第八章第八章热力学发展史概述热力学发展史概述 热力学----大纲•§8.1 §8.1 热机的发展和热现象的研究热机的发展和热现象的研究•§8.2 §8.2 热力学第一定律的建立热力学第一定律的建立•§8.3 §8.3 热力学第二、三定律的建立热力学第二、三定律的建立•§8.4 §8.4 分子运动论的发展概述分子运动论的发展概述 十七世纪以前十七世纪以前，人们对热现象已有了一些认识，人们对热现象已有了一些认识和经验，并在生活中得到广泛应用，但由于缺乏量和经验，并在生活中得到广泛应用，但由于缺乏量的概念和实验手段，热学长期未能从生活中独立出的概念和实验手段，热学长期未能从生活中独立出来形成一门科学来形成一门科学 到十八世纪初，到十八世纪初，欧洲的工业比较发达，许多欧洲的工业比较发达，许多生产部门如蒸气机的研制和使用，化工、铸造等生产部门如蒸气机的研制和使用，化工、铸造等工业都涉及到热量的问题，但当时人们对工业都涉及到热量的问题，但当时人们对温度温度和和热量热量这两个热学的基本概念还混淆不清，由于这两个热学的基本概念还混淆不清，由于蒸蒸汽机汽机的发明和不断研究，因此在十八世纪，热学的发明和不断研究，因此在十八世纪，热学就成为物理学中一个新发展起来的领域。
就成为物理学中一个新发展起来的领域 第一节热机的发展和热现象的研究 16951695年，荷兰物理学家惠更斯的学生和助手年，荷兰物理学家惠更斯的学生和助手——法国人巴本法国人巴本（（1647-17141647-1714）第一个发明了汽）第一个发明了汽缸有活塞的蒸汽机，用以取水和推磨缸有活塞的蒸汽机，用以取水和推磨虽然结构不完善，但虽然结构不完善，但它是第一个蒸气在汽它是第一个蒸气在汽缸内作功的机器缸内作功的机器 ——英国皇家工英国皇家工程队的军事工程程队的军事工程师发明第一台用师发明第一台用于生产的蒸汽机于生产的蒸汽机16981698年年英国人赛维里英国人赛维里（（1650-17151650-1715）也提出了类似的机器也提出了类似的机器 17121712年英国的铁匠年英国的铁匠——纽科门纽科门（（1663-1663-17921792）制造了一个）制造了一个 具有价值的工作机，用具有价值的工作机，用于供水、取出矿井中的积水和灌溉于供水、取出矿井中的积水和灌溉 十八世纪中期对纽科门的热机进行根本改十八世纪中期对纽科门的热机进行根本改革的是革的是英国人瓦特英国人瓦特（（1736-18191736-1819）。
17571757年年瓦特在格拉斯哥大学当仪器修理工瓦特在格拉斯哥大学当仪器修理工17631763年年当他修理一台纽科门机时发生了浓厚的兴趣，当他修理一台纽科门机时发生了浓厚的兴趣，并增加了冷凝器，可保持汽缸高温而提高了并增加了冷凝器，可保持汽缸高温而提高了效率，减少了热量的消耗效率，减少了热量的消耗17691769年获专利年获专利17821782年瓦特又制造了双冲程蒸汽机，后又加年瓦特又制造了双冲程蒸汽机，后又加上了飞轮和离心调速器，逐步达到完善上了飞轮和离心调速器，逐步达到完善 蒸汽机从开始出现到最后完善经历了大约一百年，对蒸汽机从开始出现到最后完善经历了大约一百年，对社会生产和人类生活产生了巨大的影响社会生产和人类生活产生了巨大的影响 18071807年美国人富而顿年美国人富而顿（（1765-18151765-1815）在纽约制造了第一）在纽约制造了第一艘客船艘客船““clermonfclermonf””号 18141814年英国煤矿工人斯蒂芬森年英国煤矿工人斯蒂芬森（（1781-18481781-1848））制造了第制造了第一台蒸气机车，一台蒸气机车，18251825年被应用于火车和铁路。
英国成为年被应用于火车和铁路英国成为当时世界工业最发达的国家，形成了第一次世界技术革当时世界工业最发达的国家，形成了第一次世界技术革命命——蒸气时代蒸气时代18421842年法国、德国和意大利的资产阶级年法国、德国和意大利的资产阶级革命动摇了欧洲封建统治和农奴制度革命动摇了欧洲封建统治和农奴制度 恩格斯说：恩格斯说：““蒸汽机是一个真正的国际的发明，而这蒸汽机是一个真正的国际的发明，而这个事实又证明了一个巨大的历史性进步个事实又证明了一个巨大的历史性进步内燃机内燃机 人类在很早就有懂得了用感觉来比较冷热，比如人类在很早就有懂得了用感觉来比较冷热，比如在中国古代冶铁中要掌握在中国古代冶铁中要掌握““火候火候””（即温度的高低），（即温度的高低），直到今天用感觉判断温度的方法还用在手工业铸造中直到今天用感觉判断温度的方法还用在手工业铸造中随着科学技术的发展，人们的生活领域不断扩大，需随着科学技术的发展，人们的生活领域不断扩大，需要对冷热程度给出精确的定量描述，于是刺激了计温要对冷热程度给出精确的定量描述，于是刺激了计温学的发展，即温度计的制作：学的发展，即温度计的制作： 1 1、、温标，温标，如冰水混合物为摄氏如冰水混合物为摄氏 0 0o o；； 2 2、、测温质，测温质，如水银、酒精、气体（物质热膨胀规律如水银、酒精、气体（物质热膨胀规律研究）；研究）；一、温度的测定 16531653年意大利的一位公爵年意大利的一位公爵费迪费迪南二世南二世制造了一个所谓的温度计，制造了一个所谓的温度计，在玻璃管中装入酒精，管壁刻上度在玻璃管中装入酒精，管壁刻上度数，上端封口。
数，上端封口 16591659年法国的天文学家年法国的天文学家伊斯梅伊斯梅尔尔··博里奥博里奥制造了第一个用水银做制造了第一个用水银做测温物质的温度计，还做了气温记测温物质的温度计，还做了气温记录—伽利略的测温仪伽利略的测温仪 早在早在15931593年年伽利略伽利略利用热利用热胀的性质制成了世界上第一个胀的性质制成了世界上第一个显示冷热变化的仪器显示冷热变化的仪器——示温仪 德国德国格里凯格里凯最早提出在温度计的刻度上标出定最早提出在温度计的刻度上标出定点的人之一，他以马德堡市初冬和盛夏为定点温点的人之一，他以马德堡市初冬和盛夏为定点温度 16881688年年道伦斯道伦斯提出以冰的温度和黄油溶解时提出以冰的温度和黄油溶解时的温度为固定点的温度为固定点 16941694年年惠更斯惠更斯提出以水结冰和沸腾时的温度提出以水结冰和沸腾时的温度为固定点等为固定点等 法国物理学家法国物理学家阿蒙顿阿蒙顿（（1663-17051663-1705）改进了）改进了伽利略的温度计，建立了气压的改变正比于温度伽利略的温度计，建立了气压的改变正比于温度差的定律：差的定律： 17091709年荷兰的玻璃工人年荷兰的玻璃工人华伦海特华伦海特（（1688-17361688-1736））制造出世界上第一个温度计。
他选水、冰、食盐、和氨制造出世界上第一个温度计他选水、冰、食盐、和氨水混合平衡时的温度为零度，冰点为水混合平衡时的温度为零度，冰点为3232度，水在常压下度，水在常压下沸腾为沸腾为212212度，又在冰点与沸点之间分为度，又在冰点与沸点之间分为180180等份，一等等份，一等份为份为1 1度，这就是世界上第一个温标度，这就是世界上第一个温标——华氏温标，这是华氏温标，这是热学发展的一个重要标志热学发展的一个重要标志但是阿蒙顿的研究为后来的物理学家、化学家但是阿蒙顿的研究为后来的物理学家、化学家盖盖•吕萨克吕萨克和和道耳顿道耳顿对气体性质的研究做出了先例对气体性质的研究做出了先例 波意耳波意耳和牛顿也曾研制过温度计波意耳在和牛顿也曾研制过温度计波意耳在1665年年发表的发表的《《热的力学原理热的力学原理》》的论文中，已经确信一切物体的的论文中，已经确信一切物体的熔点都是常数熔点都是常数 17421742年瑞典天文学家年瑞典天文学家摄尔修斯摄尔修斯（（1701-1701-17441744）制定了以他的名字命名的摄氏温标温）制定了以他的名字命名的摄氏温标。
温标以冰点为标以冰点为0 0度，一个大气压下沸点为度，一个大气压下沸点为1001000 0C C，，从从0 0点到沸点分为点到沸点分为100100等份，一等份为等份，一等份为1 10 0C C 此处还出现了法国此处还出现了法国列缪尔列缪尔（（1683-17571683-1757））的列氏温标剧统计，到的列氏温标剧统计，到17791779年约有年约有1919种温标现在常用的只有现在常用的只有3 3种，即华氏、摄氏、列氏种，即华氏、摄氏、列氏英、美用华氏最多，列氏在德国用的最多，法英、美用华氏最多，列氏在德国用的最多，法国摄氏占优势，而科学界普遍采用摄氏国摄氏占优势，而科学界普遍采用摄氏液体的沸点液体的沸点 1818世纪初，欧洲的工业比较发达，许多生产世纪初，欧洲的工业比较发达，许多生产部门如蒸汽机的研制和使用、化工、铸造都涉及部门如蒸汽机的研制和使用、化工、铸造都涉及到热量问题，但当时人们对温度和热量这两个基到热量问题，但当时人们对温度和热量这两个基本概念还混淆不清，往往把温度看作热量，因而本概念还混淆不清，往往把温度看作热量，因而阻碍了热学的发展阻碍了热学的发展。
由于建立了比热、热容量、潜热等热学基本由于建立了比热、热容量、潜热等热学基本概念，把温度和热量分开，因此加速了热学的发概念，把温度和热量分开，因此加速了热学的发展，所以十八世纪被称为展，所以十八世纪被称为热学世纪热学世纪二、量热学的开始二、量热学的开始热胀冷缩热胀冷缩 在十八世纪前半期，温度的测量和热量的测在十八世纪前半期，温度的测量和热量的测量还没有被科学界区别来开量还没有被科学界区别来开•为此，荷兰物理学家为此，荷兰物理学家波尔哈夫波尔哈夫就认为，一定量就认为，一定量物体的温度都应该吸收同样数量的热量，这个物体的温度都应该吸收同样数量的热量，这个值又同它每降低一度时放出的热量相等值又同它每降低一度时放出的热量相等•波尔哈夫同华伦海特波尔哈夫同华伦海特一起进行实验，把一起进行实验，把40℉的的水同等体积的水同等体积的80℉的水相混合而得出混合水的的水相混合而得出混合水的温度恰为温度恰为60℉，与预期结果相符与预期结果相符•波尔哈夫波尔哈夫由此断言：由此断言：“在混合时热不能创造也在混合时热不能创造也不能消灭不能消灭”但后来，波尔哈夫在考察不同温但后来，波尔哈夫在考察不同温度的水和水银混合后的温度变化时，却发生了度的水和水银混合后的温度变化时，却发生了矛盾：矛盾：100℉的水和等体积的的水和等体积的150℉的水银混合的水银混合后温度为后温度为120℉，而不是它们的中间平均值，，而不是它们的中间平均值，这是他所无法解释的。
这是他所无法解释的 同年，俄国彼堡科学院院士同年，俄国彼堡科学院院士李赫曼李赫曼（（1711-1711-17531753）认为热量在物体内是按体积（或质量）均）认为热量在物体内是按体积（或质量）均匀分配的，所以他把物体的匀分配的，所以他把物体的m m和温度和温度t t的乘积的乘积mtmt为为热量的定义，确定两个温度不同的物体的混合后热量的定义，确定两个温度不同的物体的混合后的温度为：的温度为： 式中表达的意思正是温度和热量两概念模式中表达的意思正是温度和热量两概念模糊不清的具体表现糊不清的具体表现 1744年，彼得堡科学院的年，彼得堡科学院的克拉弗特克拉弗特提出了一提出了一个确定热水和冷水的混合温度的报告个确定热水和冷水的混合温度的报告 后来英国化学家后来英国化学家布拉克布拉克（（1728-17991728-1799）用实验重）用实验重新审查了李赫曼的设想他主张将热和温度两个概新审查了李赫曼的设想他主张将热和温度两个概念分别称为念分别称为““热的量热的量””和和““热的强度热的强度””他在研究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在改变相同温度时的热量变化叫做这些物质的““对对热的亲和性热的亲和性””、、““接受热的能力接受热的能力””，并由此提出了，并由此提出了““比热比热””概念后来他的学生伊尔文引进了概念后来他的学生伊尔文引进了““热容热容量量””概念，并仔细地测量了一些物质的比热概念，并仔细地测量了一些物质的比热 几乎在同一时期，瑞典的几乎在同一时期，瑞典的维尔克维尔克也进行了量热也进行了量热学的研究，他通过出质量相等的水和冰在熔解温度学的研究，他通过出质量相等的水和冰在熔解温度下混合时要失去下混合时要失去72℃72℃的热他还指出，若把水的比的热他还指出，若把水的比热定为热定为1 1，就可求出其他物质的比热就可求出其他物质的比热 在研究冰和水的混和温度时他发现，在冰的在研究冰和水的混和温度时他发现，在冰的熔解中需要一些为温度觉察不出的热量，进而发熔解中需要一些为温度觉察不出的热量，进而发现各种物质在发生物态变化时都有这种效应，他现各种物质在发生物态变化时都有这种效应，他由此引进了由此引进了“潜热潜热”的概念，认为这部分热量是的概念，认为这部分热量是与物质内部的微粒发生了某种准化学作用而潜藏与物质内部的微粒发生了某种准化学作用而潜藏起来了。
起来了 这一时期量热学的发展，导致了热量在几个这一时期量热学的发展，导致了热量在几个物体间重新进行分配时其总量不变的观念物体间重新进行分配时其总量不变的观念 布拉克布拉克把把32320 0F F的冰块和的冰块和1721720 0F F的同等重量的的同等重量的水混合，发现混合温度不是李赫曼的水混合，发现混合温度不是李赫曼的1021020 0F F，，这这就否定了李赫曼的公式，同时也否定了热量按体就否定了李赫曼的公式，同时也否定了热量按体积或质量均匀分配的论点积或质量均匀分配的论点 1777年，年，拉瓦锡拉瓦锡 和和 拉普拉斯拉普拉斯制造了制造了冰筒量热器冰筒量热器这种经典的量热装置，利这种经典的量热装置，利用它测定了一系列物质的比热用它测定了一系列物质的比热 通过众多物理学家的不懈努力，在十八 通过众多物理学家的不懈努力，在十八世纪八十年代，量热学的一系列基本概念世纪八十年代，量热学的一系列基本概念 ― 温度、热量、热容量、潜热等都已确立量温度、热量、热容量、潜热等都已确立量热学从而成为了相对独立的一门学科，并发热学从而成为了相对独立的一门学科，并发展达到了精确定量的水平。
展达到了精确定量的水平 三、热的传导三、热的传导 在量热学发展的同时，热的传导理论也得到在量热学发展的同时，热的传导理论也得到了发展法国数学家傅里叶法国数学家傅里叶（（1768-18301768-1830）在）在18221822年出版的年出版的《《热的解析理论热的解析理论》》中研究了热流质在物中研究了热流质在物体中的传播，给出了热传导的经验定律，建立了体中的传播，给出了热传导的经验定律，建立了热传导方程热传导方程: :热传递热传递 17841784年年伽托林伽托林又又导热物质的无限小的体元，导热物质的无限小的体元，得到了普遍的传导方程得到了普遍的传导方程: 利用此式可以确定一定物体的温度分布利用此式可以确定一定物体的温度分布四、四、 关于热的本性学说关于热的本性学说 热是什么热是什么? 1.1.热是一种物质热是一种物质, ,即热质说即热质说2.热是热是物体粒子的内部运动物体粒子的内部运动 古希腊的原子论把热描绘成一种特殊的古希腊的原子论把热描绘成一种特殊的,不可直接觉察不可直接觉察的物质的物质;其结构与其他的物质一样其结构与其他的物质一样,也是由原子构成的也是由原子构成的;大概大概还具有一定的重量。
还具有一定的重量 法国数学教授伽桑狄法国数学教授伽桑狄(1592--1655)认为热和冷都是由认为热和冷都是由特殊的特殊的“热原子热原子”和和“冷原子冷原子”引起的引起的,这实际上是对古这实际上是对古希腊的热的物质说的支持和延伸希腊的热的物质说的支持和延伸. 历史上历史上迪卡尔、波意耳、胡克等人迪卡尔、波意耳、胡克等人主张这一观点继主张这一观点继胡克之后反对热质说的还有胡克之后反对热质说的还有丹尼尔丹尼尔•伯努力伯努力和和罗蒙诺索夫罗蒙诺索夫罗蒙诺索夫关于热理论的观点包含在他的两篇著作中，一罗蒙诺索夫关于热理论的观点包含在他的两篇著作中，一篇是篇是1749年发表的年发表的“关于热和冷的原因之沉思关于热和冷的原因之沉思”，另一篇，另一篇是是“空气弹性理论的尝试空气弹性理论的尝试” 例例: : 热金属热金属A A插入冷水插入冷水B B中中,(A,B,(A,B系统是绝热系统是绝热, ,孤立的孤立的) )热量守恒定律热量守恒定律. . 当时热作为一种实物性物质的观念占上风当时热作为一种实物性物质的观念占上风. .，认为热，认为热是一种实体是一种实体, ,它既不会被创生它既不会被创生, ,也不会被消灭也不会被消灭. .但它可以从但它可以从一个物体流向另一个物体一个物体流向另一个物体. .好似能够说明有关热传导和量好似能够说明有关热传导和量热学的一些实验结果热学的一些实验结果. .但不能很好地解释摩擦生热的现象但不能很好地解释摩擦生热的现象 1818世纪末世纪末, ,热质说受到了严重的挑战热质说受到了严重的挑战, ,致力于推翻热致力于推翻热的物质说的物理学家是的物质说的物理学家是伦福德伯爵伦福德伯爵和和戴维戴维:(:(1778---1778---1829),1829), 把两块冰在真空中相互摩擦把两块冰在真空中相互摩擦,熔化熔化.断言断言““热质是热质是不存在的不存在的””. . 分析当时热质说占优势的主要原因是分析当时热质说占优势的主要原因是:当时人当时人们把热现象和其他现象割裂开来研究们把热现象和其他现象割裂开来研究,还未注意到还未注意到它们之间的相互关系和转化它们之间的相互关系和转化;热质说比热的运动说热质说比热的运动说更为简明更为简明,用热质说能很好地解释当时已发现的热用热质说能很好地解释当时已发现的热现象现象,因此易于被人们接受因此易于被人们接受;热质说更能迎合热质说更能迎合18世世纪在物理学和化学研究中占统治地位的形式主义纪在物理学和化学研究中占统治地位的形式主义倾向倾向. 另外另外牛顿牛顿“不臆造假说不臆造假说”的思想的思想还很有影还很有影响响,大多数物理学家不愿接受当时还看不见摸不大多数物理学家不愿接受当时还看不见摸不着的比较复杂的分子运动假说着的比较复杂的分子运动假说. 热力学第一定律的建立热力学第一定律的建立第二节第二节 热力学第一定律就是热力学第一定律就是能量守恒定律。
能量守恒定律一、定律诞生的条件一、定律诞生的条件 （（1）蒸汽机技术的成就是建立）蒸汽机技术的成就是建立能量守恒定律能量守恒定律的基本的基本物质前提之一物质前提之一 蒸汽机的发明是蒸汽机的发明是18世纪技术上的一大创举，随着世纪技术上的一大创举，随着19世纪的到来，蒸汽技术很快应用于交通运输在世纪的到来，蒸汽技术很快应用于交通运输在19世纪世纪最初的最初的1/3时间内，蒸汽技术开始作为传播的动力：时间内，蒸汽技术开始作为传播的动力：1807年，美国哈得逊河上，年，美国哈得逊河上，福尔顿福尔顿 的第一艘的第一艘《《克雷英特号克雷英特号》》开航；欧洲的第一艘轮船与开航；欧洲的第一艘轮船与1812年在苏格兰的克来依特年在苏格兰的克来依特 河上行驶；河上行驶；1838年建立了轮船的定期航班年建立了轮船的定期航班 把蒸汽技术用于陆地的交通要比船舶上的应用复把蒸汽技术用于陆地的交通要比船舶上的应用复杂的多，但它的发展也相当快杂的多，但它的发展也相当快 （（2）有关的基本概念和规律的逐渐形成，是建立）有关的基本概念和规律的逐渐形成，是建立能量守恒定律能量守恒定律的物理学基础。
