热力学发展史概述.ppt

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1、第八章,热力学发展史概述,热力学-大纲,8.1 热机的发展和热现象的研究 8.2 热力学第一定律的建立 8.3 热力学第二、三定律的建立 8.4 分子运动论的发展概述,十七世纪以前，人们对热现象已有了一些认识和经验，并在生活中得到广泛应用，但由于缺乏量的概念和实验手段，热学长期未能从生活中独立出来形成一门科学。,到十八世纪初，欧洲的工业比较发达，许多生产部门如蒸气机的研制和使用，化工、铸造等工业都涉及到热量的问题，但当时人们对温度和热量这两个热学的基本概念还混淆不清，由于蒸汽机的发明和不断研究，因此在十八世纪，热学就成为物理学中一个新发展起来的领域。,第一节,热机的发展和热现象的研究,1695

2、年，荷兰物理学家惠更斯的学生和助手法国人巴本（1647-1714）第一个发明了汽缸有活塞的蒸汽机，用以取水和推磨。,虽然结构不完善，但它是第一个蒸气在汽缸内作功的机器,英国皇家工程队的军事工程师发明第一台用于生产的蒸汽机,1698年英国人赛维里（1650-1715）也提出了类似的机器。,1712年英国的铁匠纽科门（1663-1792）制造了一个 具有价值的工作机，用于供水、取出矿井中的积水和灌溉。 十八世纪中期。对纽科门的热机进行根本改革的是英国人瓦特（1736-1819）。1757年瓦特在格拉斯哥大学当仪器修理工。1763年当他修理一台纽科门机时发生了浓厚的兴趣，并增加了冷凝器，可保持汽缸高

3、温而提高了效率，减少了热量的消耗。1769年获专利。1782年瓦特又制造了双冲程蒸汽机，后又加上了飞轮和离心调速器，逐步达到完善。,蒸汽机从开始出现到最后完善经历了大约一百年，对社会生产和人类生活产生了巨大的影响。 1807年美国人富而顿（1765-1815）在纽约制造了第一艘客船“clermonf”号。 1814年英国煤矿工人斯蒂芬森（1781-1848）制造了第一台蒸气机车，1825年被应用于火车和铁路。英国成为当时世界工业最发达的国家，形成了第一次世界技术革命蒸气时代。1842年法国、德国和意大利的资产阶级革命动摇了欧洲封建统治和农奴制度。 恩格斯说：“蒸汽机是一个真正的国际的发明，而这

4、个事实又证明了一个巨大的历史性进步。”,内燃机,人类在很早就有懂得了用感觉来比较冷热，比如在中国古代冶铁中要掌握“火候”（即温度的高低），直到今天用感觉判断温度的方法还用在手工业铸造中。随着科学技术的发展，人们的生活领域不断扩大，需要对冷热程度给出精确的定量描述，于是刺激了计温学的发展，即温度计的制作： 1、温标，如冰水混合物为摄氏 0o； 2、测温质，如水银、酒精、气体（物质热膨胀规律研究）；,一、温度的测定,1653年意大利的一位公爵费迪南二世制造了一个所谓的温度计，在玻璃管中装入酒精，管壁刻上度数，上端封口。 1659年法国的天文学家伊斯梅尔博里奥制造了第一个用水银做测温物质的温度计，还

5、做了气温记录。,伽利略的测温仪,早在1593年伽利略利用热胀的性质制成了世界上第一个显示冷热变化的仪器示温仪。,德国格里凯最早提出在温度计的刻度上标出定点的人之一，他以马德堡市初冬和盛夏为定点温度。 1688年道伦斯提出以冰的温度和黄油溶解时的温度为固定点。 1694年惠更斯提出以水结冰和沸腾时的温度为固定点等。 法国物理学家阿蒙顿（1663-1705）改进了伽利略的温度计，建立了气压的改变正比于温度差的定律：,1709年荷兰的玻璃工人华伦海特（1688-1736）制造出世界上第一个温度计。他选水、冰、食盐、和氨水混合平衡时的温度为零度，冰点为32度，水在常压下沸腾为212度，又在冰点与沸点之

6、间分为180等份，一等份为1度，这就是世界上第一个温标华氏温标，这是热学发展的一个重要标志。,但是阿蒙顿的研究为后来的物理学家、化学家盖吕萨克和道耳顿对气体性质的研究做出了先例。 波意耳和牛顿也曾研制过温度计。波意耳在1665年发表的热的力学原理的论文中，已经确信一切物体的熔点都是常数。,1742年瑞典天文学家摄尔修斯（1701-1744）制定了以他的名字命名的摄氏温标。温标以冰点为0度，一个大气压下沸点为1000C，从0点到沸点分为100等份，一等份为10C。 此处还出现了法国列缪尔（1683-1757）的列氏温标。剧统计，到1779年约有19种温标。现在常用的只有3种，即华氏、摄氏、列氏。

