热力学第一定律建立

1 / 6 热力学第一定律的建立历史背景热力学第一定律，表示系统从外界吸收的热量一部分用于增加系统的内能（），另一部分用于系统对外界作功（）。它也可以被看作是能量守恒定律在涉及宏观热现象过程中的具体表述，阐述它的建立就应从能量守恒定律的建立开始。能量守恒定律的建立是科学史上继牛顿力学之后又一次伟大的综合，它的发现是科学史上激动人心的一页。19 世纪 40 年代以前，自然科学的发展为能量守恒定律的发现奠定了多方面的基础。力学的发展为能量守恒定律的建立准备了所必须的基本概念。随着动力学的发展，17世纪中期曾发生了一场关于运动量度的争论。其中德国科学家、哲学家莱布尼茨（F.von Leibniz ，1646— 1716）认为动力应由它所产生的效果来衡量，例如通过力能将一重物举起多高来估计力的大小。他在与法国杰出的数学家、哲学家笛卡儿 （R.Descartes，1596— 1650）学派的争论中，把称为“活力”，并断言宇宙中真正守恒的量是活力。不过，“活力”这个概念在18 世纪是被当作一个形而上学的概念使用的，所以在实际的力学问题和关于机械效能的讨论中，人们更多地是采用力与路程的乘积这个更具力学直观性的物理量。1782年， L. 卡诺（ L.Carnot ，1753— 1823）把力乘距离称为“活性力矩”，并将它与机械效应联系起来。这就使这个量在动力学中具有了新的重要性。后来法国科学家科里奥利（G.G.Coriolis ， 1792— 1843）主张活力应表示为，因为这样一来，它在数值上就会等于它所能作的功， 这就是现在所说的动能。法国工程师彭塞利 （J.V.Poncelet，1788— 1867）受到科里奥利的影响，在1829 年出版的《工程机械学导论》中，明确地推荐了“功”这一术语，并定出它的单位。 1807 年，英国物理学家托马斯·杨（T.Young ，1773—）创造了“能”这个词，用以表示莱布尼茨所述的“活力”，他在《自然哲学讲义》中写道：“应该用能量一词来表示物体的质量或重量与速度的平方的乘积”。在动力学中引进的另一个重要概念是“力函数”或“势函数”，1738 年，瑞士数学家D.伯努利（ D.Bernoulli ，1700— 1782）在《流体动力学》 中建议用 “位势提高” 来代替 “活力” 概念， 因此他引入了 “势函数” ；1755年，他的学生欧拉（L.Euler ，1707— 1783）在关于流体力学的研究中，引进了“速度势”函数。1834 年，英国物理学家哈密顿（W.R.Hamilton ，1805— 1865）也引进了“力函数”，以表示只与相...