的物理学基础 早在早在1686年，年，莱布尼兹莱布尼兹就已提出就已提出mv2表示活力，相当表示活力，相当于后来的动能于后来的动能1807年年托马斯托马斯·扬扬（（Thomas Young1773--1829））在他的著作在他的著作《《自然哲学讲义自然哲学讲义》》中，第一次提出了中，第一次提出了动量的概念动量的概念 1829年年蓬瑟勒蓬瑟勒在在《《技术力学引言技术力学引言》》一书中，坚决支持一书中，坚决支持“功功”这一术语；瓦特进行了马的能力和机器的比较，而这一术语；瓦特进行了马的能力和机器的比较，而定出功率的单位；定出功率的单位； 1834~1835年间，英国的年间，英国的哈密顿哈密顿在在《《论动力学的一般论动力学的一般方法方法》》一文中，引入了一文中，引入了“力函数力函数”；； 1828年年格林格林提出提出“位函数位函数”并应用于静电学和静磁学到了并应用于静电学和静磁学到了19世纪世纪40年代，年代，高斯高斯的工作的工作使使“位函数位函数”得到了普遍的应用得到了普遍的应用 导致导致能量守恒定律能量守恒定律最后确立的两个重要线索是：最后确立的两个重要线索是：永动机永动机不可能实现的确认不可能实现的确认和和各种物理现象之间普遍联系的发现。
各种物理现象之间普遍联系的发现 到了到了19世纪世纪40年代，从各方面来看，建立定律的条年代，从各方面来看，建立定律的条件已经具备，在这段时期内（件已经具备，在这段时期内（1842~1847），有时几个），有时几个科学家在不同地点、用不同的途径、各自独立地提出了科学家在不同地点、用不同的途径、各自独立地提出了能量守恒定律其中以能量守恒定律其中以R R··迈尔迈尔、、焦耳焦耳、、亥姆霍兹亥姆霍兹的工的工作最为著称作最为著称二、二、R·R·迈尔（迈尔（1814—18781814—1878）的贡献）的贡献 迈尔迈尔是提出是提出能量守恒和转化定律能量守恒和转化定律的第一人，的第一人，迈尔应用迈尔应用“不能无中生有不能无中生有”和和“原因等于结果原因等于结果两条哲学原理两条哲学原理”，表达了他对物理和化学过程，表达了他对物理和化学过程的守恒问题的思想，他认为：的守恒问题的思想，他认为： 如果原因如果原因c有着结果有着结果e,那么那么c等于等于e，，倘若倘若e又是另一又是另一个结果个结果f的原因，那么的原因，那么e等于等于f，，并以此类推得出并以此类推得出 c=e=f=…=c 他认为在原因和作用的这条长链中，是永远不会他认为在原因和作用的这条长链中，是永远不会有一个环节或者一个环节的一部分变为零的。
他把这有一个环节或者一个环节的一部分变为零的他把这个特性称为个特性称为第一个特性第一个特性—不灭性不灭性 迈尔把力看作是一种原因，因此认为力是不可消迈尔把力看作是一种原因，因此认为力是不可消灭的和可以转化的灭的和可以转化的 他以力学的观点，以物体下落为例，认为他以力学的观点，以物体下落为例，认为“下落的下落的力力”和运动之间可以相互转化，并列出了重力场中的能和运动之间可以相互转化，并列出了重力场中的能量守恒定律量守恒定律 1848年，年，迈尔迈尔又发表了又发表了《《通俗天体学通俗天体学》》，讨论了宇宙中，讨论了宇宙中的能量循环，解释了陨石的发光是由于他们在大气中损失了的能量循环，解释了陨石的发光是由于他们在大气中损失了动能，并应用动能，并应用能量守恒规律能量守恒规律解释了潮汐的涨落解释了潮汐的涨落 1851年迈尔出版了年迈尔出版了《《论热的机械当量论热的机械当量》》一文，详细的阐一文，详细的阐述了热功当量的计算述了热功当量的计算 恩格斯恩格斯对迈尔的工作给以很高的评价，他在对迈尔的工作给以很高的评价，他在《《自然辩自然辩证法证法》》一书中写道，运动的量的不变性已经被迪卡尔指出一书中写道，运动的量的不变性已经被迪卡尔指出了了……但是，运动形态的转化直到但是，运动形态的转化直到1842年才发现出来年才发现出来,而且而且新的东西正是这一点新的东西正是这一点,而不是量方面不变的定律而不是量方面不变的定律.”迈尔的迈尔的《《论无机界的力论无机界的力》》正好是正好是1842年发表的年发表的.显然恩格斯指的显然恩格斯指的1842年发现既是迈尔的工作年发现既是迈尔的工作.改变内能的改变内能的两种方法两种方法 三三 焦耳对热功当量的测定焦耳对热功当量的测定 焦耳焦耳是英国曼彻斯特的一个啤酒厂的主人，是业余的是英国曼彻斯特的一个啤酒厂的主人，是业余的科学家，焦耳所以由一个啤酒酿造商成为一个物理学家。
科学家，焦耳所以由一个啤酒酿造商成为一个物理学家 焦耳的主要贡献是他钻研并测定了焦耳的主要贡献是他钻研并测定了热和机械功热和机械功之间的当之间的当量关系这方面研究工作的第一篇论文量关系这方面研究工作的第一篇论文《《关于电磁的热效应关于电磁的热效应和热的功值和热的功值》》此后，他用不同材料进行实验，并不断改进此后，他用不同材料进行实验，并不断改进实验设计，结果发现尽管所用的方法、设备、材料各不相同，实验设计，结果发现尽管所用的方法、设备、材料各不相同，结果都相差不远；并且随着实验精度的提高，趋近于一定的结果都相差不远；并且随着实验精度的提高，趋近于一定的数值 焦耳关于热功当量的论文还有焦耳关于热功当量的论文还有:1867年发表的年发表的“由电流的由电流的热效应测定热功当量热效应测定热功当量”和和1878年发表的年发表的“热功当量的新测定热功当量的新测定”等文章等文章,最后得到的热功当量的数值是最后得到的热功当量的数值是423.85公斤公斤•米米/千卡改变物体内能改变物体内能 关于热力学第一定律的建立，除了关于热力学第一定律的建立，除了迈尔迈尔和和焦耳焦耳的贡的贡献以外，另有其他不少科学家也作了相应的工作，他们献以外，另有其他不少科学家也作了相应的工作，他们是：是：塞贝塞贝于于18391839年在年在““论铁路的影响论铁路的影响””一书中，提出了一书中，提出了热功当量的概念；热功当量的概念；赫斯赫斯于于18401840年发表了热化学中反应热年发表了热化学中反应热与中间过程无关的定律；与中间过程无关的定律；亥姆霍兹亥姆霍兹定于定于18471847年在中心力年在中心力的假设下，从力学定律全面的阐述了机械运动，给出了的假设下，从力学定律全面的阐述了机械运动，给出了能量守恒和转化定律在力学中的具体的数学形式，并且能量守恒和转化定律在力学中的具体的数学形式，并且也论述了热、电磁的也论述了热、电磁的““力力””相互转化和守恒的规律。
相互转化和守恒的规律 值值得指出的是：得指出的是：卡诺卡诺曾在曾在18321832年死之前，就独立地发现了年死之前，就独立地发现了热功转化的定律，但是他的文章只是在他死后，于热功转化的定律，但是他的文章只是在他死后，于18781878年方由他的弟弟公开发表年方由他的弟弟公开发表 焦耳为了测定热功当量的值焦耳为了测定热功当量的值, ,反复进行反复进行4040年时间，这年时间，这说明焦耳的治学态度的严谨，也说明一个实验结果的确说明焦耳的治学态度的严谨，也说明一个实验结果的确认需要付出大量的劳动认需要付出大量的劳动 热力学第二、三定律的建立热力学第二、三定律的建立第三节第三节 卡诺生活在人们对热机理论进行热情探索的卡诺生活在人们对热机理论进行热情探索的时代，为此他很早就投身到了这一研究热潮之时代，为此他很早就投身到了这一研究热潮之中 卡诺认为，研制热机的目的在于为人们提供卡诺认为，研制热机的目的在于为人们提供更多的动力，解决人们对动力的各种需要；因更多的动力，解决人们对动力的各种需要；因而研究热机的目的就在于找出热机的不完善原而研究热机的目的就在于找出热机的不完善原因，为研制出更高效能的热机提供依据。
因，为研制出更高效能的热机提供依据 为此，他为此，他““从足够普遍的观点从足够普遍的观点””出发，研究出发，研究““由热得到运动的原理由热得到运动的原理””一、一、 桑迪桑迪•卡诺卡诺( (SadiSadi Carnot Carnot，，1796-1832)1796-1832)的的贡献贡献 他用科学抽象的方法，舍弃与热机工作过他用科学抽象的方法，舍弃与热机工作过程无关紧要的辅助和次要因素；程无关紧要的辅助和次要因素；构思设计出了构思设计出了一台现实生活中不存在的纯供研究之用的一台现实生活中不存在的纯供研究之用的“理理想热机想热机” 这台理想热机没有摩擦和对外的热交换，这台理想热机没有摩擦和对外的热交换，所以没有因为热量散失而引起不作功的热消耗，所以没有因为热量散失而引起不作功的热消耗，只有最基本的热向机械功转化的工作过程只有最基本的热向机械功转化的工作过程 卡诺卡诺通过对理想热机的深入研究认为，热机通过对理想热机的深入研究认为，热机必须工作于高温热源与低温热源之间，热量只必须工作于高温热源与低温热源之间，热量只有从高温热源转移到低温热源时才能作功。
所有从高温热源转移到低温热源时才能作功所有那些因加热和冷却而发生体积变化的物质，有那些因加热和冷却而发生体积变化的物质，都可以用来作为汽缸内的工作物质都可以用来作为汽缸内的工作物质 理想热机所能产生的机械功，由两个热源的温度理想热机所能产生的机械功，由两个热源的温度差决定为此从原则上讲，一切热机如果在同样温度为此从原则上讲，一切热机如果在同样温度的两热源之间工作，就会具有同样的效率的两热源之间工作，就会具有同样的效率 从而他指出，如果有一种比他的理想循环在热的从而他指出，如果有一种比他的理想循环在热的利用方面更加有效的方法，即能够从热质的转移中得利用方面更加有效的方法，即能够从热质的转移中得到更多动力的方法，到更多动力的方法，“则只需要这个动力的一部分，则只需要这个动力的一部分，就可以把热质由物体就可以把热质由物体B送到物体送到物体A去，即从冷源送回去，即从冷源送回到热源，于是起始的状态就得以复原这样，又可以到热源，于是起始的状态就得以复原这样，又可以重新开始类似的操作并如此继续下去，这就将不仅是重新开始类似的操作并如此继续下去，这就将不仅是一种永恒的运动，而且将不消耗热质或其他工作物质一种永恒的运动，而且将不消耗热质或其他工作物质而无限地创造出动力来。
这是与公认的观念以及力学而无限地创造出动力来这是与公认的观念以及力学规律、健全的物理学相矛盾的，这是不允许的规律、健全的物理学相矛盾的，这是不允许的 卡诺卡诺从理想热机中得出的上述结论，不仅为从理想热机中得出的上述结论，不仅为改善热机效率提供了最根本的理论原则，而且已改善热机效率提供了最根本的理论原则，而且已经包含了经包含了能量守恒和转化、与第二种永动机不可能量守恒和转化、与第二种永动机不可能制成的热力学第一、二定律的内容能制成的热力学第一、二定律的内容，这无疑是，这无疑是正确的 令人遗憾的是，令人遗憾的是，卡诺卡诺是一位热质说的忠实信是一位热质说的忠实信徒，他处处从热质说的错误观点出发看问题，因徒，他处处从热质说的错误观点出发看问题，因而他仍用热质说去解释他的上述结论，结果他的而他仍用热质说去解释他的上述结论，结果他的上述结论固然正确无误，但用热质说给出的上述上述结论固然正确无误，但用热质说给出的上述结论的证明却是错误的，从而造成了他的失误结论的证明却是错误的，从而造成了他的失误 他认为蒸汽机的运动伴随着热素重新建立平他认为蒸汽机的运动伴随着热素重新建立平衡的过程衡的过程，，“热素总是从一个温度或多或少较高热素总是从一个温度或多或少较高一点的物体，流向另一个温度较低的物体一点的物体，流向另一个温度较低的物体”。
二、二、R R•克劳修斯克劳修斯和和W W•汤姆逊汤姆逊对热力学第二定律的表述对热力学第二定律的表述 1850年，年，克劳修斯克劳修斯在在《《物理学年报物理学年报》》上发表了上发表了题为题为“论热的动力和由此得出的热学理论的普遍规论热的动力和由此得出的热学理论的普遍规律律”的论文提出：的论文提出：卡诺卡诺认为热量是由一个热体转认为热量是由一个热体转移到一个冷体，就要做功，是正确的，但卡诺认为移到一个冷体，就要做功，是正确的，但卡诺认为这种转移并无热的损失，而热的量保持不变这一观这种转移并无热的损失，而热的量保持不变这一观点是没有根据的点是没有根据的 克劳修斯克劳修斯进一步发展了卡诺的思想，认为在功进一步发展了卡诺的思想，认为在功的产生中，很可能有两种过程同时发生，这就是一的产生中，很可能有两种过程同时发生，这就是一些热量被用去了，而另一些热量从一个热体被传送些热量被用去了，而另一些热量从一个热体被传送到了一个冷体，并且这两部分热量可能和所发生的到了一个冷体，并且这两部分热量可能和所发生的功有确切的关系功有确切的关系 开耳芬开耳芬在在1852年发表的年发表的“关于自然界中机械关于自然界中机械能耗散的普遍趋向能耗散的普遍趋向”一文中，把一文中，把克劳修斯克劳修斯的公理的公理说成是：一台不借助任何外界作用的自动机器，说成是：一台不借助任何外界作用的自动机器，把热从一个物体传到另一个温度比他高的物体，把热从一个物体传到另一个温度比他高的物体，这是不可能的，今天把他说成：这是不可能的，今天把他说成：热不能自动地有热不能自动地有低温物体转移到高温物体上去。
低温物体转移到高温物体上去这就是称之为热这就是称之为热力学第二定律的力学第二定律的克劳修斯表述克劳修斯表述 1865年，在年，在《《物理学和化学年报物理学和化学年报》》德文版德文版中，中，克劳修斯克劳修斯又发表了题为又发表了题为“论热的机械论种主论热的机械论种主要公式的适应的种种形式要公式的适应的种种形式”一文在这篇文章中，一文在这篇文章中，克劳修斯对热力学第二定律给出了他认为是最简克劳修斯对热力学第二定律给出了他认为是最简单而又最一般的形式单而又最一般的形式 W W•汤姆逊（开耳芬）汤姆逊（开耳芬）对热力学第二定律的研究几对热力学第二定律的研究几乎与克劳修斯是同时进行的早在乎与克劳修斯是同时进行的早在18481848年，他就年，他就发表了一篇题为发表了一篇题为““基于卡诺的热的动力论和雷诺观基于卡诺的热的动力论和雷诺观察的计算所得的绝对温标察的计算所得的绝对温标””疑问 在在18511851年，年，汤姆逊汤姆逊在爱丁堡学会会刊上发表了在爱丁堡学会会刊上发表了一篇论文，题目是一篇论文，题目是““论热的动力理论论热的动力理论””，明确提出，明确提出热的动力论的全部理论是建立在分别由焦耳以及卡热的动力论的全部理论是建立在分别由焦耳以及卡诺和克劳修斯所提出的两个命题之上的。
诺和克劳修斯所提出的两个命题之上的 克劳修斯克劳修斯和和开耳芬开耳芬不仅建立了热力学第二定律，不仅建立了热力学第二定律，同时对这一普遍原理在具体问题中的应用，也非常同时对这一普遍原理在具体问题中的应用，也非常注意他们研究过压强对熔点的影响，饱和蒸汽压注意他们研究过压强对熔点的影响，饱和蒸汽压与温度的关系，温差电现象等等与温度的关系，温差电现象等等 三、三、““热寂说热寂说””的错误的错误 克劳修斯克劳修斯和和汤姆逊汤姆逊在建立热力学第二定律中做在建立热力学第二定律中做出了贡献，但他们也同时提出了一个错误观点出了贡献，但他们也同时提出了一个错误观点——“热寂说热寂说”即如果在宇宙全部发生的状态变化中，即如果在宇宙全部发生的状态变化中，一个确定方向的变化在量上总是超过相反方向的变一个确定方向的变化在量上总是超过相反方向的变化，那么宇宙的全部状态必定愈来愈多的按照第一化，那么宇宙的全部状态必定愈来愈多的按照第一种方向变化，因而宇宙必定不断的趋于一个终状种方向变化，因而宇宙必定不断的趋于一个终状 开耳芬开耳芬也有同样错误的观点也有同样错误的观点。
他认为：他认为：1 1、目前物质世界中存在着的普遍倾向是机械能的耗、目前物质世界中存在着的普遍倾向是机械能的耗散2 2、在没有比等当量耗散更多的情况下，任何机械能、在没有比等当量耗散更多的情况下，任何机械能的复原在无生命物质的过程中是不可能的，而且可的复原在无生命物质的过程中是不可能的，而且可能也是从来没有用有机物质实现过的能也是从来没有用有机物质实现过的 3 3、在已经过去的有限时间内，地球上必定曾经是不、在已经过去的有限时间内，地球上必定曾经是不适宜于像现在这样居住的，而将来的有限时间内，地适宜于像现在这样居住的，而将来的有限时间内，地球上的条件也将是这样球上的条件也将是这样•按照按照“ “热寂说热寂说” ”的观点在自然界中转化成热能的的观点在自然界中转化成热能的倾向和使温度平均化的倾向占主要地位，因此将来倾向和使温度平均化的倾向占主要地位，因此将来有一天所有物质会丧失做功的本领，而变得僵化，有一天所有物质会丧失做功的本领，而变得僵化，宇宙宇宙“ “热寂热寂” ”了•“ “热寂说热寂说” ”观点的错误在于把适应于一定条件下的观点的错误在于把适应于一定条件下的物理定律无限制地推广到宇宙，推广到无限长的时物理定律无限制地推广到宇宙，推广到无限长的时间，而给物理定律以绝对的定义。
间，而给物理定律以绝对的定义•这一错误我们必须加以借鉴这一错误我们必须加以借鉴 四、热力学一、二定律的应用和第三定律的提出四、热力学一、二定律的应用和第三定律的提出 热力学第一、二定律建立后，尤其是引入能和热力学第一、二定律建立后，尤其是引入能和熵两个独立的状态函数以后，就能够对有关物体的熵两个独立的状态函数以后，就能够对有关物体的热的行为的许许多多各种陈述进行数学分析热的行为的许许多多各种陈述进行数学分析霍尔霍尔斯特曼斯特曼于于1873年把热力学两个定律应用于化学反应年把热力学两个定律应用于化学反应 起初，能和熵的概念是不完备的起初，能和熵的概念是不完备的1906年年华尔华尔塞塞•能斯特能斯特把热力学量个原理用来解决热化学的问题，把热力学量个原理用来解决热化学的问题，讨论了在极低温时总能和自由能的关系，从而提出讨论了在极低温时总能和自由能的关系，从而提出热力学第三定律，对熵的定义给以补充他在热力学第三定律，对熵的定义给以补充他在1917年所写的论文年所写的论文“新热学定律的理论和实验基础新热学定律的理论和实验基础”一一文中，对热力学第三定律给出了明确的描述：文中，对热力学第三定律给出了明确的描述：“绝绝对零度是不可能达到的对零度是不可能达到的” 应用热力学第三定律，有可能从热的量度来预应用热力学第三定律，有可能从热的量度来预言化学平衡，但也应指出，能斯特提出的热力学第言化学平衡，但也应指出，能斯特提出的热力学第三定律其丰富内容还远没有穷尽，还需作进一步的三定律其丰富内容还远没有穷尽，还需作进一步的探索。