7、英、美用华氏最多，列氏在德国用的最多，法国摄氏占优势，而科学界普遍采用摄氏。,液体的沸点,18世纪初，欧洲的工业比较发达，许多生产部门如蒸汽机的研制和使用、化工、铸造都涉及到热量问题，但当时人们对温度和热量这两个基本概念还混淆不清，往往把温度看作热量，因而阻碍了热学的发展。,由于建立了比热、热容量、潜热等热学基本概念，把温度和热量分开，因此加速了热学的发展，所以十八世纪被称为热学世纪。,二、量热学的开始,热胀冷缩,在十八世纪前半期，温度的测量和热量的测量还没有被科学界区别来开。,为此，荷兰物理学家波尔哈夫就认为，一定量物体的温度都应该吸收同样数量的热量，这个值又同它每降低一度时放出的热量相等。

8、 波尔哈夫同华伦海特一起进行实验，把40的水同等体积的80的水相混合而得出混合水的温度恰为60，与预期结果相符。 波尔哈夫由此断言：“在混合时热不能创造也不能消灭”。但后来，波尔哈夫在考察不同温度的水和水银混合后的温度变化时，却发生了矛盾：100的水和等体积的150的水银混合后温度为120，而不是它们的中间平均值，这是他所无法解释的。,同年，俄国彼堡科学院院士李赫曼（1711-1753）认为热量在物体内是按体积（或质量）均匀分配的，所以他把物体的m和温度t的乘积mt为热量的定义，确定两个温度不同的物体的混合后的温度为：,式中表达的意思正是温度和热量两概念模糊不清的具体表现。,1744年，彼得堡

9、科学院的克拉弗特提出了一个确定热水和冷水的混合温度的报告。,后来英国化学家布拉克（1728-1799）用实验重新审查了李赫曼的设想。他主张将热和温度两个概念分别称为“热的量”和“热的强度”。他在研究热传导时发现，同重量而不同温度的两种物质混合在一起时，它们的温度变化是不相同的。他把物质在改变相同温度时的热量变化叫做这些物质的“对热的亲和性”、“接受热的能力”，并由此提出了“比热”概念。后来他的学生伊尔文引进了“热容量”概念，并仔细地测量了一些物质的比热。 几乎在同一时期，瑞典的维尔克也进行了量热学的研究，他通过出质量相等的水和冰在熔解温度下混合时要失去72的热。他还指出，若把水的比热定为1，就

10、可求出其他物质的比热。,在研究冰和水的混和温度时他发现，在冰的熔解中需要一些为温度觉察不出的热量，进而发现各种物质在发生物态变化时都有这种效应，他由此引进了“潜热”的概念，认为这部分热量是与物质内部的微粒发生了某种准化学作用而潜藏起来了。 这一时期量热学的发展，导致了热量在几个物体间重新进行分配时其总量不变的观念。,布拉克把320F的冰块和1720F的同等重量的水混合，发现混合温度不是李赫曼的1020F，这就否定了李赫曼的公式，同时也否定了热量按体积或质量均匀分配的论点。,1777年，拉瓦锡 和 拉普拉斯 制造了冰筒量热器这种经典的量热装置，利用它测定了一系列物质的比热。 通过众多物理学家的不

11、懈努力，在十八世纪八十年代，量热学的一系列基本概念 温度、热量、热容量、潜热等都已确立。量热学从而成为了相对独立的一门学科，并发展达到了精确定量的水平。,三、热的传导,在量热学发展的同时，热的传导理论也得到了发展。法国数学家傅里叶（1768-1830）在1822年出版的热的解析理论中研究了热流质在物体中的传播，给出了热传导的经验定律，建立了热传导方程:,热传递,1784年伽托林又导热物质的无限小的体元，得到了普遍的传导方程:,利用此式可以确定一定物体的温度分布。,四、 关于热的本性学说,热是什么?,热是一种物质,即热质说,热是物体粒子的内部运动,古希腊的原子论把热描绘成一种特殊的,不可直接觉察

12、的物质;其结构与其他的物质一样,也是由原子构成的;大概还具有一定的重量。,法国数学教授伽桑狄(1592-1655)认为热和冷都是由特殊的“热原子”和“冷原子”引起的,这实际上是对古希腊的热的物质说的支持和延伸.,历史上迪卡尔、波意耳、胡克等人主张这一观点。继胡克之后反对热质说的还有丹尼尔伯努力和罗蒙诺索夫。罗蒙诺索夫关于热理论的观点包含在他的两篇著作中，一篇是1749年发表的“关于热和冷的原因之沉思”，另一篇是“空气弹性理论的尝试”。,例: 热金属A插入冷水B中,(A,B系统是绝热,孤立的)热量守恒定律.,当时热作为一种实物性物质的观念占上风.，认为热是一种实体,它既不会被创生,也不会被消灭.

13、但它可以从一个物体流向另一个物体.好似能够说明有关热传导和量热学的一些实验结果.但不能很好地解释摩擦生热的现象,18世纪末,热质说受到了严重的挑战,致力于推翻热的物质说的物理学家是伦福德伯爵和戴维:(1778-1829),把两块冰在真空中相互摩擦,熔化.断言“热质是不存在的”.,分析当时热质说占优势的主要原因是:当时人们把热现象和其他现象割裂开来研究,还未注意到它们之间的相互关系和转化;热质说比热的运动说更为简明,用热质说能很好地解释当时已发现的热现象,因此易于被人们接受;热质说更能迎合18世纪在物理学和化学研究中占统治地位的形式主义倾向.,另外牛顿“不臆造假说”的思想还很有影响,大多数物理学

