mv2度量的活力在力学过程中是守恒的,宇宙间的“活力”的总和是守恒的。(DanielBernoulli,1700—1782)的流体运动方程实际上就是流体运动中的机械能守恒定律。永动机不可能实现的历史教训,从反面提供了能量守恒的例证,成为导致建立能量守恒原理的重要线索。至19世纪20年代,力学的理论著作强调“功”的概念,把它定义成力对距离的积分,并澄清了它和“活力”概念之间的数学关系,提供了一种机械“能”的度量,这为能量转换建立了定量基础。1835年哈密顿(,1805-1865)发表了《论动力学的普遍方法》一文,提出了哈密顿原理。至此能量守恒定律及其应用己经成为力学中的基本内容。、生物学方面的准备法国的拉瓦锡(,1743—1794)和拉普拉斯()曾经研究过一个重要的生理现象,他们证明豚鼠吃过食物后发出动1749物热与等量的食物直接经化学过程燃烧所发的热接近相等。德国化学家李比希(,1803—1873)的学生莫尔(,1806—1879)则进一步认为不同形式的“力”(即能量)都是机械“力”的表现,他写道:“除了54种化学元素外,自然界还有一种动因,叫做力。力在适当的条件下可以表现为运动、化学亲和力、凝聚、电、光、热和磁,从这些运动形式中的每一种可以得出一切其余形式。”他明确地表述了运动不同形式的统一性和相互转化的可能性。(CountRumford,原名本杰明•汤普森BenjaminThompson,1753—1814)在18世纪末,做了一系列摩擦生热的实验攻击热质说。他仔细观察了大炮膛孔时的现象,1798年1月25日在皇家学会宣读他的文章:“最近我应约去慕尼黑兵工厂领导钻制大炮的工作。我发现,铜炮在钻了很短的一段时间后,就会产生大量的热;而被钻头从大炮上钻下来的铜屑更热(象我用实验所证实的,发现它们比沸水还要热)。”伦福德分析这些热是由于摩擦产生的,他说:“我们一定不能忘记,在这些实验屮,由摩擦所生的热的來源似乎是无穷无尽的。”伦福德的实验引起不小的反响。在他的影响下,有一位英国化学家戴维(HumphryDavy,1778—1829),曾在1799年发表了《论热、光及光的复合》一文,介绍了他所做的冰块摩擦实验,这个实验为热功相当性提供了有说服力的实例,激励更多的人去探讨这个问题。、三十年代,电磁学的基本规律陆续发现,人们自然对电与磁、电与热、电与化学等关系密切注视。法拉第(MichaelFaraday,1791—1867)尤其强调各种“自然力”的统一和转化,他认为“自然力”的转变,是其不灭性的结果。“自然力”不能从无生有,一种“力”的产生是另一种“力”消耗的结果。法拉第的许多工作都涉及转化现彖,如电磁感应、电化学和光的磁效应等。他在1845年发表一篇讨论磁对光的作用的论文,表述了他对“力”的统一性和等价性的基本概念,他写道:物质的力所处的不同形式很明显有一个共同的起源,换句话说,是如此直接地联系着和互相依赖着,以至于可以互相转换,并在其行动中,力具有守恒性。”“力”的转化这一概念使他做出重要的发现。在电与热的关系上,1821年塞贝克(Seebeck)