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热力学发明了什么东西

发布时间:2021-08-06 03:56:04

『壹』 热学的发展简史

人类对热现象的认识首先源于对火的认识 古代西方:火、土、水、风是构成万物的四个主要元素。
中国古代:金、木、水、火、土五行学说。
实际古代物理学主要成就是古代原子论,人们用古代原子论解释一切现象,其特点是猜测性的思辫。 热是物质内部分子运动的表现这一基本思想逐步确立,但由于缺乏精确实验根据,尚未形成科学理论。
18世纪中叶以后,系统的计温学和量热学的建立,使热现象的研究走上实验科学的道路,由于各种物理现象的相互联系尚未被揭示出来,“热质”这一特殊的“物质”被臆想出来,在以“将错就错”的形式发挥一定作用后最终退出历史舞台。 在1644年笛卡儿在《哲学原理》中就提出了运动不变的思想,但没有给出具体反映这种不变性本质的物理概念。随着人们对自然界认识的不断加深和拓广,逐步发现不同的物理现象之间存在着内在的联系。德国科学家迈耶从哲学角度首先确定了这种永恒性,他坚信“无不生有,有不变无”,通过对马拉车运动过程进行了细致地分析,指明轮子摩擦散热和马做功一定有确定的比例;后来英国科学家焦耳通过大量精确和严格的实验,测量出热功当量为4.18J/cal,确立了建立能量转化与守恒定律的实验基础;德国科学家亥姆霍兹最终建立了能量守恒定律的数学表达。他从v=推出了mgh=1/2mv^2,并建议用1/2mv^2代替mv表示机械运动的强弱,用来度量能量的改变。能量转化与守恒定律的建立过程说明了正确的哲学思想、严格的实验和严密的数学推理是自然科学认知过程的三个基本要素。
热力学第一定律就是能量转化与守恒定律在热现象过程中的具体表现。在热力学第一定律建立以后,德国物理学家克劳修斯和英国物理学家开尔文通过分别对法国工程师卡诺关于理想热机效率问题研究成果的细致分析,各自独立的发现了热力学第二定律,并找到了反映物质各种性质的热力学函数。
1850年前后,物理学界普遍认识到了热现象和分子运动的联系,但微观结构和分子运动的物理图像仍是模糊或未知的。凭借着对分子运动的假设和运用统计方法,克劳修斯正确地导出了气体实验公式。另外,麦克斯韦和玻尔兹曼在研究分子分布规律和平衡态方面也做出了卓有成效的工作。后来吉布斯把玻耳兹曼和麦克斯韦所创立的统计方法推广而发展成为系统的理论,将平衡态和涨落现象统一起来并结合分子动理论一起构成统计物理学。 在1900年欧洲物理年会上,英国物理学家开尔文发表过一段非常著名的讲话,其中他不仅讲道“19世纪已将物理学大厦全部建成,今后物理学家的任务就是修饰完善这座大厦了”,而且又讲道“在物理学的天空中几乎一片晴朗,只存在两朵乌云。”他所指的两朵乌云其实就是迈克尔逊—莫雷测量“以太风”实验和测量黑体辐射实验中用现有的经典物理无法解释。后来对“以太”的测量的研究和爱因斯坦狭义相对论的建立,揭示了经典牛顿时空观的严重缺陷;而对黑体辐射能谱分布规律的研究及对热容量的研究,揭示了经典统计物理学理论的重大缺陷,发现了微观运动的新特性。1900年普朗克提出了能量量子化的假设,用这种假设成功地揭示了黑体辐射问题。与量子力学的有机结合使经典统计物理学发展成为量子统计物理学。二十世纪五十年代以后,非平衡态热力学和统计物理学得到迅速发展,其代表人物是比利时物理学家普里高金。

『贰』 热力学第一定律是什么

热力学第一定律就是能量守恒定律。

不同形式的能量在传递与转换过程中守恒的定律,表达式为△U=Q+W。表述形式:热量可以从一个物体传递到另一个物体,也可以与机械能或其他能量互相转换,但是在转换过程中,能量的总值保持不变。

该定律经过迈尔J.R.Mayer、焦耳J.P.Joule等多位物理学家验证。热力学第一定律就是涉及热现象领域内的能量守恒和转化定律。十九世纪中期,在长期生产实践和大量科学实验的基础上,它才以科学定律的形式被确立起来。

