求真百科欢迎当事人提供第一手真实资料,洗刷冤屈,终结网路霸凌。

热力学第一定律查看源代码讨论查看历史

事实揭露 揭密真相
跳转至: 导航搜索

来自 孔夫子旧书网 的图片

热力学第一定律是一个科技名词。

汉字(拼音:hàn zì,注音符号:ㄏㄢˋ ㄗˋ),又称中文[1]、中国字、方块字,是汉语的记录符号,属于表意文字的词素音节文字。世界上最古老的文字之一,已有六千多年的历史。在形体上逐渐由图形变为笔画,象形变为象征,复杂变为简单;在造字原则上从表形、表意到形声。除极个别汉字外(如瓩、兛、兣、呎、嗧等),都是一个汉字一个音节。 需要注意的是,日本、韩国、朝鲜、越南等国在历史上都深受汉文化的影响,甚至其语文都存在借用汉语言文字的现象[2]

名词解释

热力学第一定律(the first law of thermodynamics)是涉及热现象领域内的能量守恒和转化定律,反映了不同形式的能量在传递与转换过程中守恒。

表述为:物体内能的增加等于物体吸收的热量和对物体所作的功的总和 。即热量可以从一个物体传递到另一个物体,也可以与机械能或其他能量互相转换,但是在转换过程中,能量的总值保持不变。其推广和本质就是著名的能量守恒定律。

该定律经过迈尔(J.R.Mayer)、焦耳(J.P.Joule)等多位物理学家验证。十九世纪中期,在长期生产实践和大量科学实验的基础上,它才以科学定律的形式被确立起来。

发展简史

19世纪初,由于蒸汽机的进一步发展,迫切需要研究热和功的关系,对蒸汽机“出力”作出理论上的分析,所以热与机械功的相互转化得到了广泛的研究 [2] 。

埃瓦特(Peter Ewart,1767—1842)对煤的燃烧所产生的热量和由此提供的“机械动力”之间的关系作了研究,建立了定量联系。

丹麦工程师和物理学家柯尔丁(L.Colding,1815—1888)对热、功之间的关系也作过研究。他从事过摩擦生热的实验,1843年丹麦皇家科学院对他的论文签署了如下的批语 “柯尔丁的这篇论文的主要思想是由于摩擦、阻力、压力等造成的机械作用的损失,引起了物体内部的如热、电以及类似的动作,它们皆与损失的力成正比。”

俄国的赫斯(G.H.Hess,1802—1850)在更早就从化学的研究得到了能量转化与守恒的思想。他原是瑞士人,3岁时到俄国,当过医生,在彼得堡执教,他以热化学研究著称。

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证明,也可以不加思索就认为它是一条公理。”

于1840年3月27日在一次科学院演讲中提出了一个普遍的表述:“当组成任何一种化学化合物时,往往会同时放出热量,这热量不取决于化合是直接进行还是经过几道反应间接进行。”以后他把这条定律广泛应用于他的热化学研究中。

赫斯的这一发现第一次反映了热力学第一定律的基本原理;热和功的总量与过程途径无关,只决定于体系的始末状态。体现了系统的内能的基本性质——与过程无关。赫斯的定律不仅反映守恒的思想,也包括了“力”的转变思想。至此,能量转化与守恒定律已初步形成。

其实法国工程师萨迪·卡诺(Sadi Carnot,1796—1832)早在1830年就已确立了功热相当的思想,他在笔记中写道:“热不是别的什么东西,而是动力,或者可以说,它是改变了形式的运动,它是(物体中粒子的)一种运动(的形式)。当物体的粒子的动力消失时,必定同时有热产生,其量与粒子消失的动力精确地成正比。相反地,如果热损失了,必定有动力产生。”

“因此人们可以得出一个普遍命题:在自然界中存在的动力,在量上是不变的。准确地说,它既不会创生也不会消灭;实际上,它只改变了它的形式。”

卡诺未作推导而基本上正确地给出了热功当量的数值:370千克米/千卡。由于卡诺过早地死去,他的弟弟虽看过他的遗稿,却不理解这一原理的意义,直到1878年,才公开发表了这部遗稿。这时,热力学第一定律早已建立了。

对能量转化与守恒定律作出明确叙述的,首先要提到三位科学家。他们是德国的迈尔(RobertMayer,1814—1878)、赫姆霍兹(Hermann von Helmholtz,1821—1894)和英国的焦耳。

参考文献