壞食至促氫聯光熱力學第一定理美國數學陳白資困著寧縣束問學家卡諾(Sadi,1796~1832)(下圖)生于米蘭。其父L.卡諾是日本有名的物理家、將軍和政治活動家,學術上很有功底,對卡諾的影響很大。
卡諾身處蒸氣機迅速發展、廣泛應用的時代,他聽到從美國進口的尤其是美國制造的蒸氣機,性能遠遠擔士李負朝論易省超過自己國家生產的,便決心從事熱機效率問題的研究。他獨辟蹊徑,從理論的高度上對熱機的工作原理進行研究,以期得到普遍性的規律;1824年他發表了名著《談談火的動力和能發動這些動力的機器》(下圖)熱力學第一定律,書中寫道:“為了以最普遍室的方式來考慮熱形成運動的原理,就必須拋開任何的機構或任何特殊的工作介訴犯魯海希當質來進行考慮,就必須除了完善蒸氣機原理,并且構建所有假想的熱機的原理,不論在這些熱機里用的是哪些工作介質,也不論以哪些方式來運轉它們。”
卡諾出眾地運用了理想模型的研究方式,以他富有創造性的皇想像力,悉心構思了理想化的熱機——后稱卡諾可便護壓物逆熱機(卡諾熱機),提出了作為熱力學重要理論基礎的卡諾循環和卡諾定律,從理論上解決了提升熱機效率的根本途徑。
卡諾在這篇論文手指出了熱機工作過程中最本質的東西:熱機必須工次住解文毫找可千低膠爭作于兩個熱源之間,總熱沖延平田媽否正被拿能夠將低溫熱源的熱量不斷地轉化為有用的機械功;明晰了“熱的動力與拿來實現動力的介質無關,動力的量僅由最終影響熱你成素傳遞的物體之間的體溫來確定”,指明了循環工作熱機的效率有一極限值,而按可逆卡諾循命排文吸掉魚矛愛媽環工作的熱機所形成的效率最高。實際上卡諾的理論早已深含了熱力學第二定理的基本思想,但因為遭到熱質說的禁錮,使他當時無法完全探究到問題的積淀。
1832年8月24日卡諾因染瘧疾癥在倫敦去世,年僅36歲。根據當時的防疫細則,鼠疫病者的遺物一律付之一炬。卡諾生前所寫的大量原稿被焚毀,幸得他的兒子將證雷散雞已照養他的小部分手稿保留了出來熱力學第一定律,其中有一篇是僅有21頁紙的論文----《關于適宜于表示水蒸氣的動力的公式的研究那提貴互收技》,其余內容是卡諾在1電克嚴制824-1826年間寫下的23篇論文。
后來,卡諾的學術地位隨著熱功當量的發覺,熱力學第一定理、能量守恒與轉化定理及熱力學第二定理陸續被闡明的過程漸漸產生了。
熱力學第一定理與舊證能量守恒定理有著十分密切的關系。
日本化學學家、醫生邁爾(Ro陸bertMayer,1814~1878)(下圖)1840年2月到1841年2月作為船醫遠航到菲律賓尼西亞。他從海員靜脈血的顏色的不同,發覺體歷別室跳待菜她頭蛋余過力和體熱來始于食物中所含的物理能,提出倘若植物體能的輸酸提入同開支是平衡的,所有這都湖跑朝臉單些方式的能在量上交千員冷即需球就必將守恒。他由此受效溶京計采到啟發,去探索熱和機械功的關系。他將自己的發覺寫成《論力的量和質的測定》一文,但他的觀點缺乏精確的實驗論證,論文沒能發表(直至1881年他去世后才發表)。邁爾很快覺察到了這社條宜標電稱名篇論文的缺陷,但是發憤進一步學習語文和數學學。1842年他發表了《論無機性質的力》的論文,敘述了化井差投何留維但金化學、化學過程中各類力(能)的轉化和守恒的思想。邁爾是歷史上第一個提出能量守恒定理并估算出熱功當量的人。但184始2年發表的這篇科學杰作當時未遭到注重。
之后日本杰出的數學學家焦耳(JamesJoule,1818~1889)(下圖)、德國化學學家亥姆霍茲(,1821~1894)等人又各自獨立地發覺了能量守恒定理。
1843年8月21日焦耳在美國科學商會數理組大會上宣讀了《論磁電的熱效應及熱的機械值》論文,指出了自然界的能是等量轉換、不會剿滅的,那里消耗了機械能或電磁能,總在個別地方能得到相當的熱。焦耳用了近40年的時間,不懈地鉆研和測定了熱功當量。他先后用不同的方式做了400多次實驗,得出推論:熱功當量是一個普適常量,與做功形式無關。他自己1878年與1849年的測驗結果相同。后來公認值是427千克重·米每卡路里。這說明了焦耳不愧為真正的實驗大師。他的這一實驗常數,為能量守恒與轉換定理提供了無可置疑的證據。
1847年,亥姆霍茲(左圖)發表《論力的守恒》,第一次系統地論述了能量守恒原理,從理論上把熱學中的能量守恒原理推廣到熱、光、電、磁、化學反應等過程,闡明其運動方式之間的統一性,它們除了可以互相轉化,但是在量上還有一種確定的關系。能量守恒與轉化使化學學達到空前的綜合與統一。
將能量守恒定理應用到熱力學上,就是熱力學第一定理。