(2)热力学发明了什么东西扩展阅读

1、流体力学的能量守恒定律:

在流体力学中有一种边界层表面效应,又称"伯努利效应“。是指流体速度加快时,物体与流体接触的界面上的压力会减小,反之压力会增加,伯努利效应是流体力学中的能量守恒定律。伯努利因发现这一现象并成功解释它而创立的流体力学。

2、电磁学的能量守恒定律:

根据楞次定律,感应电流所产生的磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化,这种阻碍的结果就使得电磁感应的过程中将其他形式的能量转化为电能,感应电流形成回路,再将电能转化为其他形式的能量。楞次定律所揭示的感应电流与原磁场的关系本质仍然是能量转化的关系,即能量守恒定律。

『叁』 热力学温标是谁发明的

开尔文,所以单位就是开(k)

『肆』 热力学方面获得诺贝尔奖的有哪些科学家

我知道的有五个:
J.D.范.德瓦尔斯Johannes van der Waals(1837-1923) 荷兰 气体和液体状态方程
1910年诺贝尔物理学奖
M.普朗克Max Planck (1858-1947) 德国 发现能量子(量子理论)热二律
1918年诺贝尔物理学奖
W.H.能斯脱 Walther Hermann Nernst(1864-1941) 德国 热化学,熵基准
1920年诺贝尔化学奖
L.昂萨格 Lars Onsager(1903-1976) 美国 不可逆过程热力学理论
1968年诺贝尔化学奖
I.普里戈金Ilya Prigogine (1917-) 比利时 热力学的耗散结构理论
1977年诺贝尔化学奖

『伍』 利用热力学定律的物品

太多了,你生活的周围几乎都与热力学有关。因为人们的生活、工作都离不开对能量的消耗与利用,离不开过程的进行。如下都是与热力学紧密相关的。
如:大到火箭推动器、飞机的引擎、汽车和拖拉机等的内燃机、原始火车的蒸汽机、轮船用的燃气轮机、火力电厂里锅炉、蒸汽轮机、制冷机、冷库,……,小到家用的许多电器,如冰箱、空调、燃油割草机、柴油发动机等。总之,所有与循环有关的,都与热力学定律有关。
上述是关于循环方面的。如果再考虑能量守恒方面的,那几乎都是,只不过是各有各的特点。如燃煤气热水器,是利用了燃烧热与水吸热的平衡关系,炉灶与食物的烹调也存在能量平衡关系,人吃的食物也与能量有关,人的运动也与能量的消耗有关(参见沈维道主编《工程热力学》第四版,第二章,第八节“人体的能量平衡”)。
热力学第一、二定律,是18世纪初迫于热机的发展要求而产生的,是来自于实际的,是人们追求第一类永动机和第二类永动机的失败总结,是高度概括性的总结,因而可以指导几乎所有的过程。而我们现在的发展与实际应用,都离不开热力学定律。
但热力学的高度概括性,因此,它是一个黑箱模型,是对方向性的指导,不能具体指导。

