热力学发展简史(1)
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热力学发展简史(1)
2020/11/21
热力学发展简史(1)
l 工程热力学是研究热能与其它形式能量 相互转换规律的学科
l 研究内容：能量转换的客观规律；工质 的基本热力性质；热工设备的工作过程；
l 研究方法：宏观研究方法
热力学发展简史(1)
热力学发展简史
1、十七、十八世纪“热质说”占统绐地位； 1698年英T.Savery发明蒸汽排水装置
热力学发展简史(1)
布雷顿(G.B. Brayton，1830~ 1892年)，美国科学 家。1830年生于美国妈萨诸塞的波士顿。1872年， 申请获得新型气体动力汽车专利。1876年制造了 使用Brayton 循环的内燃机。
吉布斯(J.W. Gibbs，1839~1903年)，美国物理化学家。
1839年2月11日生于康涅狄格州的纽黑文。1854-1858
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
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。
热力学发展简史(1)
狄塞尔(R.C.K. Diesel，1858~1913年)，德国技术 家。1858年3月18日生于法国的巴黎。1876年进入 慕尼黑工业大学学习，受林德讲座的影响，开始设 想 研 制 与 蒸 汽 机 不 同 的 新 型 发 动 机 。 1893 年 出 版 《取代蒸汽机及以往内燃机的热机理论和结构》。 1894年，新发动机运转成功。1896年作为商用发动 机开始在个工厂使用。由于柴油机的广泛应用， 1900年狄塞尔已经名扬世界。1913年9月29日狄塞 尔在去英国的德列斯顿号船上失踪。
热力学发展简史(1)
克劳修斯(R. J. E. Clausius，1822～1888年)，德国物理
学家。1822年1月2日生于普鲁士的克斯林(今波兰科沙
林)。曾就学于柏林大学。1847年在哈雷大学主修数学
和物理学的哲学博士学位。从1850年起，曾先后任柏林
炮兵工程学院、苏黎世工业大学、维尔茨堡大学、波恩
热的机械当量》一书，详细地总结了他的工作。
1878年3月20日迈尔因右臂结核感染在海尔布逝
世。迈耶于偏重于从一般哲学方面即自然力的相
互联系方面提出能量守恒的概念，焦耳从实验方
面1843年测定了热功当量值，而亥姆霍兹则是从
物理理论方面论证了能量转换的规律性。所以，
提出能量守恒定律的荣誉通常归之于亥姆霍兹、
热力学发展简史(1)
迈耶(J. R. Mayer，1814－1878年)。德国物理学
家。1814年11月25日生于符腾堡的海尔布隆。
曾就学于蒂宾根大学医学系，1838年获医学博士
学位，毕业后在巴黎行医。1841年从行医开始转
而研究物理学，于1842年发表了《论无机性质的
力》的论文，他从"无不生有，有不变无"和"原因
等于结果"的观念出发，表述了物理、化学过程
Hale Waihona Puke Baidu
中各种力(能)的转化和守恒的思想。迈耶是历史
上第一个提出能量守恒定律并计算出热功当量的
人。1845年迈耶出版了《论有机体的运动与物质
代谢关系》的论文，进一步地发展了他的学说。
1848年迈耶出版了《通俗天体力学》一书，将他
的热功理论运用到宇宙。1851年迈耶出版了《论
奥托(N. A. Otto，1832-1891年)，德国技术家，1832年生 于纳骚的霍尔兹豪真。早年是个商人，1861年在报纸上 读到E. 雷诺煤气发动机的报导后，自己也开始试制。 1864年与E. 兰根共同创立了奥托公司。1877年研制成功 四冲程发动机，这个称作"奥托"发动机的煤气机是最早获 得成功的内燃机。在长期的研究过程中，奥托提出了内燃 机的四冲程理论，为内燃机的发明奠定了理论基础。 1862年B. A. 德罗沙研究成功称作"奥托循环"的四冲程发 动机。1891年1月26日奥托逝世。
年在耶鲁学院学习。1863年获耶鲁学院哲学博士学位并
留校任助教。1866-1868年在法、德两国听了不少著名
学者的演讲。1869年回国后继续任教。1870年后任耶