14、家不愿接受当时还看不见摸不着的比较复杂的分子运动假说.,热力学第一定律的建立,第二节,热力学第一定律就是能量守恒定律。,一、定律诞生的条件,（1）蒸汽机技术的成就是建立能量守恒定律的基本物质前提之一。,蒸汽机的发明是18世纪技术上的一大创举，随着19世纪的到来，蒸汽技术很快应用于交通运输。在19世纪最初的1/3时间内，蒸汽技术开始作为传播的动力：1807年，美国哈得逊河上，福尔顿 的第一艘克雷英特号开航；欧洲的第一艘轮船与1812年在苏格兰的克来依特 河上行驶；1838年建立了轮船的定期航班。,把蒸汽技术用于陆地的交通要比船舶上的应用复杂的多，但它的发展也相当快。,（2）有关的基本概念和规律的

15、逐渐形成，是建立能量守恒定律的物理学基础。,早在1686年，莱布尼兹就已提出mv2表示活力，相当于后来的动能。1807年托马斯扬（Thomas Young1773-1829）在他的著作自然哲学讲义中，第一次提出了动量的概念。,1829年蓬瑟勒在技术力学引言一书中，坚决支持“功”这一术语；瓦特进行了马的能力和机器的比较，而定出功率的单位；,18341835年间，英国的哈密顿在论动力学的一般方法一文中，引入了“力函数”； 1828年格林提出“位函数”并应用于静电学和静磁学。到了19世纪40年代，高斯的工作使“位函数”得到了普遍的应用。,导致能量守恒定律最后确立的两个重要线索是：永动机不可能实现的确

16、认和各种物理现象之间普遍联系的发现。,到了19世纪40年代，从各方面来看，建立定律的条件已经具备，在这段时期内（18421847），有时几个科学家在不同地点、用不同的途径、各自独立地提出了能量守恒定律。其中以R迈尔、焦耳、亥姆霍兹的工作最为著称。,二、R迈尔（18141878）的贡献,迈尔是提出能量守恒和转化定律的第一人，迈尔应用“不能无中生有”和“原因等于结果两条哲学原理”，表达了他对物理和化学过程的守恒问题的思想，他认为：,如果原因c有着结果e,那么c等于e，倘若e又是另一个结果f的原因，那么e等于f，并以此类推得出,c=e=f=c,他认为在原因和作用的这条长链中，是永远不会有一个环节或者

17、一个环节的一部分变为零的。他把这个特性称为第一个特性不灭性,迈尔把力看作是一种原因，因此认为力是不可消灭的和可以转化的。,他以力学的观点，以物体下落为例，认为“下落的力”和运动之间可以相互转化，并列出了重力场中的能量守恒定律。,1848年，迈尔又发表了通俗天体学，讨论了宇宙中的能量循环，解释了陨石的发光是由于他们在大气中损失了动能，并应用能量守恒规律解释了潮汐的涨落。,1851年迈尔出版了论热的机械当量一文，详细的阐述了热功当量的计算。,恩格斯对迈尔的工作给以很高的评价，他在自然辩证法一书中写道，运动的量的不变性已经被迪卡尔指出了但是，运动形态的转化直到1842年才发现出来,而且新的东西正是这

18、一点,而不是量方面不变的定律.”迈尔的论无机界的力正好是1842年发表的.显然恩格斯指的1842年发现既是迈尔的工作.,改变内能的两种方法,三 焦耳对热功当量的测定,焦耳是英国曼彻斯特的一个啤酒厂的主人，是业余的科学家，焦耳所以由一个啤酒酿造商成为一个物理学家。,焦耳的主要贡献是他钻研并测定了热和机械功之间的当量关系。这方面研究工作的第一篇论文关于电磁的热效应和热的功值。此后，他用不同材料进行实验，并不断改进实验设计，结果发现尽管所用的方法、设备、材料各不相同，结果都相差不远；并且随着实验精度的提高，趋近于一定的数值。,焦耳关于热功当量的论文还有:1867年发表的“由电流的热效应测定热功当量”

19、和1878年发表的“热功当量的新测定”等文章,最后得到的热功当量的数值是423.85公斤米/千卡。,改变物体内能,关于热力学第一定律的建立，除了迈尔和焦耳的贡献以外，另有其他不少科学家也作了相应的工作，他们是：塞贝于1839年在“论铁路的影响”一书中，提出了热功当量的概念；赫斯于1840年发表了热化学中反应热与中间过程无关的定律；亥姆霍兹定于1847年在中心力的假设下，从力学定律全面的阐述了机械运动，给出了能量守恒和转化定律在力学中的具体的数学形式，并且也论述了热、电磁的“力”相互转化和守恒的规律。 值得指出的是：卡诺曾在1832年死之前，就独立地发现了热功转化的定律，但是他的文章只是在他死后

20、，于1878年方由他的弟弟公开发表。,焦耳为了测定热功当量的值,反复进行40年时间，这说明焦耳的治学态度的严谨，也说明一个实验结果的确认需要付出大量的劳动。,热力学第二、三定律的建立,第三节,卡诺生活在人们对热机理论进行热情探索的时代，为此他很早就投身到了这一研究热潮之中。 卡诺认为，研制热机的目的在于为人们提供更多的动力，解决人们对动力的各种需要；因而研究热机的目的就在于找出热机的不完善原因，为研制出更高效能的热机提供依据。 为此，他“从足够普遍的观点”出发，研究“由热得到运动的原理”。,一、 桑迪卡诺(Sadi Carnot，1796-1832)的贡献,他用科学抽象的方法，舍弃与热机工作过