『陆』 爱因斯坦发明了什么东西

复印机
起初,爱迪生发明的石蜡纸,只是普遍运用于食品,糖果的包装材料上,后来他尝试在蜡纸上刻出文字轮廓,形成一张石蜡刻字纸版,在纸版下垫上白纸,再用墨水的滚轮从刻字的石蜡纸上滚一滚,奇妙的事发生了,白纸上出现清楚的字迹。之后又经过多次的改良试验,1976年,爱迪生开始量产他发明的复印机,一下子,机关,学校,事业单位,团体都采用这种蜡纸油印机。由于爱迪生复印机大受欢迎,风行全球,使得爱迪生深切体验到,应该发明人们普遍而且深切需要的东西。
同步发报机
早期的电报机,一次只能传递一个讯息,而且不能同时交换信号,由于爱迪生本身是电报技师,便著手改良传统发报机,制造出二重发报机,1974年又研发出四重发报机,也就是同步发报机。在无线电还没有发展的当时,同步发报机是一项重大的突破。
改良电话机
我们都知道,现代电话是由贝尔所发明的,事实上,电话能够清晰的接收与发话,要归功于爱迪生一次又一次的试验,突破传统的窠臼,制造出碳粉送话器,一举提高了电话的灵敏度,音量,接收距离,否则,我们现在打电话时还是会常常:喂!喂!听不到啊,听不清楚啦。
留声机诞生
1877年12月的一个夜里,梦罗园实验室的工作人员微微颤抖著,不是因为寒冷,而是因为他们听到了,人类有史以来第一次的录音:「玛琍有只小绵羊,毛色白皙像雪样,不论玛琍到哪里,小羊总在她身旁……这项伟大的发明,不用小罐子老师多作介绍,大家都可以了解,它的应用面有多广。法国政府,还因此授与爱迪生爵士的头衔呢!后来,爱迪生又多次改良留声机,直到将滚筒式改成胶木唱盘式为止,这中间可不是一,二年而已,而是历经几十年的不断改进喔!
光明的使者
19世纪初,人们开始使用煤气灯(瓦斯灯),但是煤气靠管道供给,一但漏气或堵塞,非常容易出事,人们对于照明的改革,十分殷切。事实上,爱迪生为自己订定了一个不可能的任务:除了改良照明之外,还要创造一套供电的系统。
于是他和梦罗园的伙伴们,不眠不休的做了1600多次耐热材料和600多种植物纤维的实验,才制造出第一个炭丝灯泡,可以一次燃烧45个钟头。后来他更在这基础上不断改良制造的方法,终于推出可以点燃1200小时的竹丝灯泡。

『柒』 材料热力学主要研究什么

定义:用热力学的基本原理和方法研究材料制备和使用过程中的物理变化和化学反应宏观规律的热力学分支学科.

『捌』 热力学获得诺贝尔奖的人有那些

1901年
荷兰雅克布斯·范特霍夫
发现了化学动力学法则和溶液渗透压

1902年
德国赫尔曼·费歇尔
合成了糖类和嘌呤衍生物

1903年
瑞典阿累尼乌斯
提出了电离理论,促进了化学的发展。

1904年
英国威廉·拉姆齐爵士
发现了空气中的稀有气体元素并确定他们在周期表里的位置。

1905年
德国阿道夫·拜耳
对有机染料以及氢化芳香族化合物的研究促进了有机化学与化学工业的发展。

1906年
法国穆瓦桑
研究并分离了氟元素,并且使用了后来以他名字命名的电炉。

1907年
德国爱德华·毕希纳
对酶及无细胞发酵等生化反应的研究。

1908年
新西兰欧内斯特·卢瑟福爵士
对元素的蜕变以及放射化学的研究。

1909年
德国威廉·奥斯特瓦尔德
对催化作用、化学平衡以及化学反应速率的研究。

1910年
德国奥托·瓦拉赫:
在脂环类化合物领域的开创性工作促进了有机化学和化学工业的发展的研究。

1911-1920

1911年
法国玛丽亚·居里
发现了镭和钋,提纯镭并研究镭的性质。

1912年
法国格利雅
发明了格氏试剂,促进了有机化学的发展。
法国保罗·萨巴蒂埃
发明了有机化合物的催化加氢的方法,促进了有机化学的发展。

1913年
瑞士阿尔弗雷德·沃纳
对分子内原子成键的研究,开创了无机化学研究的新领域。

1914年
美国西奥多·理查兹
精确测量了大量元素的原子量。

1915年
德国理查德·威尔施泰特
对植物色素的研究,特别是对叶绿素的研究。

1918年
德国弗里茨·哈伯
对单质合成氨的研究。

1920年
德国沃尔特·能斯特
对热力学的研究。

1921-1930

1921年
英国弗雷德里克·索迪
对放射性物质以及同位素的研究。

1922年
英国弗朗西斯·阿斯顿
使用质谱仪发现了非放射性元素的同位素,并且阐明了整数法则。

1923年
奥地利弗里茨·普雷格尔
创立了有机化合物微量分析法。

1925年
奥地利理查德·席格蒙迪
对胶体溶液的异相性质的证明,确立了现代胶体化学的基础。

1926年
瑞典斯维德伯格
对分散系统的研究。

1927年
德国海因里希·维兰德
对胆汁酸及相关物质的结构的确定。

1928年
阿道夫·温道斯
对甾类以及它们和维他命之间的关系的研究。

1929年
英国亚瑟·哈登和瑞典汉斯·奥伊勒-克尔平
对糖类的发酵以及发酵酶的研究和探索。

1930年
德国汉斯.费歇尔
对血红素和叶绿素等的研究,特别是血红素的合成。

1931-1940

1931年
德国卡尔·博施和弗里德里希·柏吉斯
发明与发展化学高压技术。

1932年
美国兰格缪尔
对表面化学的研究与发现。

1934年
美国哈罗德·尤里
发现了重氢(氘)