探索 分子运动论的发展概述分子运动论的发展概述第四节第四节 分子运动论分子运动论是热学的一种微观理论，它的是热学的一种微观理论，它的根据是以下两个基本概念：物质是由大量分子和根据是以下两个基本概念：物质是由大量分子和原子组成的；热现象是这些分子作物规则运动的原子组成的；热现象是这些分子作物规则运动的一种表现形式一种表现形式 在在17、、18世纪，出现了一些比古代原子论进一世纪，出现了一些比古代原子论进一步但还只是定性的分子论假说如步但还只是定性的分子论假说如布朗布朗发现了著名发现了著名的布朗运动的布朗运动1658年，年，伽森地伽森地一分子运动的观点解一分子运动的观点解释了物质的气、液、固三态的区别释了物质的气、液、固三态的区别 18世纪后半期，物理学蓬勃发展起来，分子运世纪后半期，物理学蓬勃发展起来，分子运动论在此时也逐渐得到发展，动论在此时也逐渐得到发展，19世纪世纪40年代，能量年代，能量守恒和转化定律建立之后，彻底否定了热质说，分守恒和转化定律建立之后，彻底否定了热质说，分子运动论才迅速发展起来子运动论才迅速发展起来。
布朗运动布朗运动 •下面将简单介绍各位科学家在分子运动论方面下面将简单介绍各位科学家在分子运动论方面的主要贡献，借以说明分子运动论尤其是气体的主要贡献，借以说明分子运动论尤其是气体分子运动论的基本建立过程分子运动论的基本建立过程一、赫拉派斯和瓦特斯顿的工作一、赫拉派斯和瓦特斯顿的工作 19世纪前半期，分子运动论的倡导者首推世纪前半期，分子运动论的倡导者首推英国的赫拉派斯，他在英国的赫拉派斯，他在1816-1821年间曾写了年间曾写了几篇关于分子运动论的文章，发表在几篇关于分子运动论的文章，发表在《《哲学纪哲学纪要要》》上分子扩散分子扩散 • 他分析了装在不同容器内处于相同温度下的他分析了装在不同容器内处于相同温度下的同中气体的压强，导出了同中气体的压强，导出了理想气体定律理想气体定律并提出了温度与分子速度有关的概念，还用来解释出了温度与分子速度有关的概念，还用来解释状态变化、扩散现象等但多半是定性和缺少状态变化、扩散现象等但多半是定性和缺少实验根据的，因此不够确切实验根据的，因此不够确切 瓦特斯顿瓦特斯顿通过计算一个几倍重于一个分子的通过计算一个几倍重于一个分子的完全弹性平面，在分子的速度完全弹性平面，在分子的速度v连续不断的跟它连续不断的跟它碰撞之下的平衡条件，推倒处理想气体定律。
碰撞之下的平衡条件，推倒处理想气体定律期结论实际上已经接触到期结论实际上已经接触到v2与温度的关系与温度的关系固体分子的扩散固体分子的扩散 二、焦耳和克伦尼希的工作二、焦耳和克伦尼希的工作 到了到了19世纪中叶，世纪中叶，焦耳焦耳和和克伦尼希克伦尼希的工作的工作使分子运动论得到继续的发展，他们各自提出使分子运动论得到继续的发展，他们各自提出了自己关于这方面的观点了自己关于这方面的观点 焦耳在焦耳在1848年年10月月3日的曼彻斯特哲学学日的曼彻斯特哲学学会上作了会上作了“关于而热和弹性液体的构造的某些关于而热和弹性液体的构造的某些说明说明”的报告，后来刊登在的报告，后来刊登在1851年出版的该会年出版的该会的论文集中，但因发行量较少，所以在当时欧的论文集中，但因发行量较少，所以在当时欧洲大陆上无人知道洲大陆上无人知道 焦耳从空气的绝热压缩和绝热扩散的实验焦耳从空气的绝热压缩和绝热扩散的实验中，得出一下结论；认为这些实验可以说明气中，得出一下结论；认为这些实验可以说明气体的结构，气体的热是气体所具有的机械力，体的结构，气体的热是气体所具有的机械力，这说明焦耳已经形成了气体运动理论的基本思这说明焦耳已经形成了气体运动理论的基本思想。
想 1856年，年，克伦尼希克伦尼希发表了发表了“气体理论概述气体理论概述”一文在文中他认为一文在文中他认为“热是一种运动的形式热是一种运动的形式”，但是它对于运动的形式具体如何并没有明，但是它对于运动的形式具体如何并没有明确他通过理想气体模型计算气体压强，并考确他通过理想气体模型计算气体压强，并考虑克拉贝龙定律，得出了气体的温度正比于气虑克拉贝龙定律，得出了气体的温度正比于气体分子活力的结论体分子活力的结论 虽然，虽然，克伦尼希克伦尼希的工作就其内容而说并未的工作就其内容而说并未有所突破，但是，却使这一理论得到复兴有所突破，但是，却使这一理论得到复兴三、克劳修斯在分子运动论方面的贡献三、克劳修斯在分子运动论方面的贡献1、推导出理想气体的压强公式、推导出理想气体的压强公式• 克劳修斯克劳修斯于于1857年，发表了一篇题为年，发表了一篇题为“论论热运动的类型热运动的类型”的文章 在这篇文章中，以十分明晰、清楚的方式在这篇文章中，以十分明晰、清楚的方式发展了气体运动理论的基本思想，引入了一个新发展了气体运动理论的基本思想，引入了一个新的概念的概念——统计的概念统计的概念，并借用统计处理的方法，并借用统计处理的方法解释了气体压强的产生。
他借用分子的速率在各解释了气体压强的产生他借用分子的速率在各方向都相等这一简化了的统计法，推导出气体压方向都相等这一简化了的统计法，推导出气体压强的公式：强的公式： 压强公式附以一定的条件，可以推导出压强公式附以一定的条件，可以推导出玻意玻意耳耳- -马略特定律马略特定律和和盖盖•吕萨克定律，吕萨克定律，显示了气体分显示了气体分子运动论的成就子运动论的成就 2 2、引入平均自由程的概念、引入平均自由程的概念 克劳修斯克劳修斯的另外一个贡献是引入了气体分子的另外一个贡献是引入了气体分子平均自由程他在平均自由程他在18581858年发表了一篇文章，年发表了一篇文章，题为题为““论气体分子的平均自由程论气体分子的平均自由程””，目的是回，目的是回答当时有人提出的分子运动论的矛盾：即分子答当时有人提出的分子运动论的矛盾：即分子的最大速度（的最大速度（~10~102 2米米/ /秒）与扩散、烟的传播秒）与扩散、烟的传播的速度很慢之间的矛盾的速度很慢之间的矛盾 在计算平均自由程时，克劳修斯引入了分子在计算平均自由程时，克劳修斯引入了分子作用球和作用半径等概念，并且根据各方向速作用球和作用半径等概念，并且根据各方向速率相等的统计法，得到平均自由程有下式表示：率相等的统计法，得到平均自由程有下式表示： 这个公式和我们现在教科书中所用的公式是有这个公式和我们现在教科书中所用的公式是有差别的，问题在于他对分子速率的估计过于粗略了差别的，问题在于他对分子速率的估计过于粗略了。
四、麦克斯韦的工作四、麦克斯韦的工作 早期的理论工作者，大多忽视了气体的一个重早期的理论工作者，大多忽视了气体的一个重要特性：气体分子作无规则的热运动的无规则这一要特性：气体分子作无规则的热运动的无规则这一点，而设想气体分子以同样的速率运动点，而设想气体分子以同样的速率运动麦克斯韦麦克斯韦则突出了这个无规则性，第一个运用统计的方法来则突出了这个无规则性，第一个运用统计的方法来计算分子的速率计算分子的速率 1860年，年，麦克斯韦麦克斯韦发表了题为发表了题为“气体动气体动力论的说明力论的说明”的论文，阐述了麦克斯韦气体模的论文，阐述了麦克斯韦气体模型，找到了由微观量求统计平均值的切实的途型，找到了由微观量求统计平均值的切实的途径，为气体分子运动论奠定了可靠的基础径，为气体分子运动论奠定了可靠的基础 他在研究分子的结构及碰撞机制问题时，他在研究分子的结构及碰撞机制问题时，把系统分成许多层，考察其相互作用，再应用把系统分成许多层，考察其相互作用，再应用平均自由程的概念推导出内摩擦系数，成为平均自由程的概念推导出内摩擦系数，成为J J•洛喜密脱洛喜密脱在在1865年第一次计算分子有效直径的年第一次计算分子有效直径的基础。
基础 1902年，年，吉布斯吉布斯把玻尔兹曼和麦克斯韦把玻尔兹曼和麦克斯韦所创立的统计理论推广和发展成为系统理论，所创立的统计理论推广和发展成为系统理论，从而创立了近代物理学的统计理论及其研究方从而创立了近代物理学的统计理论及其研究方法 这说明分子运动论已经成熟起来了这说明分子运动论已经成熟起来了 五、波尔兹曼的主要工作五、波尔兹曼的主要工作• 1、推广和改善已有理论，考虑到重力对、推广和改善已有理论，考虑到重力对分子运动的影响，推导出更加普遍的波尔兹曼分子运动的影响，推导出更加普遍的波尔兹曼速率分布律速率分布律• 2、对运输过程做了进一步研究他试图、对运输过程做了进一步研究他试图建立关于非平衡态的分布函数的方程，如果从建立关于非平衡态的分布函数的方程，如果从第一方程能解出分布函数，则可以解决各种输第一方程能解出分布函数，则可以解决各种输运过程的问题同时指出：如果解不出这个方运过程的问题同时指出：如果解不出这个方程，也可以得到两条重要的结论：程，也可以得到两条重要的结论： • （（1）在气体中一旦建立麦克斯韦分布后，）在气体中一旦建立麦克斯韦分布后，不会因分子的碰撞而被破坏；不会因分子的碰撞而被破坏；• （（2）依赖于分布函数的一个量）依赖于分布函数的一个量H，，它的它的数值随着时间而减少，这就是所谓数值随着时间而减少，这就是所谓H定理；定理；• 3、从分子运动论的角度推倒各个热力、从分子运动论的角度推倒各个热力学公式，尤其是对热力学第二定律给出了统学公式，尤其是对热力学第二定律给出了统计解释。
计解释 本章结束本章结束 the endthe end 巴本巴本• 最先把蒸汽动力技术的设想付诸实施的，最先把蒸汽动力技术的设想付诸实施的，是法国著名物理学家、工程师巴本是法国著名物理学家、工程师巴本(Denis (Denis PapinPapin 1647-1712) 1647-1712)• 从从16741674年开始，巴本即致力于蒸汽泵的实年开始，巴本即致力于蒸汽泵的实验设计经过一段时间的实验研究与理论探索，验设计经过一段时间的实验研究与理论探索，他从欧洲当时的炼铁场广泛使用的那种活塞式他从欧洲当时的炼铁场广泛使用的那种活塞式风箱中受到启发，认为有可能把风箱变为汽缸，风箱中受到启发，认为有可能把风箱变为汽缸，而把风箱中的活塞变为汽缸中的活塞而把风箱中的活塞变为汽缸中的活塞 巴本巴本•在实验时，他先将汽缸的底部注入少量的水，再把汽缸放在实验时，他先将汽缸的底部注入少量的水，再把汽缸放到火上加热当汽缸内的水沸腾后，蒸汽即推动活塞慢慢到火上加热当汽缸内的水沸腾后，蒸汽即推动活塞慢慢上升；然后，又把火从汽缸下抽掉，汽缸内的蒸汽即慢慢上升；然后，又把火从汽缸下抽掉，汽缸内的蒸汽即慢慢冷凝。
由于蒸汽的冷凝，汽缸内产生真空，在大气压力的冷凝由于蒸汽的冷凝，汽缸内产生真空，在大气压力的推动之下，活塞又慢慢下降推动之下，活塞又慢慢下降•通过这一实验，使巴本认识到，利用蒸汽压力、大气压力、通过这一实验，使巴本认识到，利用蒸汽压力、大气压力、真空作用的交互作用，完全可以推动汽缸内的活塞及其活真空作用的交互作用，完全可以推动汽缸内的活塞及其活塞杆作往返的直线运动而这种运动所产生的机械动力可塞杆作往返的直线运动而这种运动所产生的机械动力可以带动其他机械的运动以带动其他机械的运动 巴本巴本•在发明带有活塞的蒸在发明带有活塞的蒸汽泵之后，考虑到蒸汽泵之后，考虑到蒸汽压力大可能会使汽汽压力大可能会使汽缸爆炸，巴本又在缸爆炸，巴本又在16801680年发明了安全阀年发明了安全阀•这样，第一台可以把这样，第一台可以把热能转变为机械能的热能转变为机械能的实验型的蒸汽泵，就实验型的蒸汽泵，就于于16801680年在英国试验年在英国试验成功了返回 赛维利• 继巴本之后，在近代蒸汽继巴本之后，在近代蒸汽动力技术的发展中作出重要贡动力技术的发展中作出重要贡献的是英国机械工程师赛维利献的是英国机械工程师赛维利（（T.SaveryT.Savery 1650-1715 1650-1715）。
• 赛维利的蒸汽泵的设计原赛维利的蒸汽泵的设计原理源于包尔塔的蒸汽力原理理源于包尔塔的蒸汽力原理他的蒸汽泵的主要构件，是汽他的蒸汽泵的主要构件，是汽缸与锅炉缸与锅炉• 赛维利的汽缸与巴本的汽赛维利的汽缸与巴本的汽缸很不相同赛维利的汽缸未缸很不相同赛维利的汽缸未采用活塞，只是在其中接有吸采用活塞，只是在其中接有吸水管、排水管和进汽水管、排水管和进汽管 赛维利• 当蒸汽从锅炉经过汽管进入汽缸后当蒸汽从锅炉经过汽管进入汽缸后即使这部分蒸汽冷却，而冷却后造成的即使这部分蒸汽冷却，而冷却后造成的真空就把矿井中的水从吸水管中吸进来，真空就把矿井中的水从吸水管中吸进来，此时再将蒸汽注入汽缸，这部分进入汽此时再将蒸汽注入汽缸，这部分进入汽缸的蒸汽所产生的压力就把水从排水管缸的蒸汽所产生的压力就把水从排水管中排放出来后来，赛维利研究了巴本中排放出来后来，赛维利研究了巴本的蒸汽泵，在他的蒸汽泵中也采用了安的蒸汽泵，在他的蒸汽泵中也采用了安全阀• 16951695年，赛维利制造出了几台这样年，赛维利制造出了几台这样的蒸汽泵。
这是近代蒸汽动力技术的第的蒸汽泵这是近代蒸汽动力技术的第二次突破二次突破返回 纽科门纽科门• 纽科门纽科门( (NewcomenNewcomen，，Thomas)Thomas)是英国是英国工程师，蒸汽机发明人之一他发明的常工程师，蒸汽机发明人之一他发明的常压蒸汽机是瓦特蒸汽机的前身压蒸汽机是瓦特蒸汽机的前身• 纽科门幼年仅受过初等教育，少年时纽科门幼年仅受过初等教育，少年时代做过锻工代做过锻工1717世纪世纪8080年代同卡利合伙年代同卡利合伙经营铁器，后来共同研制蒸汽机，并于经营铁器，后来共同研制蒸汽机，并于17051705年取得年取得““冷凝进入活塞下部的蒸汽冷凝进入活塞下部的蒸汽和把活塞与连杆联接以产生运动和把活塞与连杆联接以产生运动””的专利的专利权• 此后，纽科门继续改进蒸汽机，于此后，纽科门继续改进蒸汽机，于17121712年首次制成可供年首次制成可供实用的大气式蒸汽机，被称为纽科门蒸汽机实用的大气式蒸汽机，被称为纽科门蒸汽机• 这台蒸汽机的汽缸活塞直径为这台蒸汽机的汽缸活塞直径为30.4830.48厘米厘米, ,每分钟往复每分钟往复1212次，功率为次，功率为5.55.5马力。
但热效率低，燃料消耗量大，仅适用于马力但热效率低，燃料消耗量大，仅适用于煤矿等燃料充足的地方煤矿等燃料充足的地方 纽科门纽科门• 他同助手一起用了他同助手一起用了10年多的时间试制成一台蒸年多的时间试制成一台蒸汽泵纽科门机器的压强不受限于蒸汽压强，当蒸汽汽泵纽科门机器的压强不受限于蒸汽压强，当蒸汽凝结，在汽缸里形成真空时，则由大气压强将活塞推凝结，在汽缸里形成真空时，则由大气压强将活塞推下•有记载的第一台纽科门蒸汽机是有记载的第一台纽科门蒸汽机是1712年在斯塔福德郡年在斯塔福德郡的达德利堡附近安装的为了在汽缸里造成真空，纽的达德利堡附近安装的为了在汽缸里造成真空，纽科门发明了内凝喷嘴和自动阀动装置利用相当于大科门发明了内凝喷嘴和自动阀动装置利用相当于大气压的蒸汽，他保持材料在其工作极限以内气压的蒸汽，他保持材料在其工作极限以内•纽科门的机器多年用于矿井排水，也用来提水以推动纽科门的机器多年用于矿井排水，也用来提水以推动水车纽科门蒸汽机被广泛应用了水车纽科门蒸汽机被广泛应用了60多年，在瓦特完多年，在瓦特完善蒸汽机的发明后很长时间还在使用纽科门蒸汽机善蒸汽机的发明后很长时间还在使用。
纽科门蒸汽机是第一个实用的蒸汽机他为后来蒸汽机的发展和完是第一个实用的蒸汽机他为后来蒸汽机的发展和完善奠定了基础善奠定了基础.返回 瓦特• 瓦特瓦特 (1736-1819) (1736-1819) 是是世界公认的蒸汽机发明家世界公认的蒸汽机发明家• 他的创造精神、超人他的创造精神、超人的才能和不懈的钻研为后的才能和不懈的钻研为后人留下了宝贵的精神和物人留下了宝贵的精神和物质财富瓦特改进、发明质财富瓦特改进、发明的蒸汽机是对近代科学和的蒸汽机是对近代科学和生产的巨大贡献，具有划生产的巨大贡献，具有划时代的意义，它导致了第时代的意义，它导致了第一次工业技术革命的兴起，一次工业技术革命的兴起，极大的推进了社会生产力极大的推进了社会生产力的发展 瓦特• 17641764年，学校请瓦特修理一年，学校请瓦特修理一台纽可门式蒸汽机，在修理的过台纽可门式蒸汽机，在修理的过程中，瓦特熟悉了蒸汽机的构造程中，瓦特熟悉了蒸汽机的构造和原理，并且发现了这种蒸汽机和原理，并且发现了这种蒸汽机的两大缺点：活塞动作不连续而的两大缺点：活塞动作不连续而且慢；蒸汽利用率低，浪费原料且慢；蒸汽利用率低，浪费原料。
以后，瓦特开始思考改进的办法以后，瓦特开始思考改进的办法• 直到直到17651765年的春天，在一次年的春天，在一次散步时，瓦特想到，既然纽可门散步时，瓦特想到，既然纽可门蒸汽机的热效率低是蒸汽在缸内蒸汽机的热效率低是蒸汽在缸内冷凝造成的，那么为什么不能让冷凝造成的，那么为什么不能让蒸汽在缸外冷凝呢？瓦特产生了蒸汽在缸外冷凝呢？瓦特产生了采用分离冷凝器的最初设想采用分离冷凝器的最初设想瓦特发明的蒸汽机瓦特发明的蒸汽机 瓦特• 从从17661766年开始，在三年多的时间里，瓦特克服年开始，在三年多的时间里，瓦特克服了在材料和工艺等各方面的困难，终于在了在材料和工艺等各方面的困难，终于在17691769年年制出了第一台样机自制出了第一台样机自17691769年试制出带有分离冷年试制出带有分离冷凝器的蒸汽机样机之后，瓦特就已看出热效率低已凝器的蒸汽机样机之后，瓦特就已看出热效率低已不是他的蒸汽机的主要弊病，而活塞只能作往返的不是他的蒸汽机的主要弊病，而活塞只能作往返的直线运动才是它的根本局限直线运动才是它的根本局限• 17811781年，他研制出了一套被称为年，他研制出了一套被称为““太阳和行星太阳和行星””的齿轮联动装置，终于把活塞的往返的直线运动的齿轮联动装置，终于把活塞的往返的直线运动转变为齿轮的旋转运动。
瓦特还在轮轴上加装了一转变为齿轮的旋转运动瓦特还在轮轴上加装了一个火飞轮由于对传统机构的这一重大革新，瓦特个火飞轮由于对传统机构的这一重大革新，瓦特的这种蒸汽机才真正成为了能带动一切工作及的动的这种蒸汽机才真正成为了能带动一切工作及的动力机• 17811781年底，瓦特以发明带有齿轮和拉杆的机械年底，瓦特以发明带有齿轮和拉杆的机械联动装置获得第二个专利联动装置获得第二个专利 瓦特• １７８２年，试制出了一种带有双向装置的新汽１７８２年，试制出了一种带有双向装置的新汽缸由此瓦特获得了他的第三项专利把原来的单缸由此瓦特获得了他的第三项专利把原来的单项汽缸装置改装成双向汽缸，并首次把引入汽缸的项汽缸装置改装成双向汽缸，并首次把引入汽缸的蒸汽由低压蒸汽变为高压蒸汽，这是瓦特在改进纽蒸汽由低压蒸汽变为高压蒸汽，这是瓦特在改进纽可门蒸汽机的过程中的第三次飞跃通过这三次技可门蒸汽机的过程中的第三次飞跃通过这三次技术飞跃，纽可门蒸汽机完全演变为了瓦特蒸汽机术飞跃，纽可门蒸汽机完全演变为了瓦特蒸汽机• 17841784年，瓦特以带有飞轮、齿轮联动装置和双年，瓦特以带有飞轮、齿轮联动装置和双向装置的高压蒸汽机的综合组装取得了他在革新纽向装置的高压蒸汽机的综合组装取得了他在革新纽可门蒸汽机过程中的第四项专利。