21、程无关紧要的辅助和次要因素；构思设计出了一台现实生活中不存在的纯供研究之用的“理想热机”。 这台理想热机没有摩擦和对外的热交换，所以没有因为热量散失而引起不作功的热消耗，只有最基本的热向机械功转化的工作过程。 卡诺通过对理想热机的深入研究认为，热机必须工作于高温热源与低温热源之间，热量只有从高温热源转移到低温热源时才能作功。所有那些因加热和冷却而发生体积变化的物质，都可以用来作为汽缸内的工作物质。,理想热机所能产生的机械功，由两个热源的温度差决定。为此从原则上讲，一切热机如果在同样温度的两热源之间工作，就会具有同样的效率。 从而他指出，如果有一种比他的理想循环在热的利用方面更加有效的方法，即能

22、够从热质的转移中得到更多动力的方法，“则只需要这个动力的一部分，就可以把热质由物体B送到物体A去，即从冷源送回到热源，于是起始的状态就得以复原。这样，又可以重新开始类似的操作并如此继续下去，这就将不仅是一种永恒的运动，而且将不消耗热质或其他工作物质而无限地创造出动力来。这是与公认的观念以及力学规律、健全的物理学相矛盾的，这是不允许的。”,卡诺从理想热机中得出的上述结论，不仅为改善热机效率提供了最根本的理论原则，而且已经包含了能量守恒和转化、与第二种永动机不可能制成的热力学第一、二定律的内容，这无疑是正确的。 令人遗憾的是，卡诺是一位热质说的忠实信徒，他处处从热质说的错误观点出发看问题，因而他仍

23、用热质说去解释他的上述结论，结果他的上述结论固然正确无误，但用热质说给出的上述结论的证明却是错误的，从而造成了他的失误。,他认为蒸汽机的运动伴随着热素重新建立平衡的过程，“热素总是从一个温度或多或少较高一点的物体，流向另一个温度较低的物体”。,二、R克劳修斯和W汤姆逊对热力学第二定律的表述,1850年，克劳修斯在物理学年报上发表了题为“论热的动力和由此得出的热学理论的普遍规律”的论文。提出：卡诺认为热量是由一个热体转移到一个冷体，就要做功，是正确的，但卡诺认为这种转移并无热的损失，而热的量保持不变这一观点是没有根据的。 克劳修斯进一步发展了卡诺的思想，认为在功的产生中，很可能有两种过程同时发生

24、，这就是一些热量被用去了，而另一些热量从一个热体被传送到了一个冷体，并且这两部分热量可能和所发生的功有确切的关系。,开耳芬在1852年发表的“关于自然界中机械能耗散的普遍趋向”一文中，把克劳修斯的公理说成是：一台不借助任何外界作用的自动机器，把热从一个物体传到另一个温度比他高的物体，这是不可能的，今天把他说成：热不能自动地有低温物体转移到高温物体上去。这就是称之为热力学第二定律的克劳修斯表述。,1865年，在物理学和化学年报德文版中，克劳修斯又发表了题为“论热的机械论种主要公式的适应的种种形式”一文。在这篇文章中，克劳修斯对热力学第二定律给出了他认为是最简单而又最一般的形式。,W汤姆逊（开耳芬

25、）对热力学第二定律的研究几乎与克劳修斯是同时进行的。早在1848年，他就发表了一篇题为“基于卡诺的热的动力论和雷诺观察的计算所得的绝对温标”疑问。 在1851年，汤姆逊在爱丁堡学会会刊上发表了一篇论文，题目是“论热的动力理论”，明确提出热的动力论的全部理论是建立在分别由焦耳以及卡诺和克劳修斯所提出的两个命题之上的。,克劳修斯和开耳芬不仅建立了热力学第二定律，同时对这一普遍原理在具体问题中的应用，也非常注意。他们研究过压强对熔点的影响，饱和蒸汽压与温度的关系，温差电现象等等。,三、“热寂说”的错误,克劳修斯和汤姆逊在建立热力学第二定律中做出了贡献，但他们也同时提出了一个错误观点“热寂说”。即如果

26、在宇宙全部发生的状态变化中，一个确定方向的变化在量上总是超过相反方向的变化，那么宇宙的全部状态必定愈来愈多的按照第一种方向变化，因而宇宙必定不断的趋于一个终状。 开耳芬也有同样错误的观点。他认为： 1、目前物质世界中存在着的普遍倾向是机械能的耗散。 2、在没有比等当量耗散更多的情况下，任何机械能的复原在无生命物质的过程中是不可能的，而且可能也是从来没有用有机物质实现过的。,3、在已经过去的有限时间内，地球上必定曾经是不 适宜于像现在这样居住的，而将来的有限时间内，地球上的条件也将是这样。 按照“热寂说”的观点。在自然界中转化成热能的倾向和使温度平均化的倾向占主要地位，因此将来有一天所有物质会丧