鲁学院的数学物理教授。1903年4月28日在纽黑文逝世。
吉布斯在1873-1878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，特别是
热力学发展简史(1)
开尔文,英国物理学家、发明家。1824年6月26日生于爱 尔兰的贝尔法斯特。1845年毕业于剑桥大学。毕业后他 赴巴黎跟随物理学家和化学家V. 勒尼奥从事实验工作一 年，1846年受聘为格拉斯哥大学自然哲学（物理学当时 的别名）教授，任职达53年之久。由于装设第一条大西 洋海底电缆有功，英政府于1866年封他为爵士，并于 1892年晋升为开尔文勋爵，开尔文这个名字就是从此开 始的。1890～1895年任英国皇家学会会长。1904年任格 拉斯哥大学校长，直到1907年12月17日在苏格兰的内瑟 霍尔逝世为止。开尔文是热力学的主要奠基人之一，他 根据盖-吕萨克、卡诺和克拉珀龙的理论于1848年创立了 热力学温标。1851年他提出热力学第二定律："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。 "1852年他与焦耳合作发现了焦耳－汤姆孙效应。开尔文 研究范围广泛，在热学、电磁学、流体力学、光学、地 球物理、数学、工程应用等方面都做出了贡献。他一生 发表论文多达600余篇，取得70种发明专利，他在当时科 学界享有极高的名望。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。
范得瓦尔斯(J．D．van der Waals，1837~1923年)。荷兰科 学家，其主要贡献是提出了一个能够反映气液连续性的实际 气体状态。1837年6月1日，生于莱顿。当他在中学任教时参 加了莱顿大学的物理学讲座。1873年，他获得莱顿大学的博 士学位，在论文中他证明了分子体积以及分子间作用力的存 在，用van der Waals方程描述了气体和液体的连续性。1893 年，他发表了关于两元混合物和毛细管现象热力学理论的论 文。伦敦大学另一位科学家卡莫林·昂纳斯在获得诺贝尔物理 学奖发表演说时说：我很高兴把液体氦送给我最尊敬的朋友 范得瓦尔斯，是他的理论一直指导了这个气体的液化。
热力学发展简史(1)
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2020/11/21
热力学发展简史(1)
1840~1851： 迈耶、焦耳等人建立热力学 第一定律
1850~1851：克劳修斯、汤姆逊等提出热 力学第二定律
5、20世纪上半叶：热力学发展了物理热力学、 化学热力学、生物热力学和统计热力学等
热力学发展简史(1)
萨迪·卡诺(N．L．Sadi Carnot，1796－1832年)。法国 科学家，其主要贡献是创立理想热机理论。1796年6月 1日生于巴黎。1812年，考入巴黎理工学院，在那里受 教于泊松、盖－吕萨克、安培(Ampére)等一批卓有成就 的老师。他主要攻读了分析数学、分析力学、画法几何 和化学。1824年6月12日发表《关于火的动力》一书， 在这部著作中提出了"卡诺热机"和"卡诺循环"的概念及" 卡诺原理"（现在称为"卡诺定理"）。1831年，卡诺开 始研究气体和蒸汽的物理性质。1832年8月24日染上霍 乱而病逝。
大学物理学教授。他是气体动理论和热力学的主要奠基
人之一，是历史上第一个精确表示热力学定律的科学家。
1850年发表《论热的动力以及由此推出的关于热学本身
的诸定律》的论文。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定律归结为热力学第
一定律，并第一次引人热力学的一个新函数U；论文的
第二部分在卡诺定理的基础上提出了热力学第二定律的
名的理想气体压强公式。1858年发表《关于气体分子的
平均自由程》论文，开辟了研究气体的输运过程的道路。
1851年从热力学理论论证了克拉珀龙方程。1888年8月
24日克劳修斯在波恩逝世。
热力学发展简史(1)
