热学的定律
热学发展史实际上就是热力学和统计物理学的发展史,可以划分为四个时期。
基本内容
热学发展史实际上就是热力学和统计物理学的发展史,可以划分为四个时期。
第一个时期,实质上是热学的早期史,开始于17世纪末直到19世纪中叶,这个时期积累了大量的实验和观察事实。关于热的本性展开了研究和争论,为热力学理论的建立作了准备,在19世纪前半叶出现的热机理论和热功相当原理已经包含了热力学的基本思想。
第二时期从19世纪中叶到19世纪70年代末。这个时期发展了唯象热力学和分子运动论。这些理论的诞生直接与热功相当原理有关。热功相当原理奠定了热力学第一定律的基础。它和卡诺理论结合,导致了热力学第二定律的形成。热功相当原理跟微粒说(唯动说)结合则导致了分子运动论的建立。而在这段时期内唯象热力学和分子运动论的发展还是彼此隔绝的。
第三时期内唯象热力学的概念和分子运动论的概念结合的结果,最终导致了统计热力学的产生。它开始于19世纪70年代末玻尔兹曼的经典工作,止于20世纪初。这时出现了吉布斯在统计力学方面的基础工作。
从20世纪30年代起,热力学和统计物理学进入了第四个时期,这个时期内出现了量子统计物理学和非平衡态理论,形成了现代理论物理学最重要的一个部门。
主要内容1.热传导的方向性热传导的过程是有方向性的,这个过程可以向一个方向自发地进行,但是向相反的方向却不能自发地进行.2.第二类永动机只有单一的热源,它从这个单一热源吸收的热量,可以全部用来做功,而不引起其他变化.人们把这种想象中的热机称为第二类永动机.第二类永动机不可能制成,表示机械能和内能的转化过程具有方向性.3.热力学第二定律热力学第二定律有多种表述,下面给出常见的两种.一种表述是:不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其他变化.这是按照热传导的方向性来表述的.另一种表述是:不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其他变化.这是按照机械能与内能转化过程的方向性来表述的,它也可以表述为:第二类永动机是不可能制成的.4.能量耗散能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有的方向性.