可门蒸汽机过程中的第四项专利• 17881788年，瓦特发明了离心调速器和节气阀；年，瓦特发明了离心调速器和节气阀；17901790年，他又发明了汽缸示工器，至此瓦特完成年，他又发明了汽缸示工器，至此瓦特完成了蒸汽机发明的全过程了蒸汽机发明的全过程 瓦特• 1785年，瓦特被当选为英国皇家学会会员年，瓦特被当选为英国皇家学会会员• 1814年，他被法国科学家学会接纳为外国会员年，他被法国科学家学会接纳为外国会员• 1790年以后，优厚的专利税使瓦特成为一个很年以后，优厚的专利税使瓦特成为一个很有钱的名人有钱的名人1819年年8月月5日，瓦特在希思菲尔德郡日，瓦特在希思菲尔德郡的家里去世，遗体埋葬在汉德沃尔斯郊区的教堂里的家里去世，遗体埋葬在汉德沃尔斯郊区的教堂里• 恩格斯在恩格斯在《《自然辨证法自然辨证法》》中这样写道：中这样写道：“蒸汽蒸汽机是第一个真正国际性的发明机是第一个真正国际性的发明……瓦特个它加上了瓦特个它加上了一个分离的冷凝器，这就使蒸汽机在原则上达到了一个分离的冷凝器，这就使蒸汽机在原则上达到了现在的水平。
现在的水平• 瓦特为蒸汽机的推广使用做出了不可磨灭的重瓦特为蒸汽机的推广使用做出了不可磨灭的重要贡献、有力的推动了社会的前进后人为了纪念要贡献、有力的推动了社会的前进后人为了纪念这位伟大的发明家，把功率的单位定为这位伟大的发明家，把功率的单位定为“瓦特瓦特” 汽油机的工作原理返回 斯蒂芬森•斯蒂芬森斯蒂芬森 (1789-1848) • 斯蒂芬森，英国工程师，铁路机车的斯蒂芬森，英国工程师，铁路机车的发明家早年做工，没有受过学校教育，发明家早年做工，没有受过学校教育，直到直到18岁还是一个文盲岁还是一个文盲1810年斯蒂芬森年斯蒂芬森开始着手制造蒸汽机车开始着手制造蒸汽机车1813年他在附近年他在附近煤矿观摩了用来从煤矿拉煤的煤矿观摩了用来从煤矿拉煤的"装有轮子的装有轮子的蒸汽锅炉蒸汽锅炉"，这个笨重的装置由于在光滑的，这个笨重的装置由于在光滑的木轨上无法牵引，因此加装了一个棘轮，木轨上无法牵引，因此加装了一个棘轮，使其在轨道上滚行斯蒂芬森回去后研制使其在轨道上滚行斯蒂芬森回去后研制了了"布卢彻布卢彻"机车，能以机车，能以6千米／小时的速度千米／小时的速度牵引牵引8辆装有辆装有30吨煤的货车。
吨煤的货车 斯蒂芬森• 他并不以此为满足，继续研究提高机车功率的他并不以此为满足，继续研究提高机车功率的方法，采用了蒸汽鼓风法，把废汽导引向上喷出烟方法，采用了蒸汽鼓风法，把废汽导引向上喷出烟囱，带动后面的空气，从而加强了通风这个新设囱，带动后面的空气，从而加强了通风这个新设计使蒸汽机车进入实用阶段人们给它取了一个名计使蒸汽机车进入实用阶段人们给它取了一个名字叫字叫“火车火车”•“火车火车”这个名字在今天已经流传到全世界，而蒸这个名字在今天已经流传到全世界，而蒸汽机车被叫做汽机车被叫做“火车头火车头”以后，他又制造了几台以后，他又制造了几台机车，并因发明煤矿安全灯而获得声誉机车，并因发明煤矿安全灯而获得声誉•1825年年9月月27日当第一列由斯蒂芬森设计的机车牵引日当第一列由斯蒂芬森设计的机车牵引的列车运载的列车运载450名旅客，以名旅客，以24千米／小时的速度从达千米／小时的速度从达灵顿驶到斯托克时，铁路运输事业就从此诞生了灵顿驶到斯托克时，铁路运输事业就从此诞生了1829年曾举行一次机车比赛，斯蒂芬森的新机车年曾举行一次机车比赛，斯蒂芬森的新机车"火火箭箭"号，以号，以58千米／小时的速度获胜。
千米／小时的速度获胜 斯蒂芬森• 在以后的在以后的10年中，斯蒂芬森造了年中，斯蒂芬森造了12辆与辆与“布卢布卢彻彻”相似的火车头，布卢彻自信地预言，相似的火车头，布卢彻自信地预言，“我深信我深信一条可以使用我的蒸汽火车头的铁路，效果远较运一条可以使用我的蒸汽火车头的铁路，效果远较运河为佳我敢打赌，我的蒸汽机车在一条长长的良河为佳我敢打赌，我的蒸汽机车在一条长长的良好铁路上，每天可以运输好铁路上，每天可以运输40至至60吨货物行驶吨货物行驶100千千米路程• 铁路建设在英国、欧洲和北美洲迅速展开，而铁路建设在英国、欧洲和北美洲迅速展开，而斯蒂芬森继续作为这种革命性的运输工具的主要指斯蒂芬森继续作为这种革命性的运输工具的主要指导者，解决许多铁路建筑、桥梁设计、机车和车辆导者，解决许多铁路建筑、桥梁设计、机车和车辆制造问题，并在国内外许多铁路工程中担任顾问制造问题，并在国内外许多铁路工程中担任顾问返回 华伦海特•一、一、生平简介生平简介 • 华伦海特华伦海特(1686——1736)是荷兰物理学家是荷兰物理学家1686年年5月月24日诞生于波兰格但斯克。
日诞生于波兰格但斯克•1701年华伦海特的父母突然去世，他的保护人送他到年华伦海特的父母突然去世，他的保护人送他到阿姆斯特丹接受商业教育华伦海特在那里学习科学阿姆斯特丹接受商业教育华伦海特在那里学习科学仪器的制作，对物理学很有兴趣仪器的制作，对物理学很有兴趣1707年他先后前往年他先后前往柏林、莱比锡、德累斯顿、哈勒等地，通过参观别的柏林、莱比锡、德累斯顿、哈勒等地，通过参观别的学者以及工匠的操作，学到了不少技术学者以及工匠的操作，学到了不少技术1708年在哥年在哥本哈根遇到了丹麦天文学家罗默本哈根遇到了丹麦天文学家罗默(1644——1710年年)，建，建立了友谊立了友谊 华伦海特•1715年华伦海特和数学家莱布尼茨合作年华伦海特和数学家莱布尼茨合作制成测定大海经度的时钟制成测定大海经度的时钟1724年华伦年华伦海特正式确立以他名字命名的温标同海特正式确立以他名字命名的温标同年，他被选为英国伦敦皇家学会会员年，他被选为英国伦敦皇家学会会员1736年他发明一种抽水泵，获得了专利，年他发明一种抽水泵，获得了专利，用这种泵抽干了荷兰一些低洼地里的水用这种泵抽干了荷兰一些低洼地里的水•1736年年9月月16日，华伦海特在荷兰海牙逝日，华伦海特在荷兰海牙逝世，终年世，终年50岁岁。
华伦海特•二、科学成就二、科学成就•1．华伦海特在物理学中的贡献是建立了华氏温标．华伦海特在物理学中的贡献是建立了华氏温标他把水的沸点定作他把水的沸点定作212°，冰点记作，冰点记作32°在书写华氏在书写华氏温度的时候，在数值后面加上温度的时候，在数值后面加上°F，，读作读作“华氏度华氏度”这种温标的一个优点在于，对于常用的温度，很少需这种温标的一个优点在于，对于常用的温度，很少需要负的度数要负的度数•2．此外，华伦海特发明了净化水银的方法，并且第．此外，华伦海特发明了净化水银的方法，并且第一次提出了在温度计中普遍使用水银的主张，他自己一次提出了在温度计中普遍使用水银的主张，他自己就制作过水银和酒精两种温度计华伦海特还发现了就制作过水银和酒精两种温度计华伦海特还发现了水的沸点随大气压变化的规律，应用这一规律研制成水的沸点随大气压变化的规律，应用这一规律研制成功沸点测高计功沸点测高计返回 摄尔修斯•一、生平简介一、生平简介 •摄耳修斯摄耳修斯(Anders Celsius,1701～～1744年年)瑞典物理学家瑞典物理学家1701年年11月月27日诞生于瑞典奥普萨拉日诞生于瑞典奥普萨拉。
摄摄耳修斯的父亲是奥普萨拉大学的天耳修斯的父亲是奥普萨拉大学的天文学教授，他在父亲的精心培养和文学教授，他在父亲的精心培养和教育下，从事天文学、数学和实验教育下，从事天文学、数学和实验物理学研究物理学研究1725年任奥普萨拉科年任奥普萨拉科学协会秘书他先在大学里教书，学协会秘书他先在大学里教书，几年后成了数学教授几年后成了数学教授1730年任天年任天文学教授文学教授1733年摄耳修斯先后前年摄耳修斯先后前往柏林和纽伦保，在纽伦堡出版了往柏林和纽伦保，在纽伦堡出版了《《北极光观测资料汇编北极光观测资料汇编》》一书 摄尔修斯• 1734年前往意大利和法国在巴黎结识了数年前往意大利和法国在巴黎结识了数学家和物理学家莫培丢学家和物理学家莫培丢(1698-1759年年)当时莫培丢正准备去北极，考察北极的子午线，来考证培丢正准备去北极，考察北极的子午线，来考证牛顿关于地球在两极扁平的理论牛顿关于地球在两极扁平的理论1736年摄耳修年摄耳修斯随法国远征队考察，终于证实了牛顿的理论斯随法国远征队考察，终于证实了牛顿的理论 • 1738年摄耳修斯回到奥普萨拉大学教天文学。
年摄耳修斯回到奥普萨拉大学教天文学1742年他参与新建天文台，几年后建成，成为瑞年他参与新建天文台，几年后建成，成为瑞典第一个近代科学装置典第一个近代科学装置• 摄耳修斯于摄耳修斯于1744年年4月月25日在瑞典奥普萨拉日在瑞典奥普萨拉去世，只活了去世，只活了43岁岁 摄尔修斯•二、科学贡献二、科学贡献• 摄耳修斯在物理学中的主要贡献是建立了摄氏摄耳修斯在物理学中的主要贡献是建立了摄氏温标，也叫做百分温标温标，也叫做百分温标1742年他写了一篇论文年他写了一篇论文《《温温度中两个不动刻度的观察度中两个不动刻度的观察》》，受到广泛的重视受到广泛的重视• 摄耳修斯把水的冰点和沸点作为固定点，还引摄耳修斯把水的冰点和沸点作为固定点，还引入百分刻度法，水的沸点定作入百分刻度法，水的沸点定作0°，冰点定作，冰点定作100°,这和这和现代摄氏温标的数序正好相反几年以后，摄耳修斯现代摄氏温标的数序正好相反几年以后，摄耳修斯的同事施勒默尔建议，把这个温标倒过来，冰点定作的同事施勒默尔建议，把这个温标倒过来，冰点定作0°，水的沸点定作，水的沸点定作100°。
1747年，奥普萨拉天文台就年，奥普萨拉天文台就采用了摄耳修斯的温标以后这一温标几乎被科学界采用了摄耳修斯的温标以后这一温标几乎被科学界普遍采用开始人们称它是普遍采用开始人们称它是“瑞典温度瑞典温度”，大约在，大约在1800年，人们才称它是摄氏温度计年，人们才称它是摄氏温度计返回 布朗•一、生平简介一、生平简介• 布朗 布朗(Robert Brown,1773～～1858年年)，英国植物学家英国植物学家1773年年12月月21日生于日生于苏格兰蒙德罗斯苏格兰蒙德罗斯• 布朗在阿伯丁和爱丁堡大学学医布朗在阿伯丁和爱丁堡大学学医21岁时，他在英国军队中当助理外科医岁时，他在英国军队中当助理外科医生1801—1805年期间，他以博物学家年期间，他以博物学家身份参加考察团，去澳大利亚海岸勘察身份参加考察团，去澳大利亚海岸勘察回来后当上林纳协会的图书馆馆长回来后当上林纳协会的图书馆馆长• 1858年年6月月10日，病逝于伦敦日，病逝于伦敦 科学成就• 1．发现了布朗运动．发现了布朗运动• 他在物理学上的贡献是发现了悬 他在物理学上的贡献是发现了悬浮在液体或气体中微小粒子所作的无浮在液体或气体中微小粒子所作的无规则运动规则运动——布朗运动。
布朗运动• 布朗运动是用显微镜才能看到的 布朗运动是用显微镜才能看到的悬浮在液体或气体中微小粒子所作的悬浮在液体或气体中微小粒子所作的无规则运动布朗最早研究了这种运无规则运动布朗最早研究了这种运动，动，1827年年8月发表了有关文章月发表了有关文章 布朗• 布朗采集了克拉花属植物的花粉，花粉粒子长约布朗采集了克拉花属植物的花粉，花粉粒子长约1/4000～～1/5000英寸，它们的形状介乎圆柱体和长方体英寸，它们的形状介乎圆柱体和长方体之间，将这种花粉浸入水中，他用显微镜观察到花粉的之间，将这种花粉浸入水中，他用显微镜观察到花粉的运动• 布朗的观察非常细致，然而他却从粒子形状的变化， 布朗的观察非常细致，然而他却从粒子形状的变化，误认为运动是由粒子本身引起的出于植物学家的本能，误认为运动是由粒子本身引起的出于植物学家的本能，他考虑会不会是由有机物的某种活力在起作用布朗还他考虑会不会是由有机物的某种活力在起作用布朗还用了枯萎的植物花粉，标本的花粉，甚至已经过了一百用了枯萎的植物花粉，标本的花粉，甚至已经过了一百多年的花粉，继续做实验结果都明显地看到同样的运多年的花粉，继续做实验。
结果都明显地看到同样的运动• 他惊呼：他惊呼：“植物死后这些分子保留生命力之长出植物死后这些分子保留生命力之长出乎意料 布朗•进而，他又进而，他又 用无机物如玻璃、花岗石的粉末，用无机物如玻璃、花岗石的粉末，以及烟粒子做实验，也观察到这种运动，当时以及烟粒子做实验，也观察到这种运动，当时没有找到引起运动的真正原因随着分子动理没有找到引起运动的真正原因随着分子动理论的发展，人们才了解到，布朗所观察到的微论的发展，人们才了解到，布朗所观察到的微粒的不规则运动，是它们受到来自各个方向的粒的不规则运动，是它们受到来自各个方向的液体或气体分子的不平衡撞击所引起的因此，液体或气体分子的不平衡撞击所引起的因此，布朗运动间接显示了物质分子处于永恒的热运布朗运动间接显示了物质分子处于永恒的热运动之中• 布朗运动的发现，给物质是由分子组成的 布朗运动的发现，给物质是由分子组成的理论提供了第一个直接的证据理论提供了第一个直接的证据返回 波意耳•一、生平简介一、生平简介• 玻意耳 玻意耳(1627—1691)是英国物理学家和化是英国物理学家和化学家1627年年1月月25日诞生于爱尔兰的利斯尔日诞生于爱尔兰的利斯尔城。
城 • 玻意耳幼年时候就显示出惊人的记忆力和 玻意耳幼年时候就显示出惊人的记忆力和语言才能他语言才能他8岁开始在爱顿小学学习岁开始在爱顿小学学习1638年随家庭教师一起周游欧洲大陆，先后在法国、年随家庭教师一起周游欧洲大陆，先后在法国、瑞士和意大利求学瑞士和意大利求学•1644年回到英格兰，在多塞郡的斯泰布里奇定居，阅读了大年回到英格兰，在多塞郡的斯泰布里奇定居，阅读了大量有关哲学、自然科学和神学的书籍，并且开始进行科学实量有关哲学、自然科学和神学的书籍，并且开始进行科学实验斯泰布里奇位于牛津和伦敦之间，交通很方便，玻意耳验斯泰布里奇位于牛津和伦敦之间，交通很方便，玻意耳自建了一个实验室，两地学者经常来这里聚会，探讨物理学、自建了一个实验室，两地学者经常来这里聚会，探讨物理学、化学和农业化学方面的学术问题玻意耳把这一科学家的聚化学和农业化学方面的学术问题玻意耳把这一科学家的聚会叫做会叫做“无形大学无形大学” 波意耳• 1654年玻意耳迁居牛津，在牛津大学建立了一个实年玻意耳迁居牛津，在牛津大学建立了一个实验室，积极参与验室，积极参与“牛津圈牛津圈”的学术活动的学术活动。
1659年玻意年玻意耳利用由耳利用由R.胡克研制成的真空泵，开始对空气的性质胡克研制成的真空泵，开始对空气的性质进行研究进行研究1660年出版了第一部著作年出版了第一部著作《《论空气的重量论空气的重量及其物理力学性质的新实验及其物理力学性质的新实验》》• 1662年玻意耳发现了气体的玻意耳定律年玻意耳发现了气体的玻意耳定律1663年，年，波意耳被选为英国伦敦皇家学会会员波意耳被选为英国伦敦皇家学会会员1680年被推选年被推选为皇家学会会长，因为身体不好，他谢绝了任命，后为皇家学会会长，因为身体不好，他谢绝了任命，后来隐居在祖传的庄园里著书立说来隐居在祖传的庄园里著书立说• 由于长期从事化学实验工作，经常同化学试剂接 由于长期从事化学实验工作，经常同化学试剂接触，晚年，玻意耳的健康状况越来越糟触，晚年，玻意耳的健康状况越来越糟• 玻意耳终生未婚 玻意耳终生未婚1619年年12月月30日，因病在伦敦日，因病在伦敦去世，终年去世，终年64岁 科学成就• 1．编写了．编写了《《涉及空气弹性及其效果的新物涉及空气弹性及其效果的新物理理——力学实验力学实验》》一书一书• 1659年玻意耳在年玻意耳在R.胡克协助下改进了胡克协助下改进了O.von盖利克发明的空气泵，利用它作了许多实验，盖利克发明的空气泵，利用它作了许多实验，观察到稀薄空气下水的沸腾，真空中虹吸失效观察到稀薄空气下水的沸腾，真空中虹吸失效及毛细管效应等现象。
他把这些实验结果汇编及毛细管效应等现象他把这些实验结果汇编成成《《涉及空气弹性及其效果的新物理涉及空气弹性及其效果的新物理—学实验学实验》》（（1660）一书 科学成就• 2．发现玻意耳定律．发现玻意耳定律• 玻意耳在物理学方面最主要的成就是发现了玻意 玻意耳在物理学方面最主要的成就是发现了玻意耳定律这是科学史上除机械运动之外的第一个定量耳定律这是科学史上除机械运动之外的第一个定量的自然定律玻意耳于的自然定律玻意耳于1662年发表了年发表了《《关于空气的弹关于空气的弹力和重量学说的答辩力和重量学说的答辩》》一书，书中不但阐述了玻意耳一书，书中不但阐述了玻意耳定律，而且还描述了另一个实验，初步发现空气在加定律，而且还描述了另一个实验，初步发现空气在加热的时候压强会增大的现象热的时候压强会增大的现象1676年法国物理学家年法国物理学家E.马略特也独立总结温度恒定时气体的压强与体积成反马略特也独立总结温度恒定时气体的压强与体积成反比的定律，在表述上比玻意耳完整，数据更令人信服比的定律，在表述上比玻意耳完整，数据更令人信服因此，这一定律以后被称为玻意耳因此，这一定律以后被称为玻意耳—马略特定律。
马略特定律 科学成就• 3．玻意耳还证明了空气是有重量的物质．玻意耳还证明了空气是有重量的物质他在他在1666年出版的年出版的《《流体静力学奇谈流体静力学奇谈》》一书中，一书中，对认为轻流体不可能对重流体施加压力的偏见作对认为轻流体不可能对重流体施加压力的偏见作了强有力的批驳此外，他还对大气压力对水的了强有力的批驳此外，他还对大气压力对水的沸点的影响，空气对声波传播的作用，空气的比沸点的影响，空气对声波传播的作用，空气的比重和它的折射率等进行了研究重和它的折射率等进行了研究• 4．玻意耳在物理上其他的成就还有：主张．玻意耳在物理上其他的成就还有：主张热是分子的运动，首先提出色光是白光的变种，热是分子的运动，首先提出色光是白光的变种，观察到静电感应现象，指出化学发光现象是冷光观察到静电感应现象，指出化学发光现象是冷光等等 趣闻轶事• 1．知识就是力量．知识就是力量• 玻意耳在哲学上笃信弗西斯 玻意耳在哲学上笃信弗西斯·培根的信培根的信条，他曾经向大数学家笛卡儿（条，他曾经向大数学家笛卡儿（1596—1650）宣传）宣传“知识就是力量，力量就是知识知识就是力量，力量就是知识”的观点，认为的观点，认为“空谈无济于事，实验决定空谈无济于事，实验决定一切一切”。
• 2．反对无神论．反对无神论• 玻意耳的晚年热衷于调和宗教与自然科玻意耳的晚年热衷于调和宗教与自然科学和矛盾他捐款设立玻意耳讲座，专门用学和矛盾他捐款设立玻意耳讲座，专门用来进行反对无神论的宣传来进行反对无神论的宣传 返回 盖.吕萨克•一、生平简介一、生平简介• 盖盖·吕萨克吕萨克(Louis_Joseph Gay_Lussac,1778～～1850年年)法国物理学家和化法国物理学家和化学家1778年年12月月6日诞生于法国上维埃纳的日诞生于法国上维埃纳的圣利奥纳德的一个学者世家圣利奥纳德的一个学者世家 • 盖 盖·吕萨克从小十分受宠，父亲经常向他吕萨克从小十分受宠，父亲经常向他灌输，他家世代书香门第，只有努力学习，才灌输，他家世代书香门第，只有努力学习，才对得住家庭的荣誉他一直用功读书，成绩优对得住家庭的荣誉他一直用功读书，成绩优良1797年考入巴黎高等工业学院，年考入巴黎高等工业学院，1800年毕年毕业后留校，在著名化学家贝多莱业后留校，在著名化学家贝多莱(1748—1822)名下当助手，名下当助手，1802年任实验教员年任实验教员 盖.吕萨克• 1805年年三三月月他他随随着着洪洪堡堡德德科科学学考考察察团团一一起起来来到到意意大大利利的的最最南南端端，，主主要要考考察察地地磁磁。