27、失做功的本领，而变得僵化，宇宙“热寂”了。 “热寂说”观点的错误在于把适应于一定条件下的物理定律无限制地推广到宇宙，推广到无限长的时间，而给物理定律以绝对的定义。 这一错误我们必须加以借鉴。,四、热力学一、二定律的应用和第三定律的提出,热力学第一、二定律建立后，尤其是引入能和熵两个独立的状态函数以后，就能够对有关物体的热的行为的许许多多各种陈述进行数学分析。霍尔斯特曼于1873年把热力学两个定律应用于化学反应。 起初，能和熵的概念是不完备的。1906年华尔塞能斯特把热力学量个原理用来解决热化学的问题，讨论了在极低温时总能和自由能的关系，从而提出热力学第三定律，对熵的定义给以补充。他在1917年

28、所写的论文“新热学定律的理论和实验基础”一文中，对热力学第三定律给出了明确的描述：“绝对零度是不可能达到的” 应用热力学第三定律，有可能从热的量度来预言化学平衡，但也应指出，能斯特提出的热力学第三定律其丰富内容还远没有穷尽，还需作进一步的探索。,分子运动论的发展概述,第四节,分子运动论是热学的一种微观理论，它的根据是以下两个基本概念：物质是由大量分子和原子组成的；热现象是这些分子作物规则运动的一种表现形式。,在17、18世纪，出现了一些比古代原子论进一步但还只是定性的分子论假说。如布朗发现了著名的布朗运动。1658年，伽森地一分子运动的观点解释了物质的气、液、固三态的区别。 18世纪后半期，物

29、理学蓬勃发展起来，分子运动论在此时也逐渐得到发展，19世纪40年代，能量守恒和转化定律建立之后，彻底否定了热质说，分子运动论才迅速发展起来。,布朗运动,下面将简单介绍各位科学家在分子运动论方面的主要贡献，借以说明分子运动论尤其是气体分子运动论的基本建立过程。,一、赫拉派斯和瓦特斯顿的工作,19世纪前半期，分子运动论的倡导者首推英国的赫拉派斯，他在1816-1821年间曾写了几篇关于分子运动论的文章，发表在哲学纪要上。,分子扩散,他分析了装在不同容器内处于相同温度下的同中气体的压强，导出了理想气体定律。并提出了温度与分子速度有关的概念，还用来解释状态变化、扩散现象等。但多半是定性和缺少实验根据的

30、，因此不够确切。 瓦特斯顿通过计算一个几倍重于一个分子的完全弹性平面，在分子的速度v连续不断的跟它碰撞之下的平衡条件，推倒处理想气体定律。期结论实际上已经接触到v2与温度的关系。,固体分子的扩散,二、焦耳和克伦尼希的工作,到了19世纪中叶，焦耳和克伦尼希的工作使分子运动论得到继续的发展，他们各自提出了自己关于这方面的观点。 焦耳在1848年10月3日的曼彻斯特哲学学会上作了“关于而热和弹性液体的构造的某些说明”的报告，后来刊登在1851年出版的该会的论文集中，但因发行量较少，所以在当时欧洲大陆上无人知道。 焦耳从空气的绝热压缩和绝热扩散的实验中，得出一下结论；认为这些实验可以说明气体的结构，气

31、体的热是气体所具有的机械力，这说明焦耳已经形成了气体运动理论的基本思想。,1856年，克伦尼希发表了“气体理论概述”一文。在文中他认为“热是一种运动的形式”，但是它对于运动的形式具体如何并没有明确。他通过理想气体模型计算气体压强，并考虑克拉贝龙定律，得出了气体的温度正比于气体分子活力的结论。 虽然，克伦尼希的工作就其内容而说并未有所突破，但是，却使这一理论得到复兴。,三、克劳修斯在分子运动论方面的贡献,1、推导出理想气体的压强公式 克劳修斯于1857年，发表了一篇题为“论热运动的类型”的文章。,在这篇文章中，以十分明晰、清楚的方式发展了气体运动理论的基本思想，引入了一个新的概念统计的概念，并借

32、用统计处理的方法解释了气体压强的产生。他借用分子的速率在各方向都相等这一简化了的统计法，推导出气体压强的公式：,压强公式附以一定的条件，可以推导出玻意耳-马略特定律和盖吕萨克定律，显示了气体分子运动论的成就。,2、引入平均自由程的概念 克劳修斯的另外一个贡献是引入了气体分子平均自由程。他在1858年发表了一篇文章，题为“论气体分子的平均自由程”，目的是回答当时有人提出的分子运动论的矛盾：即分子的最大速度（102米/秒）与扩散、烟的传播的速度很慢之间的矛盾。 在计算平均自由程时，克劳修斯引入了分子作用球和作用半径等概念，并且根据各方向速率相等的统计法，得到平均自由程有下式表示：,这个公式和我们现

33、在教科书中所用的公式是有差别的，问题在于他对分子速率的估计过于粗略了。,四、麦克斯韦的工作,早期的理论工作者，大多忽视了气体的一个重要特性：气体分子作无规则的热运动的无规则这一点，而设想气体分子以同样的速率运动。麦克斯韦则突出了这个无规则性，第一个运用统计的方法来计算分子的速率。,1860年，麦克斯韦发表了题为“气体动力论的说明”的论文，阐述了麦克斯韦气体模型，找到了由微观量求统计平均值的切实的途径，为气体分子运动论奠定了可靠的基础。 他在研究分子的结构及碰撞机制问题时，把系统分成许多层，考察其相互作用，再应用平均自由程的概念推导出内摩擦系数，成为J洛喜密脱在1865年第一次计算分子有效直径的

