浅谈经典热力学的产生与发展
文史学院 汉语言文学11102班 陈雅琴 学号：201106010238
在本学期的选修课《文科物理与实验》中，我又从一个文科生接触到理科物理的一些知识，感觉又回到了高一高二那为了难懂的物理而焦头难额的学习岁月，不管物理对我来说有多么高深莫测，但是了解一下物理学的建立与发展也是很有必要的，俗话说文史哲不分家，有多少哲学家也是物理学家，比如说亚里士多德等等，因此懂一点其他学科的知识对我们的学习也是大有裨益的。那么对于经典力学的产生与发展，将主要从一下几个方面来简单介绍。
一、 什么是经典热力学
在过去的一个多世纪里面经典热力学的发展取得了巨大的进步，从最初的模糊的热的概念逐步演变发展成为一门科学、严谨、庞大的学科。经典热力学的发展历是人类对热的本质及能量转换规律的认识、掌握和运用的历史。经典热力学又称为宏观热力学，是以实验为基础的唯象的宏观理论，以热力学三个定律为基础，利用热力学数据，研究平衡系统各宏观性质之间的相互关系，揭示变化过程的方向和限度，它不涉及粒子的微观性质，具有高度的可靠性和普遍性。它研究的内容决定了物理、化学反应进行的方向和限度，对于化工生产的发展意义重大。如果撇开这些理论知识，从我们的日常生活中可以发现从古到今人们对热的本质认识是一个不断发展的螺旋是上升的过程， 在古代，人们就知道热与冷的差别，能够利用摩擦生热、燃烧、传热、爆炸等热现象，来达到一定的目的。例如，中国古代燧人氏的钻木取火，炼丹术和炼金术， 火药的发明，以及早期的爆竹、走马灯等。又如，在古希腊就有“火、土、水、 气组成世界”的四元素学说，这与我国战国时期提出的“水、火、金、木、土为万物之本”的五行学说是类似的。人类对热现象的重视，由来已久。但因当时生产力的低下，不可能对这些热现象有任何实质性的解释。随着人类社会的不断发展，人们对热的认识也在向理性方面迈进。 二、经典热力学产生的时间以及主要人物
经典力学的建立是一段漫长而艰苦的历程。研究这一段历史，不仅能使我们了解经典力学的建立过程，更深刻地理解经典力学的理论体系。许多物理学家都做出了各自不可缺少的贡献。其中热运动说和热质说这两种观点经历了相互更替的曲折的历史演变，热究竟是在各个物体之间流动的一种不可摧毁的物质，还是微观运动的一种表现形式。直到 19 世纪中叶，焦耳计算出热功当量的数值并公布了他的研究结果，此时能量守恒定律才得以真正确立。相应地，热质说也就完全退出了科学的历史舞台。这时关于热的本质才得出了明确的具体的结论: 热是微观运动和能量的一种表现形式，并且和能量的其他形式之间可以相互转化。在不断地探究发现中，形成了经典热力学的三大定律：1842年，J.R.von迈尔提出了能量守恒理论，认定热是能的一种形式，可与机械能互相转化，并且从空气的定压比热容与定容比热容之差计算出热功当量。英国物理学家J.P.焦耳于1840年建立电热当量的概念，1842年以后用不同方式实测了热功当量。1850年，焦耳的实验结果已使科学界彻底抛弃了热质说，公认能量守恒、而且能的形式可以互换的热力学第一定律为客观的自然规律。能量单位焦耳(J)就是以他的名字命名的。
热力学第一定律也就是能量守恒定律。自从焦耳以无以辩驳的精确实验结果证明机械能、电能、内能之间的转化满足守恒关系之后，人们就认为能量守恒定律是自然界的一个普遍的基本规律。1850年和1851年，德国的R.克劳修斯和开尔文先后提出了热力学第二定律，并在此基础上重新证明了卡诺定理。热力学第二定律有几种表述方式：克劳修斯表述 热量可以自发地从温度高的物体传递到较冷的物体，但不可能自发地从温度低的物体传递到温度高的物体；开尔文-普朗克表述 不可能从单一热源吸取热量，并将这热量变为功，而不产生其他影响。熵表述 随时间进行，一个孤立体系中的熵总是不会减少。热力学第三定律通常表述为绝对零度时，所有纯物质的完美晶体的熵值为零。 或者绝对零度（T=0K）不可达到。
经典热力学的产生与发展
