材料热力学发展史

液体的沸点
二、量热学的开始
18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 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 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 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热学世纪。
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但是阿蒙顿的研究为后来的物理学家、化学家盖•吕萨克 和道耳顿对气体性质的研究做出了先例。
波意耳和牛顿也曾研制过温度计。波意耳在1665年 发表的《热的力学原理》的论文中，已经确信一切物体的 熔点都是常数。
1709年荷兰的玻璃工人华伦海特（1688-1736） 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32度，水在常压下 沸腾为212度，又在冰点与沸点之间分为180等份，一等 份为1度，这就是世界上第一个温标—华氏温标，这是 热学发展的一个重要标志。
内燃机
一、温度的测定
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“火候”（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。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，于是刺激了计温学的发展，即温度计 的制作： 1、温标，如冰水混合物为摄氏 0o； 2、测温质，如水银、酒精、气体（物质热膨胀 规律研究）；
1742年瑞典天文学家摄尔修斯（1701-1744） 制定了以他的名字命名的摄氏温标。温标以冰 点为0度，一个大气压下沸点为1000C，从0点 到沸点分为100等份，一等份为10C。
此处还出现了法国列缪尔（1683-1757）的列 氏温标。剧统计，到1779年约有19种温标。现 在常用的只有3种，即华氏、摄氏、列氏。英、 美用华氏最多，列氏在德国用的最多，法国摄 氏占优势，而科学界普遍采用摄氏。
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。
1807年美国人富而顿（1765-1815）在纽约制造了第 一艘客船“clermonf”号。1814年英国煤矿工人斯蒂芬 森（1781-1848）制造了第一台蒸气机车，1825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命—蒸气时代。1842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。恩格斯说：“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。”
第一节 热机的发展和热 现象的研究
1695年，荷兰物理学家惠更斯的学生和 助手—法国人巴本（1647-1714）第一个发明 了汽缸有活塞的蒸汽机，用以取水和推磨。
——结构不完善， 但它是第一个蒸气 在汽缸内作功的机 器
1698年英国人赛维里（1650-1715）也提出了类似的机器。
——英国皇家工 程队的军事工程 师发明第一台用 于生产的蒸汽机
早在1593年伽利略利用热胀 的性质制成了世界上第一个显示 冷热变化的仪器—示温仪。 1653年意大利的一位公爵费 迪南二世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 数，上端封口。1659年法国的天 文学家伊斯梅尔· 博里奥制造了第 一个用水银做测温物质的温度计， 还做了气温记录。
热力学发展史 概述
• §1 热机的发展和热现象的研究
• §2 热力学第一定律的建立 • §3 热力学第二、三定律的建立 • §4 分子运动论的发展概述
十七世纪以前，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。 到十八世纪初，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、铸造等工 业都涉及到热量的问题，但当时人们对温度和热 量这两个热学的基本概念还混淆不清，由于蒸汽 机的发明和不断研究，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。
—伽利略的测温仪
德国格里凯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 点温度。 1688年道伦斯提出以冰的温度和黄油溶解 时的温度为固定点。
1694年惠更斯提出以水结冰和沸腾时的温 度为固定点等。 法国物理学家阿蒙顿（1663-1705）改进 了伽利略的温度计，建立了气压的改变正比于温 度差的定律：
1744年，彼得堡科学院的克拉弗特提出了一 个确定热水和冷水的混合温度的报告。
同年，俄国彼堡科学院院士李赫曼（1711-1753） 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m和温度t的乘积mt为热量的 定义，确定两个温度不同的物体的混合后的温度 为： 1 1 2 2
热胀冷缩
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。
• 荷兰物理学家波尔哈夫：一定量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。波尔哈夫同华伦海特一起进行实验，把 40℉的水同等体积的80℉的水相混合而得出混合水的 温度恰为60℉，与预期结果相符。波尔哈夫由此断言： “在混合时热不能创造也不能消灭”。在考察不同温 度的水和水银混合后的温度变化时，却发生了矛盾： 100℉的水和等体积的150℉的水银混合后温度为120℉， 而不是它们的中间平均值，这是他所无法解释的。
1712年英国的铁匠—纽科门（1663-1792）制 造了一个 具有价值的工作机，用于供水、取出矿 井中的积水和灌溉。
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十八世纪中期。对纽科门的热机进行根本改 革的是英国人瓦特（1736-1819）。1757年瓦特 在格拉斯哥大学当仪器修理工。1763年当他修理 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效率，减少了热 量的消耗。1769年获专利。1782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。