朗肯(W.J.M. Rankine，1820~1872年)，英国科学家。 1820年6月5日出生于苏格兰的爱丁堡。1855年被委任 为格拉斯哥大学机械工程教授。 1858年出版《应用力 学手册》一书，是工程师和建筑师必备的指南。1859年 出版《蒸汽机和其它动力机手册》，是第一本系统阐述 蒸汽机理论的经典著作。朗肯计算出一个热力学循环 (后称为朗肯循环)的热效率，被作为是蒸汽动力发电厂 性能的对比标准。1872年12月24日于格拉斯哥逝世。
迈尔和焦耳三人。
热力学发展简史(1)
亥姆霍兹 德国物理学家、生理学家。1821年10月31 日生于柏林波茨坦的一个中学教师家庭。以公费进 入柏林皇家军事医学院学习，并柏林大学旁听，自 学了伯努利、康德、拉普拉斯、毕奥等人的著作， 1842年获医学博士学位。通过对动物体的大量实验， 总结出"一种自然力如果由另一种自然力产生时，其 中当量不变。"这最终导致他明确地提出能量守恒定 律。1847年他在新成立的德国物理学会发表了著名 的"关于力的守恒"讲演，第一次用数学方式详细地提 出今天大家所理解的能量守恒定律。这次讲演内容 后来写成专著《力之守恒》，于1853年发表。1882 年发表论文《化学过程的热力学》，把化学反应中 的"束缚能"和"自由能"区别开来。亥姆霍兹在流体力 学和电磁理论方面也有突出的贡献。亥姆霍兹的一 生，除物理学外，在生理光学和声学、数学、哲学 诸方面都作出了重大贡献。亥姆霍兹曾荣任柏林大 学校长(1877年)和国家物理工程研究所所长(1888年)。 1894年9月8日，在柏林逝世。
最著名的表述形式：热不能自发地从较冷的物体传到较
热的物体。1854年发表《力学的热理论的第二定律的另
一种形式》、1865年他发表《力学的热理论的主要方程
之便于应用的形式》的论文，引入了一个新的热力学函
数并定名为熵，同时提出克劳修斯不等式和"熵增原理"，
1857年发表《论热运动形式》的论文，第一次推导出著
2、温标的出现：促进了量热技术的发展 1714年 华氏温标：
定义 水的冰点：32°F，汽点212 °F
1742年 摄氏温标：
定义 水的冰点：0°C，汽点100 °C
热力学发展简史(1)
3、蒸汽机发明 1766 俄罗斯 波尔宗诺夫 1784 英国 瓦特
4、19世纪上半叶，基于改进蒸汽机的实践 要求-“热力学”出现
2020/11/21
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l 工程热力学是研究热能与其它形式能量 相互转换规律的学科
l 研究内容：能量转换的客观规律；工质 的基本热力性质；热工设备的工作过程；
l 研究方法：宏观研究方法
热力学发展简史(1)
热力学发展简史
1、十七、十八世纪“热质说”占统绐地位； 1698年英T.Savery发明蒸汽排水装置
热力学发展简史(1)
布雷顿(G.B. Brayton，1830~ 1892年)，美国科学 家。1830年生于美国妈萨诸塞的波士顿。1872年， 申请获得新型气体动力汽车专利。1876年制造了 使用Brayton 循环的内燃机。
吉布斯(J.W. Gibbs，1839~1903年)，美国物理化学家。
1839年2月11日生于康涅狄格州的纽黑文。1854-1858
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
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。
热力学发展简史(1)
狄塞尔(R.C.K. Diesel，1858~1913年)，德国技术 家。1858年3月18日生于法国的巴黎。1876年进入 慕尼黑工业大学学习，受林德讲座的影响，开始设 想 研 制 与 蒸 汽 机 不 同 的 新 型 发 动 机 。 1893 年 出 版 《取代蒸汽机及以往内燃机的热机理论和结构》。 1894年，新发动机运转成功。1896年作为商用发动 机开始在个工厂使用。由于柴油机的广泛应用， 1900年狄塞尔已经名扬世界。1913年9月29日狄塞 尔在去英国的德列斯顿号船上失踪。
热力学发展简史(1)
克劳修斯(R. J. E. Clausius，1822～1888年)，德国物理
学家。1822年1月2日生于普鲁士的克斯林(今波兰科沙
林)。曾就学于柏林大学。1847年在哈雷大学主修数学
和物理学的哲学博士学位。从1850年起，曾先后任柏林
