热力学发展史?
古代人类早就学会了取火和用火,但是后来才注意探究热、冷现象本身,直到17世纪末还不能正确区分温度和热量这两个基本概念的本质。
在当时流行的“热质说”统治下,人们误认为物体的温度高是由于储存的“热质”数量多。
1709—1714年华氏温标和1742—1745年摄氏温标的建立,才使测温有了公认的标准。
随后又发展了量热技术,为科学地观测热现象提供了测试手段,使热学走上了近代实验科学的道路。
1798年,冯·朗福德观察到用钻头钻炮筒时,消耗机械功的结果使钻头和筒身都升温。
1799年,英国人H.戴维用两块冰相互摩擦致使表面融化,这显然无法由“热质说”得到解释。
热力学是研究能量转化和传递的科学领域,其发展史可以追溯到18世纪。
最早的热力学概念由卡诺和卡尔内齐提出,他们研究了热机的效率和热量的转化。
19世纪,克劳修斯和开尔文等科学家进一步发展了热力学的基本原理,提出了热力学第一和第二定律。
随后,玻尔兹曼和吉布斯等人发展了统计热力学,将热力学与微观粒子的行为相结合。20世纪,量子力学的发展为热力学提供了新的理论基础。
现代热力学已经广泛应用于能源转换、化学反应、天体物理等领域,成为科学研究和工程应用的重要工具。
化学历史上人们对热的认知过程?
人类对热的认知可以追溯到古代。在早期的化学实践中,人们通过观察和实验逐渐认识到了热的存在和性质。以下是化学历史上人们对热的认知过程的简要概述:
1. 古代:在古代,人们已经开始使用火来加热物体,并且发现热可以改变物质的状态。例如,他们发现金属可以通过加热变得更加柔软,易于加工。
2. 中世纪:在中世纪,+++学者开始研究燃烧和热的性质。他们发现燃烧需要氧气,并且提出了“燃素”的概念,认为燃烧是由于燃素从物体中释放出来所致。
3. 17 世纪:17 世纪是现代化学的开端,人们开始对物质的组成和结构进行深入研究。英国科学家波义耳和法国科学家拉瓦锡分别提出了“波义耳定律”和“质量守恒定律”,为热力学的发展奠定了基础。
4. 18 世纪:18 世纪,人们开始研究热和能量之间的关系。英国科学家焦耳通过实验发现,热量是能量的一种形式,并且提出了“热功当量”的概念,为热力学第一定律的提出奠定了基础。
5. 19 世纪:19 世纪,热力学得到了进一步发展。德国科学家克劳修斯和英国科学家开尔文分别提出了“热力学第二定律”和“热力学第三定律”,为热力学理论的完善做出了重要贡献。
6. 20 世纪:20 世纪,热力学理论得到了广泛应用,尤其是在工业领域。人们开始使用热力学方程来预测和控制化学反应的过程,提高了生产效率和产品质量。
总之,人类对热的认知是一个漫长而复杂的过程,通过不断的观察、实验和理论研究,人们逐渐揭示了热的本质和性质,并将其应用于各个领域。
热力学第一定律四个静态过程公式?
热力学第一定律:系统从外界吸收的热量一部分使系统内能增加,另一部分则用来对外做功。它是包括热量在内的能量守恒和转换定律。
热力学第一定律适用于任何系统(固体、液体、气体)的任何过程。应用时,只要初态和末态是平衡态即可,中间过程所经历的各态不需要一定是平衡态。
(3)理想气体的等值过程
① 等体过程
过程特征:气体体积V为恒量。
过程方程:p/T = 恒量。在 p-V 图上,等体过程线为平行于p轴的直线段。
在等体过程中,系统从外界吸收的热量全部用来增加系统的内能;或系统向外界放出热量并减少同样数量的内能。
② 等温过程
过程特征:系统温度保持不变,即T = 恒量。等温过程曲线在p-V 图上为一段双曲线。
过程方程:pV=恒量,初态与末态的状态参量关系为p1V1=p2V2。
在等温过程中,理想气体吸收的热量全部用来对外做功。
③ 等压过程
过程特征:系统内气体压强保持不变,即p。
过程方程:V/T =恒量,初态与末态的状态参量关系为V1/T1= V2/T2。在 p-V 图上等压过程曲线为平行横轴(V轴)的直线段。
在等压过程中理想气体吸收的热量一部分用来增加内能,另一部分则用来对外做功。
(4)绝热过程
绝热过程是系统在和外界无热量交换的条件下进行的过程。
绝热过程的功和内能:在绝热过程中,系统所做的功完全来自于内能的变化。
理想气体准静态绝热过程方程:
pVγ = 常量
pγ-1T-γ = 常量
TVγ-1 = 常量
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