34、基础。 1902年，吉布斯把玻尔兹曼和麦克斯韦所创立的统计理论推广和发展成为系统理论，从而创立了近代物理学的统计理论及其研究方法。 这说明分子运动论已经成熟起来了。,五、波尔兹曼的主要工作,1、推广和改善已有理论，考虑到重力对分子运动的影响，推导出更加普遍的波尔兹曼速率分布律。 2、对运输过程做了进一步研究。他试图建立关于非平衡态的分布函数的方程，如果从第一方程能解出分布函数，则可以解决各种输运过程的问题。同时指出：如果解不出这个方程，也可以得到两条重要的结论：,（1）在气体中一旦建立麦克斯韦分布后，不会因分子的碰撞而被破坏； （2）依赖于分布函数的一个量H，它的数值随着时间而减少，这就是所谓

35、H定理； 3、从分子运动论的角度推倒各个热力学公式，尤其是对热力学第二定律给出了统计解释。,本章结束 the end,巴本,最先把蒸汽动力技术的设想付诸实施的，是法国著名物理学家、工程师巴本(Denis Papin 1647-1712)。 从1674年开始，巴本即致力于蒸汽泵的实验设计。经过一段时间的实验研究与理论探索，他从欧洲当时的炼铁场广泛使用的那种活塞式风箱中受到启发，认为有可能把风箱变为汽缸，而把风箱中的活塞变为汽缸中的活塞。,巴本,在实验时，他先将汽缸的底部注入少量的水，再把汽缸放到火上加热。当汽缸内的水沸腾后，蒸汽即推动活塞慢慢上升；然后，又把火从汽缸下抽掉，汽缸内的蒸汽即慢慢冷凝

36、。由于蒸汽的冷凝，汽缸内产生真空，在大气压力的推动之下，活塞又慢慢下降。 通过这一实验，使巴本认识到，利用蒸汽压力、大气压力、真空作用的交互作用，完全可以推动汽缸内的活塞及其活塞杆作往返的直线运动。而这种运动所产生的机械动力可以带动其他机械的运动。,巴本,在发明带有活塞的蒸汽泵之后，考虑到蒸汽压力大可能会使汽缸爆炸，巴本又在1680年发明了安全阀。 这样，第一台可以把热能转变为机械能的实验型的蒸汽泵，就于1680年在英国试验成功了。,返回,赛维利,继巴本之后，在近代蒸汽动力技术的发展中作出重要贡献的是英国机械工程师赛维利（T.Savery 1650-1715）。 赛维利的蒸汽泵的设计原理源于包

37、尔塔的蒸汽力原理。他的蒸汽泵的主要构件，是汽缸与锅炉。 赛维利的汽缸与巴本的汽缸很不相同。赛维利的汽缸未采用活塞，只是在其中接有吸水管、排水管和进汽管。,赛维利,当蒸汽从锅炉经过汽管进入汽缸后即使这部分蒸汽冷却，而冷却后造成的真空就把矿井中的水从吸水管中吸进来，此时再将蒸汽注入汽缸，这部分进入汽缸的蒸汽所产生的压力就把水从排水管中排放出来。后来，赛维利研究了巴本的蒸汽泵，在他的蒸汽泵中也采用了安全阀。 1695年，赛维利制造出了几台这样的蒸汽泵。这是近代蒸汽动力技术的第二次突破。,返回,纽科门,纽科门(Newcomen，Thomas)是英国工程师，蒸汽机发明人之一。他发明的常压蒸汽机是瓦特蒸汽

38、机的前身。 纽科门幼年仅受过初等教育，少年时代做过锻工。17世纪80年代同卡利合伙经营铁器，后来共同研制蒸汽机，并于1705年取得“冷凝进入活塞下部的蒸汽和把活塞与连杆联接以产生运动”的专利权。,此后，纽科门继续改进蒸汽机，于1712年首次制成可供实用的大气式蒸汽机，被称为纽科门蒸汽机。 这台蒸汽机的汽缸活塞直径为30.48厘米,每分钟往复12次，功率为5.5马力。但热效率低，燃料消耗量大，仅适用于煤矿等燃料充足的地方。,纽科门,他同助手一起用了10年多的时间试制成一台蒸汽泵。纽科门机器的压强不受限于蒸汽压强，当蒸汽凝结，在汽缸里形成真空时，则由大气压强将活塞推下。 有记载的第一台纽科门蒸汽机

39、是1712年在斯塔福德郡的达德利堡附近安装的。为了在汽缸里造成真空，纽科门发明了内凝喷嘴和自动阀动装置。利用相当于大气压的蒸汽，他保持材料在其工作极限以内。 纽科门的机器多年用于矿井排水，也用来提水以推动水车。纽科门蒸汽机被广泛应用了60多年，在瓦特完善蒸汽机的发明后很长时间还在使用。纽科门蒸汽机是第一个实用的蒸汽机。他为后来蒸汽机的发展和完善奠定了基础.,返回,瓦特,瓦特 (1736-1819) 是世界公认的蒸汽机发明家。 他的创造精神、超人的才能和不懈的钻研为后人留下了宝贵的精神和物质财富。瓦特改进、发明的蒸汽机是对近代科学和生产的巨大贡献，具有划时代的意义，它导致了第一次工业技术革命的兴