1806年年盖盖·吕吕萨萨克克当当选选为为法法国国科科学学院院院院士士，，1809年年任任巴巴黎黎高高等等工工业业学学院院化化学学教教授授，，索索邦邦学学院院的的物物理理学学教教授授1818年年任任法法国国政政府府的的火火药药制制造造厂厂总总监监1826年年当当选选为为俄俄国国彼彼得得堡堡科科学学院院名名誉誉院院士士1829年年任任法法国国造造币币厂厂首首席席化化验验员员1830年年当当选选为为法法国国国国民民议议会会议员同年任巴黎植物园化学教授同年任巴黎植物园化学教授• 盖盖·吕吕萨萨克克在在查查理理的的工工作作基基础础上上，，于于1801年年精精确确地地测测出出一一切切气气体体在在压压强强不不变变时时的的体体膨膨胀胀系系数数都相等• 此此外外，，他他于于1804年年9月月16日日创创造造了了高高空空气气球球升升到到7016米的记录米的记录• 1850年年5月月9日盖日盖·吕萨克在巴黎逝世吕萨克在巴黎逝世 科学成就• 1．．盖盖·吕吕萨萨克克在在物物理理学学方方面面的的主主要要贡贡献献，，是发现了盖是发现了盖·吕萨克定律吕萨克定律• 从 从1801年开始，盖年开始，盖·吕萨克对气体物理性质吕萨克对气体物理性质进行了系统的研究，很快就发现，任何气体在压进行了系统的研究，很快就发现，任何气体在压强不变的情况下，热膨胀系数不变。
强不变的情况下，热膨胀系数不变1802年，他年，他通过更深入的实验研究发现，在压强恒定的条件通过更深入的实验研究发现，在压强恒定的条件下，理想气体下，理想气体(盖盖·吕萨克称它是吕萨克称它是“永久气体永久气体”)“从冰点升高到水的沸点，从冰点升高到水的沸点，……如果用百分如果用百分温度计作标准温度计作标准(摄氏温标摄氏温标)”，温度每升高，温度每升高1℃，，气体的体积就增大了原来体积的气体的体积就增大了原来体积的0.00375，近似于，近似于1/267这就是盖这就是盖·吕萨克定律后来精确的实验吕萨克定律后来精确的实验证明，气体膨胀系数应该是证明，气体膨胀系数应该是1/273 科学成就• 2．他创造乘气球升空．他创造乘气球升空7016米的记录米的记录•在在气气球球上上，，他他的的测测量量结结果果表表明明，，高高空空磁磁场场几几乎乎没没有有任任何何变变化化，，他他从从6636米米高高空空收收集集的的空空气气样样品品和和接近地面的空气一样接近地面的空气一样• 3．．在在化化学学方方面面，，盖盖·吕吕萨萨克克也也有有不不少少重重要要的的发现• 1808年年他他发发现现了了化化学学元元素素硼硼。
1809年年他他用用电电火火花花使使氮氮气气和和氧氧气气的的混混合合物物变变成成了了氧氧化化氮氮1812年年发发现现了了一一种种绿绿色色气气体体，，取取名名叫叫氯氯1813年年和和法法国国化化学学家家贝贝鲁鲁兹兹一一起起发发现现了了一一种种紫紫色色物物质质，，取取名名叫叫“紫罗兰色紫罗兰色”，中文译作，中文译作“碘碘” 趣闻轶事 • 做勇敢的科学探险者做勇敢的科学探险者• 1804年年8月的一天，为了弄清高层大气的化学和电的月的一天，为了弄清高层大气的化学和电的性质，为了测量高空的地磁力，盖性质，为了测量高空的地磁力，盖·吕萨克和物理学家毕吕萨克和物理学家毕奥奥(1774—1862)一起，带着气压计、温度计、湿度计、静一起，带着气压计、温度计、湿度计、静电计以及测量磁力和磁倾角的仪器，还有青蛙、昆虫和鸟，电计以及测量磁力和磁倾角的仪器，还有青蛙、昆虫和鸟，乘坐拿破仑出征埃及时候留下的气球，升上了高空他们乘坐拿破仑出征埃及时候留下的气球，升上了高空他们从从2000米的高度开始测量和做实验，一直升到米的高度开始测量和做实验，一直升到5800米最后由于毕奥严重的头晕、耳疼，不得不下降，据说后由于毕奥严重的头晕、耳疼，不得不下降，据说“这个这个很活跃而且并非缺少勇气的毕奥，被降落的惊险吓得一度很活跃而且并非缺少勇气的毕奥，被降落的惊险吓得一度完全失魂落魂，不能自制完全失魂落魂，不能自制”。
一个半月以后，勇敢的盖一个半月以后，勇敢的盖·吕萨克独自乘气球再次升入高空，并且创造了气球升空吕萨克独自乘气球再次升入高空，并且创造了气球升空7016米的高度，进行了高空科学实验研究米的高度，进行了高空科学实验研究 返回 道尔顿•道尔顿 (1766-1844) • 道尔顿出生在英国坎伯兰的一个贫困的乡村，他的父亲是一个纺织工人道尔顿一家的生活十分困顿，道尔顿的一个弟弟和一个妹妹都因为饥饿和疾病而夭折•道尔顿在童年根本没有读书的条件，只是勉强接受了道尔顿在童年根本没有读书的条件，只是勉强接受了一点点初等教育，十岁时，他就去给一个富有的教士当一点点初等教育，十岁时，他就去给一个富有的教士当仆役在教士家里他有读了一些书，增长了很多知识在教士家里他有读了一些书，增长了很多知识于是两年后，他被推举为本村小学的教师于是两年后，他被推举为本村小学的教师 道尔顿• 道尔顿认为，要说明气体的特性就必须道尔顿认为，要说明气体的特性就必须知道它的压力他找到两种很容易分离的气知道它的压力他找到两种很容易分离的气体，分别测量了混合气体和各部分气体的压体，分别测量了混合气体和各部分气体的压力结果很有意思，装在容积一定的容器中力。
结果很有意思，装在容积一定的容器中的某种气体压力是不变的，引入第二种气体的某种气体压力是不变的，引入第二种气体后压力增加，但它等于两种气体的分压之和，后压力增加，但它等于两种气体的分压之和，两种气体单独的压力没有改变两种气体单独的压力没有改变• 于是道尔顿得出结论：混合气体的总压于是道尔顿得出结论：混合气体的总压等于组成它的各个气体的分压之和用气体等于组成它的各个气体的分压之和用气体具有微粒结构来解释就是，一种气体的微粒具有微粒结构来解释就是，一种气体的微粒或原子均匀的分布在另一种气体的原子之间或原子均匀的分布在另一种气体的原子之间，，因而这种气体的微粒所表示出来的性质与容因而这种气体的微粒所表示出来的性质与容器中没有另一种气体一样器中没有另一种气体一样 道尔顿• 18031803年年9 9月月6 6日，道尔顿在他笔记中写下日，道尔顿在他笔记中写下了原子论的要点：了原子论的要点： （一）（一） 原子是组成化学元素的、非常微小的、不可原子是组成化学元素的、非常微小的、不可在分割的物质微粒在化学反应中原子保持其本来的性在分割的物质微粒在化学反应中原子保持其本来的性质。
质 （二）（二） 同一种元素的所有原子的质量以及其他性质同一种元素的所有原子的质量以及其他性质完全相同不同元素的原子具有不同的质量以及其他性完全相同不同元素的原子具有不同的质量以及其他性质原子的质量是每一种元素的原子的最根本特征原子的质量是每一种元素的原子的最根本特征 （三）（三） 有简单数值比的元素的原子结合时，原子之有简单数值比的元素的原子结合时，原子之间就发生化学反应而生成化合物化合物的原子称为复间就发生化学反应而生成化合物化合物的原子称为复杂原子 （（四）四） 一种元素的原子与另一种元素的原子化合时，一种元素的原子与另一种元素的原子化合时，他们之间成简单的数值比他们之间成简单的数值比 道尔顿• 原子论建立以后，原子论建立以后，1816年，道尔顿被选为法国科学年，道尔顿被选为法国科学院院士；院院士；1817年，道尔顿被选为曼彻斯特文学哲学会会年，道尔顿被选为曼彻斯特文学哲学会会长；长；1826年，英国政府授予他金质科学勋章；年，英国政府授予他金质科学勋章；1828年，年，道尔顿被选为英国皇家学会会员；此后，他又相继被选为道尔顿被选为英国皇家学会会员；此后，他又相继被选为柏林科学院名誉院士、慕尼黑科学院名誉院士、莫斯科科柏林科学院名誉院士、慕尼黑科学院名誉院士、莫斯科科学协会名誉会员，还得到了当时牛津大学授予科学家的最学协会名誉会员，还得到了当时牛津大学授予科学家的最高荣誉高荣誉 — 法学博士称号。
法学博士称号• 在荣誉面前，道尔顿开始还是冷静的、谦虚的，但在荣誉面前，道尔顿开始还是冷静的、谦虚的，但是后来荣誉越来越高，他逐渐改变了，变得骄傲、保守，是后来荣誉越来越高，他逐渐改变了，变得骄傲、保守，最终走向了思想僵化、固步自封最终走向了思想僵化、固步自封 1808年，法国化学家吕萨克在原子论的影响下发年，法国化学家吕萨克在原子论的影响下发现了气体反应的体积定律，实际上这一定律也是对道尔顿现了气体反应的体积定律，实际上这一定律也是对道尔顿的原子论的一次论证，后来也得到了其他科学家的证实并的原子论的一次论证，后来也得到了其他科学家的证实并应用于测量气体元素的原子量应用于测量气体元素的原子量 道尔顿• 但是吕萨克定律却遭到了道尔顿本人的拒但是吕萨克定律却遭到了道尔顿本人的拒绝和反对，他不仅怀疑吕萨克的实验基础和理绝和反对，他不仅怀疑吕萨克的实验基础和理论分析，还对他进行了严厉的抨击论分析，还对他进行了严厉的抨击• 1811年，意大利物理学家阿佛加德罗建年，意大利物理学家阿佛加德罗建立了分子论，使道尔顿的原子论与吕萨克定律立了分子论，使道尔顿的原子论与吕萨克定律在新的理论基础上统一起来。
他也遭到了道尔在新的理论基础上统一起来他也遭到了道尔顿无情的反驳顿无情的反驳 虽然道尔顿的后半生科学贡献不大、甚至阻虽然道尔顿的后半生科学贡献不大、甚至阻挠别人的探索，人们还是给予了他深切的怀念挠别人的探索，人们还是给予了他深切的怀念 返回 拉瓦锡• 安托万－洛朗安托万－洛朗·拉瓦锡拉瓦锡 (1743-1794)生于巴黎拉瓦锡与他人合作制生于巴黎拉瓦锡与他人合作制定出化学物种命名原则，创立了化学定出化学物种命名原则，创立了化学物种分类新体系物种分类新体系• 拉瓦锡根据化学实验的经验，用拉瓦锡根据化学实验的经验，用清晰的语言阐明了质量守恒定律和它清晰的语言阐明了质量守恒定律和它在化学中的运用这些工作，特别是在化学中的运用这些工作，特别是他所提出的新观念、新理论、新思想他所提出的新观念、新理论、新思想,为近代化学的发展奠定了重要的基础，为近代化学的发展奠定了重要的基础，因而后人称拉瓦锡为近代化学之父因而后人称拉瓦锡为近代化学之父 拉瓦锡• 在学校是一个天才男孩在学校是一个天才男孩20岁时因出色地撰写岁时因出色地撰写了巴黎街道照明的设计文章而获得法国科学院的嘉了巴黎街道照明的设计文章而获得法国科学院的嘉奖。
几年之后，即奖几年之后，即1768年，他被评选为法国科学院年，他被评选为法国科学院的的“名誉院士名誉院士”• 他为后人留下的杰作是他为后人留下的杰作是《《化学概要化学概要》》，这篇论，这篇论文标志着现代化学的诞生在这篇论文中，拉瓦锡文标志着现代化学的诞生在这篇论文中，拉瓦锡除了正确地描述燃烧和吸收这两种现象之外，在历除了正确地描述燃烧和吸收这两种现象之外，在历史上还第一次开列出化学元素的准确名称名称的史上还第一次开列出化学元素的准确名称名称的确立建立在物质是由化学元素组成的这个基础之上确立建立在物质是由化学元素组成的这个基础之上而在此之前，这些元素有着不同的称谓在书中，而在此之前，这些元素有着不同的称谓在书中，拉瓦锡将化学方面所有处于混乱状态的发明创造整拉瓦锡将化学方面所有处于混乱状态的发明创造整理得有条有理理得有条有理 拉瓦锡• 1775年，拉瓦锡对氧气进行研究他发现燃烧时增年，拉瓦锡对氧气进行研究他发现燃烧时增加的质量恰好是氧气减少的质量以前认为可燃物燃烧加的质量恰好是氧气减少的质量以前认为可燃物燃烧时吸收了一部分空气，实际上是吸收了氧气，与氧气化时吸收了一部分空气，实际上是吸收了氧气，与氧气化合，这就是彻底推翻了燃素说的燃烧学说。
合，这就是彻底推翻了燃素说的燃烧学说• 1777年，拉瓦锡批判燃素学说：年，拉瓦锡批判燃素学说：“化学家从燃素说化学家从燃素说只能得出模糊的要素，它十分不确定，因此可以用来任只能得出模糊的要素，它十分不确定，因此可以用来任意地解释各种事物有时这一要素是有重量的，有时又意地解释各种事物有时这一要素是有重量的，有时又没有重量；有时它是自由之火，有时又说它与土素相化没有重量；有时它是自由之火，有时又说它与土素相化合成火；有时说它能通过容器壁的微孔，有时又说它不合成火；有时说它能通过容器壁的微孔，有时又说它不能透过；它能同时用来解释碱性和非碱性、透明性和非能透过；它能同时用来解释碱性和非碱性、透明性和非透明性、有颜色和无色它真是只变色虫，每时每刻都透明性、有颜色和无色它真是只变色虫，每时每刻都在改变它的面貌在改变它的面貌 拉瓦锡• 1777年年9月月5日，拉瓦锡向法国科学院提交日，拉瓦锡向法国科学院提交了划时代的了划时代的《《燃烧概论燃烧概论》》，系统地阐述了燃烧，系统地阐述了燃烧的氧化学说，将燃素说倒立的化学正立过来的氧化学说，将燃素说倒立的化学正立过来这本书后来被翻译成多国语言，逐渐扫清了燃这本书后来被翻译成多国语言，逐渐扫清了燃素说的影响。
素说的影响• 化学自此切断与古代炼丹术的联系，揭掉化学自此切断与古代炼丹术的联系，揭掉神秘和臆测的面纱，取而代之的是科学实验和神秘和臆测的面纱，取而代之的是科学实验和定量研究化学由此也进入定量化学（即近代定量研究化学由此也进入定量化学（即近代化学）时期因此称拉瓦锡是近代化学的奠基化学）时期因此称拉瓦锡是近代化学的奠基者，他当之无愧者，他当之无愧 拉瓦锡• 1789年法国大革命爆发，拉瓦锡由年法国大革命爆发，拉瓦锡由于曾经担任过包税官而自首入狱被诬于曾经担任过包税官而自首入狱被诬陷与法国的敌人有来往，犯有叛国罪，陷与法国的敌人有来往，犯有叛国罪，于于1794年年5月月8日处以绞刑日处以绞刑• 著名的法籍意大利数学家拉格朗日著名的法籍意大利数学家拉格朗日痛心地说：痛心地说：“他们可以一瞬间把他的头他们可以一瞬间把他的头割下，而他那样的头脑一百年也许长不割下，而他那样的头脑一百年也许长不出一个来出一个来 返回 拉普拉斯• 拉普拉斯拉普拉斯(1749-1827)(Laplace,Pierre-Simon，，marquisde)，，法国著名数学家和天文学家，拉普拉法国著名数学家和天文学家，拉普拉斯是天体力学的主要奠基人，是天体演化学的创立斯是天体力学的主要奠基人，是天体演化学的创立者之一，是分析概率论的创始人，是应用数学的先者之一，是分析概率论的创始人，是应用数学的先躯。
拉普拉斯用数学方法证明了行星的轨道大小只躯拉普拉斯用数学方法证明了行星的轨道大小只有周期性变化，这就是著名拉普拉斯的定理有周期性变化，这就是著名拉普拉斯的定理•他发表的天文学、数学和物理学的论文有他发表的天文学、数学和物理学的论文有270多篇，多篇，专著合计有专著合计有4006多页其中最有代表性的专著有多页其中最有代表性的专著有《《天体力学天体力学》》、、《《宇宙体系论宇宙体系论》》和和《《概率分析理论概率分析理论》》•1796年，他发表年，他发表《《宇宙体系论宇宙体系论》》因研究太阳系稳因研究太阳系稳定性的动力学问题被誉为法国的牛顿和天体力学之定性的动力学问题被誉为法国的牛顿和天体力学之父 拉普拉斯• 拉普拉斯生于法国诺曼底的博蒙，父亲是一个农拉普拉斯生于法国诺曼底的博蒙，父亲是一个农场主，他从青年时期就显示出卓越的数学才能，场主，他从青年时期就显示出卓越的数学才能，18岁时岁时离家赴巴黎，决定从事数学工作于是带着一封推荐信离家赴巴黎，决定从事数学工作于是带着一封推荐信去找当时法国著名学者达朗贝尔，但被后者拒绝接见去找当时法国著名学者达朗贝尔，但被后者拒绝接见拉普拉斯就寄去一篇力学方面的论文给达朗贝尔。
这篇拉普拉斯就寄去一篇力学方面的论文给达朗贝尔这篇论文出色至极，以至达朗贝尔忽然高兴得要当他的教父，论文出色至极，以至达朗贝尔忽然高兴得要当他的教父，并使拉普拉斯被推荐到军事学校教书此后，他同拉瓦并使拉普拉斯被推荐到军事学校教书此后，他同拉瓦锡在一起工作了一个时期，他们测定了许多物质的比热锡在一起工作了一个时期，他们测定了许多物质的比热• 1780年，他们两人证明了将一种化合物分解为其组成年，他们两人证明了将一种化合物分解为其组成元素所需的热量就等于这些元素形成该化合物时所放出元素所需的热量就等于这些元素形成该化合物时所放出的热量这可以看作是热化学的开端，而且，它也是继的热量这可以看作是热化学的开端，而且，它也是继布拉克关于潜热的研究工作之后向能量守恒定律迈进的布拉克关于潜热的研究工作之后向能量守恒定律迈进的又一个里程碑，又一个里程碑，60年后这个定律终于瓜熟蒂落地诞生了年后这个定律终于瓜熟蒂落地诞生了 拉普拉斯• 拉普拉斯的主要注意力集中在天体力学的研究上面，拉普拉斯的主要注意力集中在天体力学的研究上面，尤其是太阳系天体摄动，以及太阳系的普遍稳定性问题尤其是太阳系天体摄动，以及太阳系的普遍稳定性问题。
•他把牛顿的万有引力定律应用到整个太阳系，他把牛顿的万有引力定律应用到整个太阳系，1773年解决年解决了一个当时著名的难题：解释木星轨道为什么在不断地收了一个当时著名的难题：解释木星轨道为什么在不断地收缩，而同时土星的轨道又在不断地膨胀拉普拉斯用数学缩，而同时土星的轨道又在不断地膨胀拉普拉斯用数学方法证明行星平均运动的不变性，并证明为偏心率和倾角方法证明行星平均运动的不变性，并证明为偏心率和倾角的的3次幂这就是著名的拉普拉斯定理，从此开始了太阳次幂这就是著名的拉普拉斯定理，从此开始了太阳系稳定性问题的研究系稳定性问题的研究• 同年，他成为法国科学院副院士，同年，他成为法国科学院副院士，1784～～1785年，他年，他求得天体对其外任一质点的引力分量可以用一个势函数来求得天体对其外任一质点的引力分量可以用一个势函数来表示，这个势函数满足一个偏微分方程，即著名的拉普拉表示，这个势函数满足一个偏微分方程，即著名的拉普拉斯方程 拉普拉斯• 1785年他被选为科学院院士年他被选为科学院院士 1786年证明行星轨年证明行星轨道的偏心率和倾角总保持很小和恒定，即不会积累也道的偏心率和倾角总保持很小和恒定，即不会积累也不会消解。
不会消解1787年发现月球的加速度同地球轨道的偏年发现月球的加速度同地球轨道的偏心率有关，从理论上解决了太阳系动态中观测到的最心率有关，从理论上解决了太阳系动态中观测到的最后一个反常问题后一个反常问题• 1796年他的著作年他的著作《《宇宙体系论宇宙体系论》》问世，书中提出问世，书中提出了对后来有重大影响的关于行星起源的星云假说他了对后来有重大影响的关于行星起源的星云假说他长期从事大行星运动理论和月球运动理论方面的研究，长期从事大行星运动理论和月球运动理论方面的研究，在总结前人研究的基础上取得大量重要成果，他的这在总结前人研究的基础上取得大量重要成果，他的这些成果集中在些成果集中在1799～～1825年出版的年出版的5卷卷16册巨著册巨著《《天体天体力学力学》》之内在这部著作中第一次提出天体力学这一之内在这部著作中第一次提出天体力学这一名词，是经典天体力学的代表作名词，是经典天体力学的代表作 拉普拉斯• 拉普拉斯的著名杰作拉普拉斯的著名杰作《《天体力学天体力学》》，集各家，集各家之大成，书中第一次提出了之大成，书中第一次提出了“天体力学天体力学”的学科的学科名称，是经典天体力学的代表著作。