炮兵工程学院、苏黎世工业大学、维尔茨堡大学、波恩
热的机械当量》一书，详细地总结了他的工作。
1878年3月20日迈尔因右臂结核感染在海尔布逝
世。迈耶于偏重于从一般哲学方面即自然力的相
互联系方面提出能量守恒的概念，焦耳从实验方
面1843年测定了热功当量值，而亥姆霍兹则是从
物理理论方面论证了能量转换的规律性。所以，
提出能量守恒定律的荣誉通常归之于亥姆霍兹、
热力学发展简史(1)
迈耶(J. R. Mayer，1814－1878年)。德国物理学
家。1814年11月25日生于符腾堡的海尔布隆。
曾就学于蒂宾根大学医学系，1838年获医学博士
学位，毕业后在巴黎行医。1841年从行医开始转
而研究物理学，于1842年发表了《论无机性质的
力》的论文，他从"无不生有，有不变无"和"原因
等于结果"的观念出发，表述了物理、化学过程
Hale Waihona Puke Baidu
中各种力(能)的转化和守恒的思想。迈耶是历史
上第一个提出能量守恒定律并计算出热功当量的
人。1845年迈耶出版了《论有机体的运动与物质
代谢关系》的论文，进一步地发展了他的学说。
1848年迈耶出版了《通俗天体力学》一书，将他
的热功理论运用到宇宙。1851年迈耶出版了《论
奥托(N. A. Otto，1832-1891年)，德国技术家，1832年生 于纳骚的霍尔兹豪真。早年是个商人，1861年在报纸上 读到E. 雷诺煤气发动机的报导后，自己也开始试制。 1864年与E. 兰根共同创立了奥托公司。1877年研制成功 四冲程发动机，这个称作"奥托"发动机的煤气机是最早获 得成功的内燃机。在长期的研究过程中，奥托提出了内燃 机的四冲程理论，为内燃机的发明奠定了理论基础。 1862年B. A. 德罗沙研究成功称作"奥托循环"的四冲程发 动机。1891年1月26日奥托逝世。
年在耶鲁学院学习。1863年获耶鲁学院哲学博士学位并
留校任助教。1866-1868年在法、德两国听了不少著名
学者的演讲。1869年回国后继续任教。1870年后任耶
鲁学院的数学物理教授。1903年4月28日在纽黑文逝世。
吉布斯在1873-1878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，特别是
热力学发展简史(1)
开尔文,英国物理学家、发明家。1824年6月26日生于爱 尔兰的贝尔法斯特。1845年毕业于剑桥大学。毕业后他 赴巴黎跟随物理学家和化学家V. 勒尼奥从事实验工作一 年，1846年受聘为格拉斯哥大学自然哲学（物理学当时 的别名）教授，任职达53年之久。由于装设第一条大西 洋海底电缆有功，英政府于1866年封他为爵士，并于 1892年晋升为开尔文勋爵，开尔文这个名字就是从此开 始的。1890～1895年任英国皇家学会会长。1904年任格 拉斯哥大学校长，直到1907年12月17日在苏格兰的内瑟 霍尔逝世为止。开尔文是热力学的主要奠基人之一，他 根据盖-吕萨克、卡诺和克拉珀龙的理论于1848年创立了 热力学温标。1851年他提出热力学第二定律："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。 "1852年他与焦耳合作发现了焦耳－汤姆孙效应。开尔文 研究范围广泛，在热学、电磁学、流体力学、光学、地 球物理、数学、工程应用等方面都做出了贡献。他一生 发表论文多达600余篇，取得70种发明专利，他在当时科 学界享有极高的名望。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。
范得瓦尔斯(J．D．van der Waals，1837~1923年)。荷兰科 学家，其主要贡献是提出了一个能够反映气液连续性的实际 气体状态。1837年6月1日，生于莱顿。当他在中学任教时参 加了莱顿大学的物理学讲座。1873年，他获得莱顿大学的博 士学位，在论文中他证明了分子体积以及分子间作用力的存 在，用van der Waals方程描述了气体和液体的连续性。1893 年，他发表了关于两元混合物和毛细管现象热力学理论的论 文。伦敦大学另一位科学家卡莫林·昂纳斯在获得诺贝尔物理 学奖发表演说时说：我很高兴把液体氦送给我最尊敬的朋友 范得瓦尔斯，是他的理论一直指导了这个气体的液化。