40、起，极大的推进了社会生产力的发展。,瓦特,1764年，学校请瓦特修理一台纽可门式蒸汽机，在修理的过程中，瓦特熟悉了蒸汽机的构造和原理，并且发现了这种蒸汽机的两大缺点：活塞动作不连续而且慢；蒸汽利用率低，浪费原料。以后，瓦特开始思考改进的办法。 直到1765年的春天，在一次散步时，瓦特想到，既然纽可门蒸汽机的热效率低是蒸汽在缸内冷凝造成的，那么为什么不能让蒸汽在缸外冷凝呢？瓦特产生了采用分离冷凝器的最初设想。,瓦特发明的蒸汽机,瓦特,从1766年开始，在三年多的时间里，瓦特克服了在材料和工艺等各方面的困难，终于在1769年制出了第一台样机。自1769年试制出带有分离冷凝器的蒸汽机样机之后，瓦特就

41、已看出热效率低已不是他的蒸汽机的主要弊病，而活塞只能作往返的直线运动才是它的根本局限。 1781年，他研制出了一套被称为“太阳和行星”的齿轮联动装置，终于把活塞的往返的直线运动转变为齿轮的旋转运动。瓦特还在轮轴上加装了一个火飞轮。由于对传统机构的这一重大革新，瓦特的这种蒸汽机才真正成为了能带动一切工作及的动力机。 1781年底，瓦特以发明带有齿轮和拉杆的机械联动装置获得第二个专利。,瓦特,年，试制出了一种带有双向装置的新汽缸。由此瓦特获得了他的第三项专利。把原来的单项汽缸装置改装成双向汽缸，并首次把引入汽缸的蒸汽由低压蒸汽变为高压蒸汽，这是瓦特在改进纽可门蒸汽机的过程中的第三次飞跃。通过这三次

42、技术飞跃，纽可门蒸汽机完全演变为了瓦特蒸汽机。 1784年，瓦特以带有飞轮、齿轮联动装置和双向装置的高压蒸汽机的综合组装取得了他在革新纽可门蒸汽机过程中的第四项专利。 1788年，瓦特发明了离心调速器和节气阀；1790年，他又发明了汽缸示工器，至此瓦特完成了蒸汽机发明的全过程。,瓦特,1785年，瓦特被当选为英国皇家学会会员。 1814年，他被法国科学家学会接纳为外国会员。 1790年以后，优厚的专利税使瓦特成为一个很有钱的名人。1819年8月5日，瓦特在希思菲尔德郡的家里去世，遗体埋葬在汉德沃尔斯郊区的教堂里。 恩格斯在自然辨证法中这样写道：“蒸汽机是第一个真正国际性的发明瓦特个它加上了一个

43、分离的冷凝器，这就使蒸汽机在原则上达到了现在的水平。” 瓦特为蒸汽机的推广使用做出了不可磨灭的重要贡献、有力的推动了社会的前进。后人为了纪念这位伟大的发明家，把功率的单位定为“瓦特”。,汽油机的工作原理,返回,斯蒂芬森,斯蒂芬森 (1789-1848) 斯蒂芬森，英国工程师，铁路机车的发明家。早年做工，没有受过学校教育，直到18岁还是一个文盲。1810年斯蒂芬森开始着手制造蒸汽机车。1813年他在附近煤矿观摩了用来从煤矿拉煤的装有轮子的蒸汽锅炉，这个笨重的装置由于在光滑的木轨上无法牵引，因此加装了一个棘轮，使其在轨道上滚行。斯蒂芬森回去后研制了布卢彻机车，能以6千米小时的速度牵引8辆装有30吨

44、煤的货车。,斯蒂芬森,他并不以此为满足，继续研究提高机车功率的方法，采用了蒸汽鼓风法，把废汽导引向上喷出烟囱，带动后面的空气，从而加强了通风。这个新设计使蒸汽机车进入实用阶段。人们给它取了一个名字叫“火车”。 “火车”这个名字在今天已经流传到全世界，而蒸汽机车被叫做“火车头”。以后，他又制造了几台机车，并因发明煤矿安全灯而获得声誉。 1825年9月27日当第一列由斯蒂芬森设计的机车牵引的列车运载450名旅客，以24千米小时的速度从达灵顿驶到斯托克时，铁路运输事业就从此诞生了。1829年曾举行一次机车比赛，斯蒂芬森的新机车火箭号，以58千米小时的速度获胜。,斯蒂芬森,在以后的10年中，斯蒂芬森造