名称，是经典天体力学的代表著作《《宇宙系统宇宙系统论论》》是拉普拉斯另一部名垂千古的杰作在这部是拉普拉斯另一部名垂千古的杰作在这部书中，他独立于康德，提出了第一个科学的太阳书中，他独立于康德，提出了第一个科学的太阳系起源理论系起源理论——星云说康德的星云说是从哲学星云说康德的星云说是从哲学角度提出的，而拉普拉斯则从数学、力学角度充角度提出的，而拉普拉斯则从数学、力学角度充实了星云说，因此，人们常常把他们两人的星云实了星云说，因此，人们常常把他们两人的星云说称为说称为“康德康德-拉普拉斯星云说拉普拉斯星云说”• 拉普拉斯在数学和物理学方面也有重要贡献，拉普拉斯在数学和物理学方面也有重要贡献，以他的名字命名的拉普拉斯变换和拉普拉斯方程，以他的名字命名的拉普拉斯变换和拉普拉斯方程，在科学技术的各个领域有着广泛的应用在科学技术的各个领域有着广泛的应用返回 傅里叶• 法国数学家、物理学家法国数学家、物理学家17681768年年3 3月月2121日日生于欧塞尔，生于欧塞尔， 18301830年年5 5月月1616日卒于巴黎日卒于巴黎• 9 9岁父母双亡，岁父母双亡， 被当地教堂收养被当地教堂收养 。
1212岁岁由一主教送入地方军事学校读书由一主教送入地方军事学校读书1717岁岁（（17851785）回乡教数学，）回乡教数学，17941794到巴到巴 黎，成为高黎，成为高等师范学校的首批学员，等师范学校的首批学员， 次年到巴黎综合工科次年到巴黎综合工科学校执教学校执教• 17981798年随拿破仑远征埃及年随拿破仑远征埃及 时任军中文书时任军中文书和埃及研究院秘书，和埃及研究院秘书，18011801年回国后任伊泽尔年回国后任伊泽尔 省地方长官省地方长官18171817年当选为科学院院年当选为科学院院 士，士，18221822年任该院终身秘书，后又任法兰西学院终年任该院终身秘书，后又任法兰西学院终身秘书和理工科大学校务委身秘书和理工科大学校务委 员会主席员会主席 傅里叶•主要主要 贡献是在研究热的传播时创立了贡献是在研究热的传播时创立了一套数学理论一套数学理论•18071807年向巴黎科学院呈交年向巴黎科学院呈交《《热的传播热的传播》》论文，论文， 推导推导 出著名的热传导方程出著名的热传导方程 ，，并在求解该方程时发现解函数可以由并在求解该方程时发现解函数可以由三角函数构成的级数形式表示三角函数构成的级数形式表示 ，从而，从而提出任一函数都可以展成三角函数的提出任一函数都可以展成三角函数的无穷级数。
无穷级数返回 克拉柏龙•一、生平简介一、生平简介• 克拉珀龙克拉珀龙(1799～～1864年年)法国物理学家法国物理学家1799年年2月月26日诞生于法国巴黎日诞生于法国巴黎• 1818年，克拉珀龙于法国高等工业大学毕业年，克拉珀龙于法国高等工业大学毕业后在矿业学院工作后在矿业学院工作1820年他到俄国彼得堡公共年他到俄国彼得堡公共土木工程学院进修和工作回国后，克拉珀龙从土木工程学院进修和工作回国后，克拉珀龙从事铁路工程，特别是蒸汽机车的设计和结构方面事铁路工程，特别是蒸汽机车的设计和结构方面的研究1848年接替大数学家科西年接替大数学家科西(1789—1857)任法国科学院院士任法国科学院院士1844年任桥梁道路工程学院年任桥梁道路工程学院教授，讲授有关蒸汽机的课程教授，讲授有关蒸汽机的课程• 克拉珀龙于克拉珀龙于1864年年1月月28日在巴黎去世，终日在巴黎去世，终年年65岁 科学贡献•1．建立卡诺循环的示功图，并从示功图计算热机的效率建立卡诺循环的示功图，并从示功图计算热机的效率•卡诺工作的价值当时没有人认识卡诺工作的价值当时没有人认识1834年克拉珀龙认识年克拉珀龙认识到这个问题的重要性，写了一篇到这个问题的重要性，写了一篇《《关于热的动力关于热的动力》》论文。
论文克拉珀龙在示功压容图上把卡诺循环中两个等温过程和克拉珀龙在示功压容图上把卡诺循环中两个等温过程和两个绝热过程用四条压容曲线表示出来，并且指出卡诺两个绝热过程用四条压容曲线表示出来，并且指出卡诺的理想热机在一次循环中所作的功，正好等于这四条压的理想热机在一次循环中所作的功，正好等于这四条压容曲线所围成的面积这样从图中不但可以估计出一个容曲线所围成的面积这样从图中不但可以估计出一个循环变化过程所作的功，而且能提出可以由所作功和这循环变化过程所作的功，而且能提出可以由所作功和这一循环所供应的热量之比来给一台热机的效率进行测量一循环所供应的热量之比来给一台热机的效率进行测量•克拉珀龙的工作后来被开尔文和克劳修斯克拉珀龙的工作后来被开尔文和克劳修斯(1822—1888)作为热力学第二定律的基础重新研究，这时候人们才认作为热力学第二定律的基础重新研究，这时候人们才认识克拉珀龙工作的真正意义识克拉珀龙工作的真正意义 科学贡献•2．建立了理想气体的克拉珀龙方程．建立了理想气体的克拉珀龙方程•克拉珀龙还提出了以他的名字为名的理想气体的状态克拉珀龙还提出了以他的名字为名的理想气体的状态方程方程,它比一定质量的理想气体的状态方程。
应用范它比一定质量的理想气体的状态方程应用范围更为广泛前者可由后者推得但在历史上，克拉围更为广泛前者可由后者推得但在历史上，克拉珀龙的方程是由气体的实验定律归纳出来的珀龙的方程是由气体的实验定律归纳出来的•3．在铁路工程方面有丰富的经验和知识．在铁路工程方面有丰富的经验和知识•他设计了法国的第一条铁路线，并为法国第一座铁路他设计了法国的第一条铁路线，并为法国第一座铁路桥的建造提供了计算方法和数据，他因此而发明了关桥的建造提供了计算方法和数据，他因此而发明了关于支撑力矩的克拉珀龙计算法于支撑力矩的克拉珀龙计算法返回 开尔文•开尔文开尔文 (1824-1907), 又译又译开尔芬开尔芬•开尔文是英国著名物理学家、发明开尔文是英国著名物理学家、发明家，原名家，原名W.汤姆孙汤姆孙•他是本世纪的最伟大的人物之一，他是本世纪的最伟大的人物之一，是一个伟大的数学物理学家兼电学是一个伟大的数学物理学家兼电学家他被看作英帝国的第一位物理家他被看作英帝国的第一位物理学家，同时受到世界其他国家的赞学家，同时受到世界其他国家的赞赏他的一生获得了一切可能给予赏他的一生获得了一切可能给予的荣誉而他也无愧于这一切，这的荣誉。
而他也无愧于这一切，这是他在漫长的一生中所作的实际努是他在漫长的一生中所作的实际努力而获得的使他赢得了广泛的声力而获得的使他赢得了广泛的声誉 开尔文• 1824年年6月月26日开尔文生于爱尔兰的贝尔法斯日开尔文生于爱尔兰的贝尔法斯特他从小聪慧好学，特他从小聪慧好学，10岁时就进格拉斯哥大岁时就进格拉斯哥大学预科学习学预科学习17岁时，曾立志：岁时，曾立志：“科学领路到科学领路到哪里，就在哪里攀登不息哪里，就在哪里攀登不息”•1845年毕业于剑桥大学，在大学学习期间曾获年毕业于剑桥大学，在大学学习期间曾获兰格勒奖金第二名，史密斯奖金第一名兰格勒奖金第二名，史密斯奖金第一名•毕业后他赴巴黎跟随物理学家和化学家毕业后他赴巴黎跟随物理学家和化学家V.勒尼勒尼奥从事实验工作一年，奥从事实验工作一年，1846年受聘为格拉斯哥年受聘为格拉斯哥大学自然哲学（物理学当时的别名）教授，任大学自然哲学（物理学当时的别名）教授，任职达职达53年之久 开尔文•由于装设第一条大西洋海底电缆有功，由于装设第一条大西洋海底电缆有功，英政府于英政府于1866年封他为爵士，并于年封他为爵士，并于1892年晋升为开尔文勋爵，开尔文这年晋升为开尔文勋爵，开尔文这个名字就是从此开始的。
个名字就是从此开始的•1890～～1895年任伦敦皇家学会会长年任伦敦皇家学会会长1877年被选为法国科学院院士年被选为法国科学院院士•1904年任格拉斯哥大学校长，直到年任格拉斯哥大学校长，直到1907年年12月月17日在苏格兰的内瑟霍尔日在苏格兰的内瑟霍尔逝世为止逝世为止 开尔文• 开尔文是热力学的主要奠基人之一，在热力学的发开尔文是热力学的主要奠基人之一，在热力学的发展中作出了一系列的重大贡献他根据盖展中作出了一系列的重大贡献他根据盖-吕萨克、卡吕萨克、卡诺和克拉珀龙的理论于诺和克拉珀龙的理论于1848年创立了热力学温标他指年创立了热力学温标他指出：出：“这个温标的特点是它完全不依赖于任何特殊物质这个温标的特点是它完全不依赖于任何特殊物质的物理性质的物理性质这是现代科学上的标准温标这是现代科学上的标准温标•他是热力学第二定律的两个主要奠基人之一（另一个是他是热力学第二定律的两个主要奠基人之一（另一个是克劳修斯），克劳修斯），1851年他提出热力学第二定律：年他提出热力学第二定律：“不可能不可能从单一热源吸热使之完全变为有用功而不产生其他影响从单一热源吸热使之完全变为有用功而不产生其他影响。
这是公认的热力学第二定律的标准说法他从热力学这是公认的热力学第二定律的标准说法他从热力学第二定律断言，能量耗散是普遍的趋势第二定律断言，能量耗散是普遍的趋势 开尔文• 1852年他与焦耳合作进一步研究气体的内能，年他与焦耳合作进一步研究气体的内能，对焦耳气体自由膨胀实验作了改进，进行气体膨胀对焦耳气体自由膨胀实验作了改进，进行气体膨胀的多孔塞实验，发现了焦耳－汤姆孙效应，即气体的多孔塞实验，发现了焦耳－汤姆孙效应，即气体经多孔塞绝热膨胀后所引起的温度的变化现象这经多孔塞绝热膨胀后所引起的温度的变化现象这一发现成为获得低温的主要方法之一，广泛地应用一发现成为获得低温的主要方法之一，广泛地应用到低温技术中到低温技术中• 1856年他从理论研究上预言了一种新的温差电年他从理论研究上预言了一种新的温差电效应，即当电流在温度不均匀的导体中流过时，导效应，即当电流在温度不均匀的导体中流过时，导体除产生不可逆的焦耳热之外，还要吸收或放出一体除产生不可逆的焦耳热之外，还要吸收或放出一定的热量（称为汤姆孙热）这一现象后叫汤姆孙定的热量（称为汤姆孙热）这一现象后叫汤姆孙效应 开尔文• 开尔文一生谦虚勤奋，意志坚强，不怕失败，百开尔文一生谦虚勤奋，意志坚强，不怕失败，百折不挠。
他这种终生不懈地为科学事业奋斗的精神，折不挠他这种终生不懈地为科学事业奋斗的精神，永远为后人敬仰永远为后人敬仰1896年在格拉斯哥大学庆祝他年在格拉斯哥大学庆祝他50周周年教授生涯大会上，他说：年教授生涯大会上，他说：“有两个字最能代表我有两个字最能代表我50年内在科学研究上的奋斗，就是年内在科学研究上的奋斗，就是‘失败失败’两字这这足以说明他的谦虚品德足以说明他的谦虚品德•为了纪念他在科学上的功绩，国际计量大会把热力学为了纪念他在科学上的功绩，国际计量大会把热力学温标（即绝对温标）称为开尔文（开氏）温标，热力温标（即绝对温标）称为开尔文（开氏）温标，热力学温度以开尔文为单位，是现在国际单位制中七个基学温度以开尔文为单位，是现在国际单位制中七个基本单位之一本单位之一 开尔文的一生是非常成功的，他可以算开尔文的一生是非常成功的，他可以算作世界上最伟大的科学家中的一位作世界上最伟大的科学家中的一位•他于他于1907年年12月月17日去世时，得到了几乎整个英国和日去世时，得到了几乎整个英国和全世界科学家的哀悼他的遗体被安葬在威斯敏斯特全世界科学家的哀悼他的遗体被安葬在威斯敏斯特教堂牛顿墓的旁边。
教堂牛顿墓的旁边 返回 伦福德• 伦福德伦福德(1753--1814)伯爵：伯爵：原名原名本杰明本杰明·汤普逊，物理学家，出汤普逊，物理学家，出生于美国，生于美国， 1775年美国独立战争期间年美国独立战争期间逃到英国逃到英国,被英王乔治三世封为爵士被英王乔治三世封为爵士后后来加入英国国籍来加入英国国籍• 1798年向英国皇家学会提出了年向英国皇家学会提出了一个报告，说他在慕尼黑监督炮一个报告，说他在慕尼黑监督炮筒钻孔工作时，注意到炮筒温度筒钻孔工作时，注意到炮筒温度升高，钻削下的金属屑温度更高升高，钻削下的金属屑温度更高的现象 伦福德• 他提出了大量的热是从哪里来的这个问题他在他提出了大量的热是从哪里来的这个问题他在尽量作到绝热的条件下进行了一系列钻孔实验，比尽量作到绝热的条件下进行了一系列钻孔实验，比较了钻孔前后金属和碎屑的比热，发现钻磨不会改较了钻孔前后金属和碎屑的比热，发现钻磨不会改变金属的比热他还用很钝的钻头钻炮筒，半小时变金属的比热他还用很钝的钻头钻炮筒，半小时后炮筒从后炮筒从60度度F升温到升温到130度度F，，金属碎屑只有五十金属碎屑只有五十多克，相当于炮筒质量的九百四十八分之一，这一多克，相当于炮筒质量的九百四十八分之一，这一小部分碎屑能够放出这么大的小部分碎屑能够放出这么大的“潜热潜热”吗？吗？• 他在笔记中写道：他在笔记中写道：“看来在这些实验中，由摩擦看来在这些实验中，由摩擦产生热的源泉是不可穷尽的。
不待说，任何与外界产生热的源泉是不可穷尽的不待说，任何与外界隔绝的物体或物体系，能够无限制地提供出来的东隔绝的物体或物体系，能够无限制地提供出来的东西，决不可能是具体的物质实体；在我看来，在这西，决不可能是具体的物质实体；在我看来，在这些实验中被激发出来的热，除了把它看作是些实验中被激发出来的热，除了把它看作是‘运动运动’以外，似乎很难把它看作为其他任何东西以外，似乎很难把它看作为其他任何东西返回 卡诺•一、生平简介一、生平简介 • 卡诺（卡诺（SadiSadi Carnot,1796— Carnot,1796—18321832年）法国军事工程师、物理学年）法国军事工程师、物理学家• 17961796年年6 6月月1 1日生于巴黎卡诺日生于巴黎卡诺的父亲是政治活动家，数学修养较的父亲是政治活动家，数学修养较高他的父亲在政治上失败后，经高他的父亲在政治上失败后，经常在家中教育卡诺常在家中教育卡诺 • 18121812年进巴黎查理曼大帝公立年进巴黎查理曼大帝公立中学学习，不久以优异成绩考入巴中学学习，不久以优异成绩考入巴黎工艺学院，从师于黎工艺学院，从师于S S．．DD．．泊松、泊松、J J．．L L．．盖盖- -吕萨克吕萨克、、A A．．MM．．安培安培和和D D．．F F．．J J．．阿喇戈等人。
阿喇戈等人 卡诺• 1814年进工兵学校年进工兵学校1816年任少尉军官年任少尉军官1819年在年在巴黎任职于总参谋部，次年请长假回家，编入预备役，巴黎任职于总参谋部，次年请长假回家，编入预备役，继续从事他所酷爱的自然科学的学习和研究继续从事他所酷爱的自然科学的学习和研究• 大概从大概从1820年开始，他潜心于蒸汽机的研究年开始，他潜心于蒸汽机的研究1824年年卡诺发表了名著卡诺发表了名著《《谈谈火的动力和能发动这种动力的机谈谈火的动力和能发动这种动力的机器器》》，，但当时并没有引起人们的注意，直到他逝世后才但当时并没有引起人们的注意，直到他逝世后才引起人们的重视引起人们的重视1827年，卡诺又被总参谋部召回服役，年，卡诺又被总参谋部召回服役，并将他以上尉身份派往现役部队任军事工程师在里昂并将他以上尉身份派往现役部队任军事工程师在里昂等地经过短期工作后，等地经过短期工作后，1828年卡诺永远辞去了在军队中年卡诺永远辞去了在军队中的职务，回到巴黎继续研究蒸汽机的理论的职务，回到巴黎继续研究蒸汽机的理论• 1832年因染霍乱病于年因染霍乱病于8月月24日逝世，年仅日逝世，年仅36岁。
由于岁由于害怕传染，他的随身物件，包括他的著作、手稿，均被害怕传染，他的随身物件，包括他的著作、手稿，均被焚毁 科学成就• 在卡诺时代，蒸汽机已获得广泛应用，但效率很低在卡诺时代，蒸汽机已获得广泛应用，但效率很低卡诺看到从国外进口的发动机，尤其是英国制造的发动卡诺看到从国外进口的发动机，尤其是英国制造的发动机，它们的性能远远超过法国生产的他决心投身于发机，它们的性能远远超过法国生产的他决心投身于发动机的研究工作中去他从理论上对理想热机的工作原动机的研究工作中去他从理论上对理想热机的工作原理进行研究理进行研究• 1824年卡诺发表年卡诺发表《《论火的动力论火的动力》》，文章中指出了提，文章中指出了提高热机效率的方向他引入工作循环的概念，这就是所高热机效率的方向他引入工作循环的概念，这就是所谓的谓的“卡诺循环卡诺循环”还以热质为基础证明效率最高的热还以热质为基础证明效率最高的热力学发动机，它的所有的工作循环都是可逆的显然，力学发动机，它的所有的工作循环都是可逆的显然，热质的观念是错误的，但他提出的原理却是正确的这热质的观念是错误的，但他提出的原理却是正确的这一原理后来被克劳修斯和开尔文加以论证，推广为热力一原理后来被克劳修斯和开尔文加以论证，推广为热力学第二定律。
学第二定律 趣闻轶事• 没有公布的论文没有公布的论文 • 1832年年8月月24日卡诺在巴黎去世值得一提的是他日卡诺在巴黎去世值得一提的是他在逝世之前已经发现了热功转化的规律，放弃了他原在逝世之前已经发现了热功转化的规律，放弃了他原来信奉的热质说来信奉的热质说• “热不过是动力，或者更确切地说，不过是改变了热不过是动力，或者更确切地说，不过是改变了形式的运动动力是自然界的一个不变量，动力既不形式的运动动力是自然界的一个不变量，动力既不能创造也不能消灭能创造也不能消灭可惜的是他的这个宝贵的思想可惜的是他的这个宝贵的思想并没有发挥作用，因为他当时没有公布他的论文，卡并没有发挥作用，因为他当时没有公布他的论文，卡诺记在笔记本中的这些见解是在诺记在笔记本中的这些见解是在1878年由他的弟弟从年由他的弟弟从幸免被毁的笔记残页中发现并公布的幸免被毁的笔记残页中发现并公布的返回 迈尔•一、生平简介一、生平简介• 迈尔， 迈尔，J J．．R R．．(Julius Robert (Julius Robert Mayer,1814Mayer,1814～～1878)1878)，，德国物理学德国物理学家，能量守恒定律的发现者之一，家，能量守恒定律的发现者之一，热力学与生物物理学的先驱。
热力学与生物物理学的先驱•18141814年年1111月月2525日生于符腾堡（今日生于符腾堡（今巴登巴登- -符腾堡）的海尔布隆，他的父符腾堡）的海尔布隆，他的父亲是个药店主亲是个药店主18321832年进蒂宾根大年进蒂宾根大学医学系学医学系18371837年因参加一个秘密年因参加一个秘密的学生团体而被停学一年，致使神的学生团体而被停学一年，致使神经受到刺激第二年复学后获得医经受到刺激第二年复学后获得医学博士学位学博士学位 迈尔• 迈尔一生的遭遇很不幸，他的迈尔一生的遭遇很不幸，他的3 3个孩子在个孩子在18461846年年和和18481848年相继夭亡他的科学成就长期得不到社会的年相继夭亡他的科学成就长期得不到社会的承认，甚至受到攻击这些挫折使他在承认，甚至受到攻击这些挫折使他在18501850年年5 5月的一月的一个夜晚跳楼自杀，幸未致死，但患了精神错乱症七个夜晚跳楼自杀，幸未致死，但患了精神错乱症七八年之后，迈尔逐渐恢复了健康他的科学成就逐渐八年之后，迈尔逐渐恢复了健康他的科学成就逐渐为社会所承认为社会所承认• 18581858年瑞士巴塞尔自然科学院受他为荣誉院士。