热力学发展简史(1)
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2020/11/21
热力学发展简史(1)
1840~1851： 迈耶、焦耳等人建立热力学 第一定律
1850~1851：克劳修斯、汤姆逊等提出热 力学第二定律
5、20世纪上半叶：热力学发展了物理热力学、 化学热力学、生物热力学和统计热力学等
热力学发展简史(1)
萨迪·卡诺(N．L．Sadi Carnot，1796－1832年)。法国 科学家，其主要贡献是创立理想热机理论。1796年6月 1日生于巴黎。1812年，考入巴黎理工学院，在那里受 教于泊松、盖－吕萨克、安培(Ampére)等一批卓有成就 的老师。他主要攻读了分析数学、分析力学、画法几何 和化学。1824年6月12日发表《关于火的动力》一书， 在这部著作中提出了"卡诺热机"和"卡诺循环"的概念及" 卡诺原理"（现在称为"卡诺定理"）。1831年，卡诺开 始研究气体和蒸汽的物理性质。1832年8月24日染上霍 乱而病逝。
大学物理学教授。他是气体动理论和热力学的主要奠基
人之一，是历史上第一个精确表示热力学定律的科学家。
1850年发表《论热的动力以及由此推出的关于热学本身
的诸定律》的论文。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定律归结为热力学第
一定律，并第一次引人热力学的一个新函数U；论文的
第二部分在卡诺定理的基础上提出了热力学第二定律的
名的理想气体压强公式。1858年发表《关于气体分子的
平均自由程》论文，开辟了研究气体的输运过程的道路。
1851年从热力学理论论证了克拉珀龙方程。1888年8月
24日克劳修斯在波恩逝世。
热力学发展简史(1)
朗肯(W.J.M. Rankine，1820~1872年)，英国科学家。 1820年6月5日出生于苏格兰的爱丁堡。1855年被委任 为格拉斯哥大学机械工程教授。 1858年出版《应用力 学手册》一书，是工程师和建筑师必备的指南。1859年 出版《蒸汽机和其它动力机手册》，是第一本系统阐述 蒸汽机理论的经典著作。朗肯计算出一个热力学循环 (后称为朗肯循环)的热效率，被作为是蒸汽动力发电厂 性能的对比标准。1872年12月24日于格拉斯哥逝世。
迈尔和焦耳三人。
热力学发展简史(1)
亥姆霍兹 德国物理学家、生理学家。1821年10月31 日生于柏林波茨坦的一个中学教师家庭。以公费进 入柏林皇家军事医学院学习，并柏林大学旁听，自 学了伯努利、康德、拉普拉斯、毕奥等人的著作， 1842年获医学博士学位。通过对动物体的大量实验， 总结出"一种自然力如果由另一种自然力产生时，其 中当量不变。"这最终导致他明确地提出能量守恒定 律。1847年他在新成立的德国物理学会发表了著名 的"关于力的守恒"讲演，第一次用数学方式详细地提 出今天大家所理解的能量守恒定律。这次讲演内容 后来写成专著《力之守恒》，于1853年发表。1882 年发表论文《化学过程的热力学》，把化学反应中 的"束缚能"和"自由能"区别开来。亥姆霍兹在流体力 学和电磁理论方面也有突出的贡献。亥姆霍兹的一 生，除物理学外，在生理光学和声学、数学、哲学 诸方面都作出了重大贡献。亥姆霍兹曾荣任柏林大 学校长(1877年)和国家物理工程研究所所长(1888年)。 1894年9月8日，在柏林逝世。
最著名的表述形式：热不能自发地从较冷的物体传到较
热的物体。1854年发表《力学的热理论的第二定律的另
一种形式》、1865年他发表《力学的热理论的主要方程
之便于应用的形式》的论文，引入了一个新的热力学函
数并定名为熵，同时提出克劳修斯不等式和"熵增原理"，
1857年发表《论热运动形式》的论文，第一次推导出著
2、温标的出现：促进了量热技术的发展 1714年 华氏温标：
定义 水的冰点：32°F，汽点212 °F
1742年 摄氏温标：
定义 水的冰点：0°C，汽点100 °C
热力学发展简史(1)
3、蒸汽机发明 1766 俄罗斯 波尔宗诺夫 1784 英国 瓦特
4、19世纪上半叶，基于改进蒸汽机的实践 要求-“热力学”出现