现代科技导论第二章优秀课件

Q E 2 E 1 W E W
“热一”实质上是包括了热现象在内的能量转 换和守恒定律 .
“热一”是自然界的普遍规律 .
“热一”另一种表述:第一类永动机是不能实现 的.
3、热力学第二定律的发现
热力学第二定律的两种表述
1）1851年英国物理学家开尔文（1824-1907 ）指出：不可能制造出这样一种循环动作的热 机，它只使单一热源冷却来做功，而不放出热 量给其它物体，或者说不使外界发生任何变化 。 开尔文说法另一种表述：第二类永动机 是不可能制成的。
永动机的设想图
2）1850年德国物理学家克劳修斯（18221888）指出：不可能把热量从低温物体自动 传到高温物体而不引起外界的变化。
能量守恒与转化定律：
自然界一切物质都具有能量，能量有各 种不同的形式，可以从一种形式转换为另 一种形式，从一个物体传递给另一个物体， 在转换和传递中，各种形式的能量总和不 变。
能量守恒与转化定律是生产斗争和 科学实验的经验总结；是自然界的普遍 规律。
热力学第一定律： 系统从外界吸收的热量 Q , 一部分使系统的 内能增加 E, 一部分使系统对外界做功W .
3）怎样求函数的最大值和最小值
4）如何求曲线所围成的面积、曲面所围成 的体积
2、物理学 除力学外热学、电学、磁学、光学也得
到相应的发展。 热质说 库仑定理 高斯定理 电流 磁体间相互作用 光的折射、干涉、衍射等
3、化学 化学在 17 世纪后半叶到 18 世纪末取得
重要成果是：
1）、提出了化学元素的科学概念，批判了 练金术；
从1840年起到1878年，英国物理学家焦 耳通过实验确定了电热转化的焦耳定律。
作机械功改变系统 状态的焦耳实验
作电功改变系统 状态的实验
A V
热功当量值为： J4.1840焦耳每卡
亥姆霍兹 （1821— 1894），德国物理学家和生 物学家.于1874年发表了《论 力（现称能量）守恒》的演 讲，首先系统地以数学方式 阐述了自然界各种运动形式 之间都遵守能量守恒这条规 律.所以说亥姆霍兹是能量守 恒定律的创立者之一.
1800年英国科学家尼科尔逊和医生卡莱尔 通过电解水的实验证明电可以引起化学反应， 表明电能可以转化为化学能。
1820年丹麦物理学家奥斯特实验证明电能 可以转化为磁能。
1831年英国物理学家法拉第实验证明磁能 可以转化为电能。
1821年德国人塞贝克温差电偶实验证明热 能可以转化为电能。
1840年德国医生迈尔（1814-1878）血 液颜色不同现象，认为化学能可以转化为热 能，并第一个发表了能量守恒与转化定律。
拉普拉斯的星云假说在细节上更多地考 虑了太阳系的动力学特征，更加合理自然 地说明了太阳系中天体运动为什么都按同 一个方向旋转，为什么行星轨道都大致在 同一个平面上等。
“康德-拉普拉斯星云假说”比较好的解 释了天体运动的一些规律。
“康德-拉普拉斯星云假说”重要意义在 于提出了宇宙中天体不是一成不变的，而 是由演化而来。这一重要思想对辩证的自 然观的建立起到重要作用。
现代科技导论第二章
在创立微积分前，在 17 世纪数学面临 四个急需解决的问题：
1）质点运动学两类基本问题
(1)由质点的运动方程可以求得质点在任一 时刻的速度和加速度； (2)已知质点的加速度以及初始速度和初始位 置，可求质点速度及其运动方程。
r(t) 求导 v ( t )
积分
求导 a(t)
积分
2）怎样求曲线的斜率
2）. 热力学研究方法 （宏观理论） 从能量观点出发，以大量实验观测为基础，
研究物质热现象的宏观基本规律及其应用。
2、能量守恒与转化定律
1798年美国物理学家伦福特（1753-1814） 做实验得到热来源于钻头的运动的结论。
1799年英国化学家戴维做两块冰的摩擦实 验得到冰吸收热是由机械运动转化来的结论。
太阳、恒星都在运动。 1846年德国天文台台长加勒（18121901年）发现海王星。
2、太阳系的起源和演化
德国哲学家康德1755年首次提出了太阳 系起源于原始星云的假说。
宇宙在有限天体的生灭中形成永恒而无 限运动的辩证思想对辩证自然观的建立起 到重要作用。
1796年法国的数学家拉普拉斯在《宇宙 体系论》中提出一种星云假说。
细胞学的重要意义在于证明了整个生命 世界里的内在联系和有机的统一。
2、生物进化论
英国生物学家达尔文（1809-1882年） 提出了以自然选择为基础的生物进化论的 学说。指出人是由类人猿进化而来。
三、物理世界中多种联系的发现
1、热学
热学是研究物质和热运动规律的一门学科。 研究热现象的规律有宏观的热力学和微观 的统计力学两种方法。 1）统计物理学研究方法 （微观理论） 从物质的的微观结构出发。动用统计的 方法研究大量数目的热运动的粒子系统，解 释与揭示物质宏观热现象及热运动规律的本 质，并确立宏观量与微观量之间的关系。
2）、建立了科学的氧化燃烧理论，批判了 燃素说。
4、生物学 如维萨里和哈维创立的血液循环学；细胞
的发现；对生命的早期研究和探索等。
一、天体演化与地球演化
英国天文学家赫歇耳（1738-1822年）
德国哲学家康德（1724-1804年） 1、银河系、天王星和海王星等的发现
赫歇耳1781年发现天王星；1783年发 现银河系。太阳在银河系中离银河系中心 不远处的位置上。
地球演化（缓慢变化）取代了上帝创造 世纪的谬论，把变化、发展的思想即唯物 主义辩证思想引入地质学，为建立辩证的 自然观起到重要作用。
二、生命世界中多种联系的发现
1、细胞学说 19世纪初提出细胞学说并迅速发展。其
主要内容是：
动植物发育的过程是细胞形成的过程。 有机体都是细胞组成的。病变细胞也是由 正常细胞变化而来。
3、地球演化
近代地质学是在19世纪开始形成的一门独 立的科质成 份及其形成分布和变化的规律，岩石圈的结构、 构造和地表形态的变化特征及发展规律，岩石 圈的形成历史、发展规律以及其中古生物的演 化特征，矿产资源的调查及勘探理论与方法等 综合性科学体系。
1830-1833年英国地质学家赖尔 （1797-1875年）在《地质学原理—参照现 在起作用的各种原因来解释地球表面过去发 生变化的尝试》著作中阐明地球的演化过程。