年瑞士巴塞尔自然科学院受他为荣誉院士他在他在18601860年左右开始出席科学会议由于英国物理学年左右开始出席科学会议由于英国物理学家家J J．．廷德耳的力争，迈尔的科学成就在英国也得到了廷德耳的力争，迈尔的科学成就在英国也得到了承认18711871年，他晚于焦耳一年获得了英国皇家学会年，他晚于焦耳一年获得了英国皇家学会的科普利奖章以后他还获得蒂宾根大学的荣誉哲学的科普利奖章以后他还获得蒂宾根大学的荣誉哲学博士，巴伐利亚和意大利都灵科学院院士的称号博士，巴伐利亚和意大利都灵科学院院士的称号• 18781878年年3 3月月2020日因右肺结核感染在海尔布隆逝世日因右肺结核感染在海尔布隆逝世 科学成就• 1840年迈尔随船队到达爪哇，在给病人作放血治疗的年迈尔随船队到达爪哇，在给病人作放血治疗的时候发现，病人静脉中的血液不寻常地呈鲜红色这个现时候发现，病人静脉中的血液不寻常地呈鲜红色这个现象促使他对整个生物热的问题开始作系统的研究当时大象促使他对整个生物热的问题开始作系统的研究当时大家公认的拉瓦锡家公认的拉瓦锡(1743-1794)理论认为，生物体通过吸进理论认为，生物体通过吸进氧气的缓慢氧化，产生维持生命的热量。
人肺的功能就是氧气的缓慢氧化，产生维持生命的热量人肺的功能就是通过呼吸，吸进新鲜空气，流经肺叶的血液从中吸收氧气通过呼吸，吸进新鲜空气，流经肺叶的血液从中吸收氧气后变成鲜红色迈尔想到，爪哇地处热带，体热的维持一后变成鲜红色迈尔想到，爪哇地处热带，体热的维持一定比较容易，因此维持体热所需要消耗的氧气也比较少定比较容易，因此维持体热所需要消耗的氧气也比较少这样，血液自然比较红，即使是静脉中的血液也是这样这样，血液自然比较红，即使是静脉中的血液也是这样• 迈尔在物理学上的主要成就是建立了能量守迈尔在物理学上的主要成就是建立了能量守恒原理 科学成就• 迈尔从爪哇回国后，在迈尔从爪哇回国后，在18421842年五月写了一篇题为年五月写了一篇题为《《论热的量和质的测定论热的量和质的测定》》的论文，于这年的论文，于这年6 6月月1616日寄给日寄给由由J J．．CC．．波根多夫主编的波根多夫主编的《《物理学与化学杂志物理学与化学杂志》》• 迈尔很快发现这篇论文的缺陷，决心进一步学习物 迈尔很快发现这篇论文的缺陷，决心进一步学习物理学和数学，在此基础上，于理学和数学，在此基础上，于18421842年写出年写出《《论无机界的论无机界的力力》》，，在在J J．．vonvon李比希主编的李比希主编的《《化学与药学杂志化学与药学杂志》》上上发表了。
在这篇论文中，他仍然因等于果的命题，论证发表了在这篇论文中，他仍然因等于果的命题，论证一切自然力（即能量）是不灭的他还论证了落体力一切自然力（即能量）是不灭的他还论证了落体力（即势能）可以转化为运动（即动能），并开始用质量（即势能）可以转化为运动（即动能），并开始用质量与速度的二次方的积来表示运动与速度的二次方的积来表示运动• 因此迈尔是历史上第一个提出能量守恒定律并计算因此迈尔是历史上第一个提出能量守恒定律并计算出热功当量的人出热功当量的人 趣闻轶事• 一个新理论要被世人承认，有时要做出艰一个新理论要被世人承认，有时要做出艰苦的努力迈尔的能量守恒思想被世人承认经苦的努力迈尔的能量守恒思想被世人承认经历了漫长过程历了漫长过程• 传说迈尔传说迈尔《《论无机界中的力论无机界中的力》》发表不久，发表不久，著名物理学家约利在海德尔堡和迈尔相遇，他著名物理学家约利在海德尔堡和迈尔相遇，他带着嘲讽的口吻对迈尔说：带着嘲讽的口吻对迈尔说：“如果你的理论是如果你的理论是正确的话，水就能够被晃动而加热正确的话，水就能够被晃动而加热迈尔听迈尔听了很生气，一句话也没说就走了。
过了几个星了很生气，一句话也没说就走了过了几个星期，迈尔专程前往约利住处，一进门就大声说：期，迈尔专程前往约利住处，一进门就大声说：“正是那样！正是那样！正是那样！正是那样！”约利感到不解胸约利感到不解胸有成竹的迈尔详细地向约利说明了自己的理论，有成竹的迈尔详细地向约利说明了自己的理论，这才使约利从摇头开始变为点头这才使约利从摇头开始变为点头 趣闻轶事• 迈尔始终没有停止能量守恒问题的研究他认识到，迈尔始终没有停止能量守恒问题的研究他认识到，为了让别人接受自己的理论，必须要确定热和运动之间为了让别人接受自己的理论，必须要确定热和运动之间的定量关系，就是求出产生一定量的热需要多少运动，的定量关系，就是求出产生一定量的热需要多少运动，或者反过来，产生一定量的运动需要多少热或者反过来，产生一定量的运动需要多少热• 据说迈尔曾经在一家造纸厂设计了一个实验，他有据说迈尔曾经在一家造纸厂设计了一个实验，他有一匹马拉着搅拌棒转圈子来搅拌大锅里的纸浆，只要测一匹马拉着搅拌棒转圈子来搅拌大锅里的纸浆，只要测出纸浆的温度升高了多少，就可以得出马做一定量的机出纸浆的温度升高了多少，就可以得出马做一定量的机械功所产生的热是多少。
不过他的实验作得很不精确械功所产生的热是多少不过他的实验作得很不精确1848年迈尔发表了第三篇关于守恒问题的论文，把能量年迈尔发表了第三篇关于守恒问题的论文，把能量守恒和转换的思想扩大到电学、磁学和化学等现象，从守恒和转换的思想扩大到电学、磁学和化学等现象，从而上升为普遍规律而上升为普遍规律• 由于迈尔作出了这些开创性的研究，他被后人公认由于迈尔作出了这些开创性的研究，他被后人公认是科学史上第一个提出能量守恒原理的科学家是科学史上第一个提出能量守恒原理的科学家返回 亥姆霍兹•一、生平简介一、生平简介•亥姆霍兹，亥姆霍兹，H．．von (Hermann von Helmholtz 1821～～1894) 德国物理学家、生理学家德国物理学家、生理学家1821年年10月月31日生于柏林的波茨坦日生于柏林的波茨坦•中学毕业后由于经济上的原因未能进大学，中学毕业后由于经济上的原因未能进大学，以毕业后需在军队服役以毕业后需在军队服役8年的条件取得公费进年的条件取得公费进了在柏林的王家医学科学院学习期间，还了在柏林的王家医学科学院学习期间，还在柏林大学听了许多化学和生理学课程，自在柏林大学听了许多化学和生理学课程，自修修了了P．．S．．M．．拉普拉斯、拉普拉斯、J．．-B．．毕奥和毕奥和D．．伯努利等人的数学著作和伯努利等人的数学著作和I．．康德的哲学著康德的哲学著作。
作 亥姆霍兹•1842年获得医学博士学位后，被任命为驻波茨坦驻军军医，年获得医学博士学位后，被任命为驻波茨坦驻军军医，1849年他应聘任柯尼斯堡大学生理学和普通病理学教授年他应聘任柯尼斯堡大学生理学和普通病理学教授•1858年任海德尔堡大学生理学教授年任海德尔堡大学生理学教授•1871年接替马格诺斯任柏林大学物理学教授年接替马格诺斯任柏林大学物理学教授•1873年当选为英国伦敦皇家学会的外国会员，被授予柯普年当选为英国伦敦皇家学会的外国会员，被授予柯普利奖章1882年受封爵位年受封爵位•1887年被任命为新成立的柏林夏洛滕堡物理技术学院院长年被任命为新成立的柏林夏洛滕堡物理技术学院院长•1894年年9月月8日在夏洛滕堡逝世 日在夏洛滕堡逝世 • 1．发现能量守恒定律．发现能量守恒定律• 亥姆霍兹对物理学的主要贡献是发现了能量守恒亥姆霍兹对物理学的主要贡献是发现了能量守恒定律他原来是研究生理学的，在对生理过程和动物定律他原来是研究生理学的，在对生理过程和动物热的来源进行分析的时候，发现著名化学家李比希的热的来源进行分析的时候，发现著名化学家李比希的活力学说有问题李比希认为活的机体会从一种活力学说有问题。
李比希认为活的机体会从一种“活活力力”取得能量亥姆霍兹认为，如果生物机体除了从取得能量亥姆霍兹认为，如果生物机体除了从食物发热取得能量外，还可以从某种食物发热取得能量外，还可以从某种“活力活力”得到能得到能量，那么生物机体就成了永动机量，那么生物机体就成了永动机• 亥姆霍兹认为永动机是不可能实现的他把自己亥姆霍兹认为永动机是不可能实现的他把自己的观点加以整理，写成的观点加以整理，写成《《论力的守恒论力的守恒》》一文，送到德一文，送到德国国《《物理学年鉴物理学年鉴》》这篇论文表明，亥姆霍兹是能量这篇论文表明，亥姆霍兹是能量守恒定律的创立者之一守恒定律的创立者之一科学贡献 趣闻轶事•十九世纪的十九世纪的““万能万能””博士博士• 1919世纪末，一位评论家对亥姆兹写过这世纪末，一位评论家对亥姆兹写过这样的话：样的话：““他从研究生理学开始，解剖了眼他从研究生理学开始，解剖了眼睛和耳朵，探索它们是怎样起作用的，准确睛和耳朵，探索它们是怎样起作用的，准确构造是怎样的但是，他发现要研究眼睛和构造是怎样的但是，他发现要研究眼睛和耳朵的作用，就不能不同时研究光和声的本耳朵的作用，就不能不同时研究光和声的本性，这导致他研究物理学。
当他开始研究物性，这导致他研究物理学当他开始研究物理学的时候，已经是这个世纪最有成就的生理学的时候，已经是这个世纪最有成就的生理学家之一，以后他又成了这个世纪最伟大理学家之一，以后他又成了这个世纪最伟大的物理学家之一的物理学家之一可是他又发现，要研究物可是他又发现，要研究物理学不能不掌握数学，就又研究数学，成为理学不能不掌握数学，就又研究数学，成为这个世纪最有成就的数学家之一这个世纪最有成就的数学家之一 亥姆霍兹• 亥姆霍兹是亥姆霍兹是19世纪一位世纪一位“万能万能”博士• 一身兼任生理学家、物一身兼任生理学家、物理学家、数学家以及机智的理学家、数学家以及机智的实验家等多种头衔但需指实验家等多种头衔但需指出的是，他在哲学上是机械出的是，他在哲学上是机械唯物论者，企图把一切运动唯物论者，企图把一切运动归结为力学这是当时文化、归结为力学这是当时文化、社会、历史的条件给予他的社会、历史的条件给予他的限制返回 焦耳•一、生平简介一、生平简介• 焦耳， 焦耳，J.P.（（James Prescott Joule 1818～～1889））• 焦耳是英国物理学家。
焦耳是英国物理学家1818年年12月月24日生于索尔福他父亲是酿酒日生于索尔福他父亲是酿酒厂的厂主厂的厂主• 焦耳从小体弱不能上学，在家跟焦耳从小体弱不能上学，在家跟父亲学酿酒，并利用空闲时间自学父亲学酿酒，并利用空闲时间自学化学、物理他很喜欢电学和磁学，化学、物理他很喜欢电学和磁学，对实验特别感兴趣后来成为英国对实验特别感兴趣后来成为英国曼彻斯特的一位酿酒师和业余科学曼彻斯特的一位酿酒师和业余科学家焦耳可以说是一位靠自学成才家焦耳可以说是一位靠自学成才的杰出的科学家的杰出的科学家 焦耳• 焦耳最早的工作是电学和磁焦耳最早的工作是电学和磁学方面的研究，后转向对功热转学方面的研究，后转向对功热转化的实验研究化的实验研究• 1866年由于他在热学、电学年由于他在热学、电学和热力学方面的贡献，被授予英和热力学方面的贡献，被授予英国皇家学会柯普莱金质奖章国皇家学会柯普莱金质奖章• 1872年年—1887年焦耳任英国年焦耳任英国科学促进协会主席科学促进协会主席• 1889年年10月月11日焦耳在塞拉日焦耳在塞拉逝世 科学成就• 1.焦耳定律的发现焦耳定律的发现• 1840年年12月，他在英国月，他在英国皇家学会上宣读了关于电流皇家学会上宣读了关于电流生热的论文，提出电流通过生热的论文，提出电流通过导体产生热量的定律；由于导体产生热量的定律；由于不久不久Э.х.楞次也独立地发现了楞次也独立地发现了同样的定律，而被称为焦耳同样的定律，而被称为焦耳-楞次定律。
楞次定律 科学成就科学成就• 2.热功当量的测定热功当量的测定• 焦耳的主要贡献是他钻研并测定了热和机 焦耳的主要贡献是他钻研并测定了热和机械功之间的当量关系这方面研究工作的第一械功之间的当量关系这方面研究工作的第一篇论文篇论文《《关于电磁的热效应和热的功值关于电磁的热效应和热的功值》》，是，是1843年在英国年在英国《《哲学杂志哲学杂志》》第第23卷第卷第3辑上发辑上发表的•此后，他用不同材料进行实验，并不断改进实此后，他用不同材料进行实验，并不断改进实验设计，结果发现尽管所用的方法、设备、材验设计，结果发现尽管所用的方法、设备、材料各不相同，料各不相同，结果都相差不远；并且随着实验结果都相差不远；并且随着实验精度的提高，趋近于一定的数值精度的提高，趋近于一定的数值 科学成就科学成就• 最后他将多年的实验结果写成论文发最后他将多年的实验结果写成论文发表在英国皇家学会表在英国皇家学会《《哲学学报哲学学报》》1850年年第第140卷上，其中阐明：卷上，其中阐明：•第一，不论固体或液体，摩擦所产生的第一，不论固体或液体，摩擦所产生的热量，总是与所耗的力的大小成比例。
热量，总是与所耗的力的大小成比例•第二，要产生使第二，要产生使1磅水（在真空中称量，磅水（在真空中称量，其温度在其温度在50～～60华氏度之间）增加华氏度之间）增加1华氏华氏度的热量，需要耗用度的热量，需要耗用772磅重物下降磅重物下降1英英尺的机械功他精益求精，直到尺的机械功他精益求精，直到1878年年还有测量结果的报告还有测量结果的报告• 他近他近40年的研究工作，为热运动与其他运动的相互转换，年的研究工作，为热运动与其他运动的相互转换，运动守恒等问题，提供了无可置疑的证据，焦耳因此成为运动守恒等问题，提供了无可置疑的证据，焦耳因此成为能量守恒定律的发现者之一能量守恒定律的发现者之一 趣闻轶事趣闻轶事• 1.精确的测量值在几十年里不作大修正精确的测量值在几十年里不作大修正• 焦耳是一位主要靠自学成才的科学家，他 焦耳是一位主要靠自学成才的科学家，他对物理学做出重要贡献的过程不是一帆风顺的对物理学做出重要贡献的过程不是一帆风顺的1843年年8月，在考尔克的一次学术报告会上，焦月，在考尔克的一次学术报告会上，焦耳作了题为耳作了题为《《论磁电的热效应和热的机械值论磁电的热效应和热的机械值》》的报告。
他在报告中提出热量与机械功之间存的报告他在报告中提出热量与机械功之间存在着恒定的比例关系，并测得热功当量值为在着恒定的比例关系，并测得热功当量值为1千千卡热量相当于卡热量相当于460千克米的机械功这一结论遭千克米的机械功这一结论遭到当时许多物理学家的反对为了证明这个发到当时许多物理学家的反对为了证明这个发现是成功的，现是成功的，焦耳以极大的毅力，采用不同的焦耳以极大的毅力，采用不同的方法，长时间地反复进行实验方法，长时间地反复进行实验 浆叶试验浆叶试验• 1843年末，焦耳通过摩擦作用测得年末，焦耳通过摩擦作用测得热功当量是热功当量是424.9千克米千克米/千卡千卡1千克米千克米=9.8焦耳• 1844年通过对压缩空气做功和空气年通过对压缩空气做功和空气温度升高的关系的实验，测得热功当量温度升高的关系的实验，测得热功当量是是443.8千克米千克米/千卡• 尤其在尤其在1847年，焦耳精心地设计年，焦耳精心地设计了一个著名的热功当量测定装置，也就了一个著名的热功当量测定装置，也就是用下降重物带动叶桨旋转的方法，搅是用下降重物带动叶桨旋转的方法，搅拌水或其他液体产生热量。
焦耳用水和拌水或其他液体产生热量焦耳用水和鲸油作搅拌液，分别测量，然后取平均鲸油作搅拌液，分别测量，然后取平均值，得到热功当量平均值是值，得到热功当量平均值是428.9千克千克米米/千卡1849年年6月月21日，焦耳给英国日，焦耳给英国伦敦皇家学会报告了这个结果伦敦皇家学会报告了这个结果桨叶实验桨叶实验 浆叶试验浆叶试验• 从从1849到到1878年，焦耳反复作了四百多次实年，焦耳反复作了四百多次实验，所得的热功当量值几乎都是验，所得的热功当量值几乎都是423.9千克米千克米/千卡，千卡，这和现在公认值这和现在公认值427千克米千克米/千卡相比，只小千卡相比，只小0.7%焦耳用惊人的耐心和巧夺天工的技术，在当时的焦耳用惊人的耐心和巧夺天工的技术，在当时的实验条件下，测得的热功当量值能够在几十年时实验条件下，测得的热功当量值能够在几十年时间里不作比较大的修正，这在物理学史上也是空间里不作比较大的修正，这在物理学史上也是空前的• 难怪威廉难怪威廉·汤姆孙称赞说：汤姆孙称赞说：“焦耳具有从观焦耳具有从观察到的极细微的效应中作出重大结论的胆识，具察到的极细微的效应中作出重大结论的胆识，具有从实验中逼出精度来的高度技巧，充分得到人有从实验中逼出精度来的高度技巧，充分得到人们的赏识和钦佩。
们的赏识和钦佩 焦耳焦耳•要科学，不要永动机要科学，不要永动机• 焦耳在探索科学真理的道 焦耳在探索科学真理的道路上，也走过弯路他年轻的路上，也走过弯路他年轻的时候，正是时候，正是“永动机热永动机热”席卷席卷欧洲的时代焦耳也是个欧洲的时代焦耳也是个“永永动机迷动机迷”，曾经狂热地追求过，曾经狂热地追求过永动机，几乎消磨了他全部的永动机，几乎消磨了他全部的业余时间业余时间他通宵达旦地冥思他通宵达旦地冥思苦索、设计方案、制作机件，苦索、设计方案、制作机件，但是没有一个是成功的但是没有一个是成功的 焦耳焦耳• 失败引起了焦耳的深思，为什失败引起了焦耳的深思，为什么乍一看设计上几乎无懈可击的机么乍一看设计上几乎无懈可击的机器，做出来却总是一堆废物？他吸器，做出来却总是一堆废物？他吸取教训，毅然退出了幻想的迷宫，取教训，毅然退出了幻想的迷宫，转向脚踏实地的科学研究，探求隐转向脚踏实地的科学研究，探求隐藏在失败背后的科学真谛经过勤藏在失败背后的科学真谛经过勤奋实践，他终于找到了热功当量，奋实践，他终于找到了热功当量，为建立能量守恒定律作出了杰出的为建立能量守恒定律作出了杰出的贡献。
贡献• 焦耳还语重心长地告诫那些仍焦耳还语重心长地告诫那些仍旧迷恋永动机的人：旧迷恋永动机的人：“不要永动机，不要永动机，要科学！要科学！”返回返回 伯努利伯努利•一、生平简介一、生平简介• 伯努利， 伯努利，D D．．(Daniel Bernoulli (Daniel Bernoulli 17001700～～1782)1782)瑞士物理学家、数学家、瑞士物理学家、数学家、医学家17001700年年2 2月月8 8日生于荷兰格罗日生于荷兰格罗宁根著名的伯努利家族中最杰出的宁根著名的伯努利家族中最杰出的一位• 他是数学家他是数学家J J．．伯努利的次子，和他的父辈一样，伯努利的次子，和他的父辈一样，违背家长要他经商的愿望，坚持学医，他曾在海得违背家长要他经商的愿望，坚持学医，他曾在海得尔贝格、斯脱思堡和巴塞尔等大学学习哲学、论理尔贝格、斯脱思堡和巴塞尔等大学学习哲学、论理学、医学学、医学17211721年取得医学硕士学位年取得医学硕士学位 伯努利伯努利•伯努利在伯努利在25岁时岁时(1725)就应聘为就应聘为圣彼得堡科学院的数学院士圣彼得堡科学院的数学院士8年后回到瑞士的巴塞尔，先任解年后回到瑞士的巴塞尔，先任解剖学教授，后任动力学教，剖学教授，后任动力学教，1750年成为物理学教授。
