上海交通大学：《科学技术史 A History of Science and Technology》课程教学资源（PPT课件）第12讲 能量守恒定律的建立

第十二讲能量守恒定律的建立 一、对热的本质的认识 l.热质说(caloric) 内容：热是一种物质，没有重量，不生不灭，可以由 温度高的物体转移到温度低的物体，转移过程中 总量守恒。 演化历史：16世纪后被关注，18世纪达到鼎盛。 波义耳：对真空容器中炽热的铁块会使器壁发热现象 的解释； 拉瓦锡：比热概念的提出，热质说的定量化

第十二讲 能量守恒定律的建立 一 、对热的本质的认识 1.热质说（caloric） 内容：热是一种物质，没有重量，不生不灭，可以由 温度高的物体转移到温度低的物体，转移过程中 总量守恒。 演化历史：16世纪后被关注，18世纪达到鼎盛。 波义耳：对真空容器中炽热的铁块会使器壁发热现象 的解释； 拉瓦锡：比热概念的提出，热质说的定量化

2.热质说的否定 伦福德(Runford,1753-1814)伯爵的切削实验， 提出了机械运动转化为热的概念； 戴维(Humphry Davy1778~1829)绝热真空容 器的冰摩擦实验，打破了热质守恒观念。 导致热动说的建立

2.热质说的否定 伦福德（Runford,1753-1814）伯爵的切削实验， 提出了机械运动转化为热的概念； 戴维（Humphry Davy 1778～1829）绝热真空容 器的冰摩擦实验，打破了热质守恒观念。 导致热动说的建立

二、温度的定量测量 ·温度概念和热量概念 ·温度计制作的历史演变 空气 -1592年，伽利略的温度指示器 1635年，斐迪南(Ferdinand)的酒 精温度计 -1640年，意大利林赛大学的水银温 水 度计 -1694年，建议把水的冰点和沸点作 为温度计定标的标准状态

二、温度的定量测量 • 温度概念和热量概念 • 温度计制作的历史演变 – 1592年，伽利略的温度指示器 – 1635年，斐迪南（Ferdinand）的酒 精温度计 – 1640年，意大利林赛大学的水银温 度计 – 1694年，建议把水的冰点和沸点作 为温度计定标的标准状态

三、能量守恒定律的建立 1.“疯子”迈尔的开创性工作 J-R-迈尔(Julius Robert Mayer, 1814~1878),1838年获医学博 士学位，一生行医。 1840年，爪哇旅行，激发思想火花； 1841年，论文发表首遇挫折； 1842年，提出能量守恒假说并推出 热功当量； 1845年，推广至生物学领域 1849年，精神失常 JR迈尔 1854年，迟到的春天

三、能量守恒定律的建立 1. “疯子”迈尔的开创性工作 J·R·迈尔(Julius Robert Mayer， 1814～1878)，1838年获医学博 士学位，一生行医。 1840年，爪哇旅行，激发思想火花； 1841年，论文发表首遇挫折； 1842年，提出能量守恒假说并推出 热功当量； 1845年，推广至生物学领域 1849年，精神失常 1854年，迟到的春天 J•R•迈尔

2、“酿酒匠”焦耳的热功当量测试 James Rrescott Joule, 1818-1889)英国科学家。 ·22岁，撰写《论电流析热》 论文 · 测定热功当量（测量值4.157 焦耳/卡，今值4.184焦耳/ 卡) ·1847年，获得认可

2、 “酿酒匠”焦耳的热功当量测试 • James Rrescott Joule，（ 1818-1889）英国科学家。 • 22岁，撰写《论电流析热》 论文 • 测定热功当量（测量值4.157 焦耳／卡，今值4.184焦耳／ 卡） • 1847年，获得认可

3、赫姆霍兹的归纳 1.生平：H.Helmholtz,1821-1894.德国物理学家， 生理学家，生物物理学家。 2. 1847年，在德国物理学会年会发表关于力的守 恒讲演，提出：①一切科学都可以归结到力学。②可 以用力所传递的能量或它所作的功来量度力。③所有这 种能量是守恒的。 3.推论 永动机不可能实现

3、赫姆霍兹的归纳 1. 生平：H. Helmholtz，1821-1894.德国物理学家， 生理学家，生物物理学家。 2. 1847年，在德国物理学会年会发表关于力的守 恒讲演，提出：①一切科学都可以归结到力学。②可 以用力所传递的能量或它所作的功来量度力。③所有这 种能量是守恒的。 3. 推论 永动机不可能实现

4.能量守恒定律所受的挑战 ·放射性元素的发现 ·对能量守恒定律的争议 ·宇宙大爆炸学说带来的新问题

4.能量守恒定律所受的挑战 • 放射性元素的发现 • 对能量守恒定律的争议 • 宇宙大爆炸学说带来的新问题