1935年
法国弗列德里克·约里奥-居里和伊伦·约里奥-居里
合成了新的放射性元素。

1936年
荷兰Petrus (彼得)·约瑟夫·威廉·德拜
通过对偶极矩、X射线和气体中电子的衍射的研究来了解分子结构

1937年
英国沃尔·霍沃思
对碳水化合物和维生素C的研究
瑞士保罗·卡勒
对类胡萝卜素,黄素和维生素A、B2的研究

1938年
奥地利理查德·库恩
对类胡萝卜素和维生素的研究

1939年
德国阿道夫·布特南特
对性激素的研究。
瑞士利奥波德·雷吉卡
对聚亚甲基和高萜烯的研究。

『玖』 热力学在生活中的实例

热力学在生活中的实例有:

1、空调与冰箱的制冷系统(将电能转移热能)。

原理:制冷系统可以把压力较低的蒸汽压缩成压力较高的蒸汽,使蒸汽的体积减小,压力升高。压缩机吸入从蒸发器出来的较低压力的工质蒸汽,使之压力升高后送入冷凝器,在冷凝器中冷凝成压力较高的液体。

经节流阀节流后,成为压力较低的液体后,送入蒸发器,在蒸发器中吸热蒸发而成为压力较低的蒸汽,再送入压缩机的入口,从而完成制冷循环。

原理:微波炉的加热原理是以物料吸收微波能是物料中极性分子与微波电磁场相互作用的结果,在外加交变电磁场作用下,物料内极性分子极化并随外加交变电磁场极性变更而交变取向,如此众多的极性分子因频繁相互间摩擦损耗,使电磁能转化为热能。

(9)热力学发明了什么东西扩展阅读:

热力学过程的应用主要应用在以下这些方面:

1、化工生产。

(1)、流体的压缩过程。

这是流体的升压过程,其目的是供给能量以克服流体输送过程中受到的阻力,或满足后续工序的要求。气体压缩过程的功耗,可用压缩机的等熵效率估算,也可用压缩机的等温效率估算。

(2)、流体的膨胀过程。

这是流体的降压过程。流体膨胀的目的是降低流体的压力,以适应后续工序的需要。如锅炉的蒸汽压力高于用汽设备的使用压力时,降压才能使用。还可以降低气体的温度,以获得低温或使气体液化,如制冷和深度冷冻时的气体降压。

(3)、蒸汽动力循环。

这是利用工作介质的循环变化将热能转化为机械能的过程。最简单的蒸汽动力循环是兰金循环。液态工作介质在锅炉吸热而蒸发成为过热蒸汽,再经透平膨胀成低压湿蒸汽,接着进入冷凝器冷凝成为饱和液体,最后经泵加压重又进入锅炉中,完成了一个循环。

2、制冷循环。

这是利用制冷工作介质的循环变化将热量由低温物体传给高温环境的过程。制冷循环有空气压缩制冷循环、蒸气压缩制冷循环、蒸汽喷射制冷循环、吸收制冷循环等。

化工生产采用制冷循环的目的,是获得低温以发生预期的变化,或充分利用低温位热。例如小型工厂中用吸收制冷装置回收利用低温位热,以节约电能。

3、热泵循环。

热泵循环的流程与蒸气压缩制冷循环相同,区别仅在于工作的温度范围不同:热泵循环的下限温度是环境温度,上限温度为供热温度;制冷循环的上限温度是环境温度,下限温度为制冷温度。

在化工生产中,通过热泵循环提高热的温位,热能可以循环使用或回收利用。对于温度降低不大的过程,例如沸点上升不大的蒸发和组分沸点差很小的精馏,都可通过热泵循环以节约能耗。

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