年成为物理学教授 • 在 在1725～～1749年间，伯努利年间，伯努利曾十次荣获法国科学院的年度奖曾十次荣获法国科学院的年度奖 • 1782年年3月月17日，伯努利在日，伯努利在瑞士巴塞尔逝世，终年瑞士巴塞尔逝世，终年82岁 科学成就科学成就• 在物理学上的贡献有：在物理学上的贡献有：• (1)1938年出版了年出版了《《流体动力学流体动力学》》一书，共一书，共13章这是他最重要的著作书中用能量守恒章这是他最重要的著作书中用能量守恒定律解决流体的流动问题，写出了流体动力学定律解决流体的流动问题，写出了流体动力学的基本方程，后人称之为的基本方程，后人称之为“伯努利方程伯努利方程”，提，提出了出了“流速增加、压强降低流速增加、压强降低”的伯努利原理的伯努利原理• (2)他还提出把气压看成气体分子对容器壁他还提出把气压看成气体分子对容器壁表面撞击而生的效应，建立了分子运动理论和表面撞击而生的效应，建立了分子运动理论和热学的基本概念，并指出了压强和分子运动随热学的基本概念，并指出了压强和分子运动随温度增高而加强的事实温度增高而加强的事实 科学成就科学成就• (3)(3)从从17281728年起，他和欧拉还年起，他和欧拉还共同研究柔韧而有弹性的链和梁的共同研究柔韧而有弹性的链和梁的力学问题，包括这些物体的平衡曲力学问题，包括这些物体的平衡曲线，还研究了弦和空气柱的振动。
线，还研究了弦和空气柱的振动• (4)(4)他曾因天文测量、地球引力、他曾因天文测量、地球引力、潮汐、磁学、洋流、船体航行的稳潮汐、磁学、洋流、船体航行的稳定、土星和木星的不规则运动和振定、土星和木星的不规则运动和振动理论等成果而获奖动理论等成果而获奖返回返回 罗蒙诺索夫罗蒙诺索夫• 罗蒙诺索夫罗蒙诺索夫（（1711-1711-17651765）：俄国杰出的科学家，）：俄国杰出的科学家，唯物主义哲学家生于俄罗斯一唯物主义哲学家生于俄罗斯一个渔民家庭个渔民家庭•17351735年在彼得堡科学院学习，年在彼得堡科学院学习，17361736年到德国留学，年到德国留学，17451745年年任教授，科学院院士，继而任任教授，科学院院士，继而任彼得堡大学校长，彼得堡大学校长，17551755年创年创办莫斯科大学办莫斯科大学 罗蒙诺索夫罗蒙诺索夫•在物理学上，他首创了原子在物理学上，他首创了原子——分子论学说，建立了热分子论学说，建立了热运动论的学说，提出物质和运动论的学说，提出物质和运动守恒的概念运动守恒的概念•在化学上，提出了物质不灭在化学上，提出了物质不灭定律。
另外在哲学、地质学、定律另外在哲学、地质学、天文学、大气电学、航海等天文学、大气电学、航海等诸方面都进行过研究，有不诸方面都进行过研究，有不少独到的见解少独到的见解返回返回 吉布斯吉布斯• Josiah Willd Gibbs（（1839-1903））统计力学的统计力学的奠基人奠基人---美国物理化学家吉布美国物理化学家吉布斯，斯，1839年年2月月11日生于康涅狄日生于康涅狄格州的纽黑文父亲是耶鲁学格州的纽黑文父亲是耶鲁学院教授• 1854-1858年在年在 耶鲁学院学耶鲁学院学习学习期间，因拉丁语和数习学习期间，因拉丁语和数学成绩优异曾数度获奖学成绩优异曾数度获奖• 1863年获耶鲁学院哲学博年获耶鲁学院哲学博士学位，留校士学位，留校 任助教 吉布斯吉布斯• 1866-1868年在法、德两年在法、德两国听了不少著名学者的演讲国听了不少著名学者的演讲• 1869年回国后继续任教年回国后继续任教• 1870年后任耶鲁学年后任耶鲁学 院的院的数学物理教授曾获得伦敦皇数学物理教授曾获得伦敦皇家学会的科普勒奖章。
家学会的科普勒奖章• 1903年年4月月28日在纽黑文日在纽黑文逝世 吉布斯吉布斯• 吉布斯在吉布斯在1873-1878年发表的三篇论文中，以严密年发表的三篇论文中，以严密的数学形式和严谨的逻辑推理，导出了数百个公式，的数学形式和严谨的逻辑推理，导出了数百个公式，特别特别 是引进热力学势处理热力学问题，在此基础上建是引进热力学势处理热力学问题，在此基础上建立了关于物相变化的相律，为化学热力学的发展做出立了关于物相变化的相律，为化学热力学的发展做出了卓越的贡献了卓越的贡献• 1902年，他把玻尔兹曼和麦克斯韦所创立的统计理年，他把玻尔兹曼和麦克斯韦所创立的统计理论推广和发展成为系统理论，从而创立了近代物理学论推广和发展成为系统理论，从而创立了近代物理学的统计理论及其研究方法吉布斯还发表了许多有关的统计理论及其研究方法吉布斯还发表了许多有关矢量分析的论文和著作，奠定了这个数学分支的基础矢量分析的论文和著作，奠定了这个数学分支的基础• 此外，他在天文学、光的电磁理论、傅里叶级数等此外，他在天文学、光的电磁理论、傅里叶级数等方面也有一些著述主要著作有：方面也有一些著述。
主要著作有：《《图解方法在流体图解方法在流体热力学中的应用热力学中的应用》》、、《《论多相物质的平衡论多相物质的平衡》》、、《《统计统计力学的基本原理力学的基本原理》》等 吉布斯吉布斯• 吉布斯从不低估自己工作的重要性，吉布斯从不低估自己工作的重要性，但从不炫耀自己的工作他的心灵宁静但从不炫耀自己的工作他的心灵宁静而恬淡，从不烦躁和恼怒，是笃志于事而恬淡，从不烦躁和恼怒，是笃志于事业而不乞求同时代人承认的罕见伟人业而不乞求同时代人承认的罕见伟人• 他毫无疑问可以获得诺贝尔奖，但他毫无疑问可以获得诺贝尔奖，但他在世时从未被提名直到他逝世他在世时从未被提名直到他逝世47年年后，才被选入纽约大学的美国名人馆，后，才被选入纽约大学的美国名人馆，并立半身像并立半身像返回返回 克劳修斯克劳修斯• 克劳修斯（克劳修斯（Rudolph Clausius,1822～～1888））德国德国物理学家，是气体动理论和物理学家，是气体动理论和热力学的主要奠基人之一热力学的主要奠基人之一• 1822年年1月月2日生于普鲁日生于普鲁士的克斯林（今波兰科沙林）士的克斯林（今波兰科沙林）的一个知识分子家庭。
曾就的一个知识分子家庭曾就学于柏林大学学于柏林大学• 1847年在哈雷大学主年在哈雷大学主修数学和物理学的哲学博士修数学和物理学的哲学博士学位 克劳修克劳修斯斯• 从从1850年起，曾先后任柏林炮兵工年起，曾先后任柏林炮兵工程学院、苏黎世工业大学、维尔茨堡大程学院、苏黎世工业大学、维尔茨堡大学、波恩大学物理学教授他曾被法国学、波恩大学物理学教授他曾被法国科学院、英国皇家学会和彼得堡科学院科学院、英国皇家学会和彼得堡科学院选为院士或会员选为院士或会员 • 克劳修斯主要从事分子物理、热力 克劳修斯主要从事分子物理、热力学、蒸汽机理论、理论力学、数学等方学、蒸汽机理论、理论力学、数学等方面的研究，特别是在热力学理论、气体面的研究，特别是在热力学理论、气体动理论方面建树卓著他是历史上第一动理论方面建树卓著他是历史上第一个精确表示热力学定律的科学家个精确表示热力学定律的科学家 克劳修斯克劳修斯• 1850年与兰金（年与兰金（William John Ma－－Zquorn Rankine，， 1820～～1872））各自独立地各自独立地表述了热与机械功的普遍关系表述了热与机械功的普遍关系——热力学第热力学第一定律，并且提出蒸汽机的理想的热力学循一定律，并且提出蒸汽机的理想的热力学循环（兰金－克劳修斯循环）。
环（兰金－克劳修斯循环）• 1850年克劳修斯发表年克劳修斯发表《《论热的动力以及论热的动力以及由此推出的关于热学本身的诸定律由此推出的关于热学本身的诸定律》》的论文• 他从热是运动的观点对热机的工作过程他从热是运动的观点对热机的工作过程进行了新的研究论文首先从焦耳确立的热进行了新的研究论文首先从焦耳确立的热功当量出发，将热力学过程遵守的能量守恒功当量出发，将热力学过程遵守的能量守恒定律归结为热力学第一定律，指出在热机作定律归结为热力学第一定律，指出在热机作功的过程中一部分热量被消耗了，另一部分功的过程中一部分热量被消耗了，另一部分热量从热物体传到了冷物体热量从热物体传到了冷物体 克劳修斯克劳修斯•这两部分热量和所产生的功之间存在关这两部分热量和所产生的功之间存在关系：系：• 式中式中dQ是传递给物体的热量，是传递给物体的热量，dW表示所作的表示所作的功，功，U是克劳修斯第一次引人热力学的一个新函数，是克劳修斯第一次引人热力学的一个新函数，是体积和温度的函数后来开尔文把是体积和温度的函数后来开尔文把U 称为物体的称为物体的能量，即热力学系统的内能论文的第二部分，在能量，即热力学系统的内能。
论文的第二部分，在卡诺定理的基础上研究了能量的转换和传递方向问卡诺定理的基础上研究了能量的转换和传递方向问题，提出了热力学第二定律的最著名的表述形式题，提出了热力学第二定律的最著名的表述形式（克劳修斯表述）：热不能自发地从较冷的物体传（克劳修斯表述）：热不能自发地从较冷的物体传到较热的物体因此克劳修斯是热力学第二定律的到较热的物体因此克劳修斯是热力学第二定律的两个主要奠基人（另一个是开尔文）之一两个主要奠基人（另一个是开尔文）之一 克劳修斯克劳修斯• 在发现热力学第二定律的基础上，人们期望找到在发现热力学第二定律的基础上，人们期望找到一个物理量，以建立一个普适的判据来判断自发过程一个物理量，以建立一个普适的判据来判断自发过程的进行方向克劳修斯首先找到了这样的物理量的进行方向克劳修斯首先找到了这样的物理量 1854年他发表年他发表《《力学的热理论的第二定律的另一种形力学的热理论的第二定律的另一种形式式》》的论文，给出了可逆循环过程中热力学第二定律的论文，给出了可逆循环过程中热力学第二定律的数学表示形式：的数学表示形式：• 而引入了一个新的后来定名为熵的态参量而引入了一个新的后来定名为熵的态参量。
1865年他发表年他发表《《力学的热理论的主要方程之便力学的热理论的主要方程之便于应用的形式于应用的形式》》的论文，把这一新的态参量正的论文，把这一新的态参量正式定名为熵式定名为熵 克劳修斯克劳修斯• 等号对应于可逆过程，不等号对应于不可逆过等号对应于可逆过程，不等号对应于不可逆过程这就是著名的克劳修斯不等式利用熵这个新程这就是著名的克劳修斯不等式利用熵这个新函数，克劳修斯证明了：任何孤立系统中，系统的函数，克劳修斯证明了：任何孤立系统中，系统的熵的总和永远不会减少，或者说自然界的自发过程熵的总和永远不会减少，或者说自然界的自发过程是朝着熵增加的方向进行的这就是是朝着熵增加的方向进行的这就是“熵增加原理熵增加原理”，它是利用熵的概念所表述的热力学第二定律它是利用熵的概念所表述的热力学第二定律• 后来克劳修斯不恰当地把热力学第二定律推广后来克劳修斯不恰当地把热力学第二定律推广到整个宇宙，提出所谓到整个宇宙，提出所谓“热寂说热寂说”• 并将上述积分推广到更一般的循环过程，得出热并将上述积分推广到更一般的循环过程，得出热力学第二定律的数学表示形式：力学第二定律的数学表示形式： • ≤0 科学贡献科学贡献• 在气体动理论方面克劳修斯作出了突出的贡献。
克在气体动理论方面克劳修斯作出了突出的贡献克劳修斯、麦克斯韦、玻耳兹曼被称为气体动理论的三个主劳修斯、麦克斯韦、玻耳兹曼被称为气体动理论的三个主要奠基人由于他们的一系列工作使气体动理论最终成为要奠基人由于他们的一系列工作使气体动理论最终成为定量的系统理论定量的系统理论• 1857年克劳修斯发表年克劳修斯发表《《论热运动形式论热运动形式》》的论文，发的论文，发展了气体动理论的基本思想他第一次推导出著名的理想展了气体动理论的基本思想他第一次推导出著名的理想气体压强公式，并由此推证了玻意耳－马略特定律和盖气体压强公式，并由此推证了玻意耳－马略特定律和盖·吕萨克定律，初步显示了气体动理论的成就而且第一次吕萨克定律，初步显示了气体动理论的成就而且第一次明确提出了物理学中的统计概念，这个新概念对统计力学明确提出了物理学中的统计概念，这个新概念对统计力学的发展起了开拓性的作用的发展起了开拓性的作用• 1858年发表年发表《《关于气体分子的平均自由程关于气体分子的平均自由程》》论文，论文，解决了根据理论计算气体分子运动速度很大而气体扩散的解决了根据理论计算气体分子运动速度很大而气体扩散的传播速度很慢的矛盾，开辟了研究气体的输运过程的道路。
传播速度很慢的矛盾，开辟了研究气体的输运过程的道路 科学贡献科学贡献• 克劳修斯在其他方面贡献也很多：克劳修斯在其他方面贡献也很多：•他从理论上论证了焦耳－楞次定律他从理论上论证了焦耳－楞次定律•1851年从热力学理论论证了克拉珀龙方程，故这个年从热力学理论论证了克拉珀龙方程，故这个方程又称克拉珀龙方程又称克拉珀龙-克劳修斯方程克劳修斯方程1853年他发展了年他发展了温差电现象的热力学理论温差电现象的热力学理论1857年他提出电解理论年他提出电解理论•1870年他创立了统计物理中的重要定理之一：位力年他创立了统计物理中的重要定理之一：位力定理1879年他提出了电介质极化的理论，由此与年他提出了电介质极化的理论，由此与O.莫索提各自独立地导出电介质的介电常数与其极莫索提各自独立地导出电介质的介电常数与其极化率之间的关系：克劳修斯－莫索提公式化率之间的关系：克劳修斯－莫索提公式• 主要著作有 主要著作有《《力学的热理论力学的热理论》》、、《《势函数与势势函数与势》》、、<热理论的第二提议热理论的第二提议》》等• 1888年年8月月24日克劳修斯在波恩逝世日克劳修斯在波恩逝世。
返回返回 麦克斯韦•一、生平简介• 麦克斯韦(James Clerk Maxwel 1831～1879)英国物理学家，1831年6月13日生于英国爱丁堡的一个地主家庭，16岁时进入爱丁堡大学，1850年转入剑桥大学研习数学，1854年以优异成绩毕业于该校三一学院数学系，并留校任职1856年到阿伯丁的马里沙耳学院任自然哲学教授 麦克斯韦麦克斯韦• 1860年到伦敦任皇家学院自然哲学年到伦敦任皇家学院自然哲学及天文学教授及天文学教授1865年辞去教职还乡，专年辞去教职还乡，专心治学和著述心治学和著述• 1879年第年第11月月5日在剑桥逝世，终年日在剑桥逝世，终年只有只有49岁• 麦克斯韦在分子动理论方面的功绩麦克斯韦在分子动理论方面的功绩是不可磨灭的他运用数学统计的方法导是不可磨灭的他运用数学统计的方法导出了分子运动的麦克斯韦速度分布律出了分子运动的麦克斯韦速度分布律返回返回 波尔兹曼波尔兹曼•1844年出生在奥地利年出生在奥地利•他毕业于维也纳大学，获得牛他毕业于维也纳大学，获得牛津大学博士学位，津大学博士学位，1867年到维年到维也纳物理研究所工作。
也纳物理研究所工作•1869年起先后在格茨大学、维年起先后在格茨大学、维也纳大学、慕尼黑大学和莱比也纳大学、慕尼黑大学和莱比锡大学任教；并被伦敦、柏林、锡大学任教；并被伦敦、柏林、巴黎、彼得堡等科学院吸收为巴黎、彼得堡等科学院吸收为会员他在气体分子运动论、会员他在气体分子运动论、热力学、统计物理学、电磁理热力学、统计物理学、电磁理论等领域，都做出了重要贡献论等领域，都做出了重要贡献 波尔兹曼波尔兹曼•在气体分子运动论研究中，玻耳兹曼在在气体分子运动论研究中，玻耳兹曼在1868年～年～1871年间，把麦克斯韦在分子碰撞下呈年间，把麦克斯韦在分子碰撞下呈现的速度分布律推广到有外力场作用的情况，现的速度分布律推广到有外力场作用的情况，得出了粒子按能量大小分布的规律得出了粒子按能量大小分布的规律•在推导中，他抛弃了有关分子间碰撞的任何在推导中，他抛弃了有关分子间碰撞的任何假设，只简单地假设有限个分子之间分布着假设，只简单地假设有限个分子之间分布着一个恒定的能量，能量的所有组合大致相等，一个恒定的能量，能量的所有组合大致相等，即经过足够长的时间，分子便将相应于这一即经过足够长的时间，分子便将相应于这一总能量呈现出所有可能的分布，得出了玻耳总能量呈现出所有可能的分布，得出了玻耳兹曼分布定律。
运用这一定律，玻耳兹曼能兹曼分布定律运用这一定律，玻耳兹曼能够很好地说明大气密度和压强随高度变化的够很好地说明大气密度和压强随高度变化的现象 波尔兹曼波尔兹曼• 在热力学研究中，玻耳兹曼在在热力学研究中，玻耳兹曼在1872年年建立了气体在非平衡状态下的分布运动方建立了气体在非平衡状态下的分布运动方程，据之指出在气体中一旦建立起麦克斯程，据之指出在气体中一旦建立起麦克斯韦分布，这个分布就不会因为分子的碰撞韦分布，这个分布就不会因为分子的碰撞而破坏，并解释了由单个粒子运动的可逆而破坏，并解释了由单个粒子运动的可逆性，怎么会得出宏观过程的不可逆性的结性，怎么会得出宏观过程的不可逆性的结论问题• 在统计物理学研究中，玻耳兹曼提出在统计物理学研究中，玻耳兹曼提出了研究宏观平衡性质的几率统计法和系统了研究宏观平衡性质的几率统计法和系统统计法，导出了计算涨落的普遍公式统计法，导出了计算涨落的普遍公式返回返回 阿伏加德罗阿伏加德罗•阿伏加德罗（阿伏加德罗（Ameldeo Avogardo,1776～～1856））意大利物理学家、化学家意大利物理学家、化学家•1776年年8月月9日生于都灵的一个贵族家庭。
日生于都灵的一个贵族家庭1792年年8月月9日入都灵大学学习法学，日入都灵大学学习法学，1796年获法学博士，以后从事律师工作年获法学博士，以后从事律师工作1800～～1805年又专门攻读数学和物理学，年又专门攻读数学和物理学，尔后主要从事物理学、化学研究尔后主要从事物理学、化学研究1803年他发表了第一篇科学论文年他发表了第一篇科学论文•1809年任韦尔切利学院自然哲学教授年任韦尔切利学院自然哲学教授•1811年被选为都灵科学院院士年被选为都灵科学院院士 阿伏加德罗• 阿伏加德罗还根据他的这条定律详细研究了阿伏加德罗还根据他的这条定律详细研究了测定分子量和原子量的方法，但他的方法长期测定分子量和原子量的方法，但他的方法长期不为人们所接受，这是由于当时科学界还不能不为人们所接受，这是由于当时科学界还不能区分分子和原子，分子假说很难被人理解，再区分分子和原子，分子假说很难被人理解，再加上当时的化学权威们拒绝接受分子假说的观加上当时的化学权威们拒绝接受分子假说的观点，致使他的假说默默无闻地被搁置了半个世点，致使他的假说默默无闻地被搁置了半个世纪之久，这无疑是科学史上的一大遗憾纪之久，这无疑是科学史上的一大遗憾。
阿伏加德罗阿伏加德罗• 直到直到1860年，意大利化学家坎尼扎罗在一年，意大利化学家坎尼扎罗在一次国际化学会议上慷慨陈词，声言他的本国人次国际化学会议上慷慨陈词，声言他的本国人阿伏加德罗在半个世纪以前已经解决了确定原阿伏加德罗在半个世纪以前已经解决了确定原子量的问题子量的问题• 坎尼扎罗以充分的论据、清晰的条理、易坎尼扎罗以充分的论据、清晰的条理、易懂的方法，很快使大多数化学家相信阿化加德懂的方法，很快使大多数化学家相信阿化加德罗的学说是普遍正确的但这时阿伏加德罗已罗的学说是普遍正确的但这时阿伏加德罗已经在几年前默默地死去了，没能亲眼看到自己经在几年前默默地死去了，没能亲眼看到自己学说的胜利学说的胜利 阿伏加德罗阿伏加德罗• 阿伏加德罗是第一个认识到物质阿伏加德罗是第一个认识到物质由分子组成、分子由原子组成的人由分子组成、分子由原子组成的人他的分子假说奠定了原子一分子论的他的分子假说奠定了原子一分子论的基础，推动了物理学、化学的发展，基础，推动了物理学、化学的发展，对近代科学产生了深远的影响他的对近代科学产生了深远的影响他的四卷作四卷作《《有重量的物体的物理学有重量的物体的物理学》》（（1837～～1841年）是第一部关于分子年）是第一部关于分子物理学的教程。
物理学的教程• 1856年年7月月9日阿伏加德罗在都灵日阿伏加德罗在都灵逝世返回返回 。