45、了12辆与“布卢彻”相似的火车头，布卢彻自信地预言，“我深信一条可以使用我的蒸汽火车头的铁路，效果远较运河为佳。我敢打赌，我的蒸汽机车在一条长长的良好铁路上，每天可以运输40至60吨货物行驶100千米路程。 铁路建设在英国、欧洲和北美洲迅速展开，而斯蒂芬森继续作为这种革命性的运输工具的主要指导者，解决许多铁路建筑、桥梁设计、机车和车辆制造问题，并在国内外许多铁路工程中担任顾问。,返回,华伦海特,一、生平简介 华伦海特(16861736)是荷兰物理学家。1686年5月24日诞生于波兰格但斯克。 1701年华伦海特的父母突然去世，他的保护人送他到阿姆斯特丹接受商业教育。华伦海特在那里学习科学仪器的

46、制作，对物理学很有兴趣。1707年他先后前往柏林、莱比锡、德累斯顿、哈勒等地，通过参观别的学者以及工匠的操作，学到了不少技术。1708年在哥本哈根遇到了丹麦天文学家罗默(16441710年)，建立了友谊。,华伦海特,1715年华伦海特和数学家莱布尼茨合作制成测定大海经度的时钟。1724年华伦海特正式确立以他名字命名的温标。同年，他被选为英国伦敦皇家学会会员。1736年他发明一种抽水泵，获得了专利，用这种泵抽干了荷兰一些低洼地里的水。 1736年9月16日，华伦海特在荷兰海牙逝世，终年50岁。,华伦海特,二、科学成就 1华伦海特在物理学中的贡献是建立了华氏温标。他把水的沸点定作212，冰点记作3

47、2。在书写华氏温度的时候，在数值后面加上F，读作“华氏度”。这种温标的一个优点在于，对于常用的温度，很少需要负的度数。 2此外，华伦海特发明了净化水银的方法，并且第一次提出了在温度计中普遍使用水银的主张，他自己就制作过水银和酒精两种温度计。华伦海特还发现了水的沸点随大气压变化的规律，应用这一规律研制成功沸点测高计。,返回,摄尔修斯,一、生平简介 摄耳修斯(Anders Celsius,17011744年)瑞典物理学家。1701年11月27日诞生于瑞典奥普萨拉。 摄耳修斯的父亲是奥普萨拉大学的天文学教授，他在父亲的精心培养和教育下，从事天文学、数学和实验物理学研究。1725年任奥普萨拉科学协会秘

48、书。他先在大学里教书，几年后成了数学教授。1730年任天文学教授。1733年摄耳修斯先后前往柏林和纽伦保，在纽伦堡出版了北极光观测资料汇编一书。,摄尔修斯,1734年前往意大利和法国。在巴黎结识了数学家和物理学家莫培丢(1698-1759年)。当时莫培丢正准备去北极，考察北极的子午线，来考证牛顿关于地球在两极扁平的理论。1736年摄耳修斯随法国远征队考察，终于证实了牛顿的理论。 1738年摄耳修斯回到奥普萨拉大学教天文学。1742年他参与新建天文台，几年后建成，成为瑞典第一个近代科学装置。 摄耳修斯于1744年4月25日在瑞典奥普萨拉去世，只活了43岁,摄尔修斯,二、科学贡献 摄耳修斯在物理学

49、中的主要贡献是建立了摄氏温标，也叫做百分温标。1742年他写了一篇论文温度中两个不动刻度的观察，受到广泛的重视。 摄耳修斯把水的冰点和沸点作为固定点，还引入百分刻度法，水的沸点定作0，冰点定作100,这和现代摄氏温标的数序正好相反。几年以后，摄耳修斯的同事施勒默尔建议，把这个温标倒过来，冰点定作0，水的沸点定作100。1747年，奥普萨拉天文台就采用了摄耳修斯的温标。以后这一温标几乎被科学界普遍采用。开始人们称它是“瑞典温度”，大约在1800年，人们才称它是摄氏温度计。,返回,布朗,一、生平简介 布朗(Robert Brown,17731858年)，英国植物学家。1773年12月21日生于苏格

50、兰蒙德罗斯。 布朗在阿伯丁和爱丁堡大学学医。21岁时，他在英国军队中当助理外科医生。18011805年期间，他以博物学家身份参加考察团，去澳大利亚海岸勘察。回来后当上林纳协会的图书馆馆长。 1858年6月10日，病逝于伦敦。,科学成就,1发现了布朗运动 他在物理学上的贡献是发现了悬浮在液体或气体中微小粒子所作的无规则运动布朗运动。 布朗运动是用显微镜才能看到的悬浮在液体或气体中微小粒子所作的无规则运动。布朗最早研究了这种运动，1827年8月发表了有关文章。,布朗,布朗采集了克拉花属植物的花粉，花粉粒子长约1/40001/5000英寸，它们的形状介乎圆柱体和长方体之间，将这种花粉浸入水中，他用显

51、微镜观察到花粉的运动。 布朗的观察非常细致，然而他却从粒子形状的变化，误认为运动是由粒子本身引起的。出于植物学家的本能，他考虑会不会是由有机物的某种活力在起作用。布朗还用了枯萎的植物花粉，标本的花粉，甚至已经过了一百多年的花粉，继续做实验。结果都明显地看到同样的运动。 他惊呼：“植物死后这些分子保留生命力之长出乎意料。”,布朗,进而，他又 用无机物如玻璃、花岗石的粉末，以及烟粒子做实验，也观察到这种运动，当时没有找到引起运动的真正原因。随着分子动理论的发展，人们才了解到，布朗所观察到的微粒的不规则运动，是它们受到来自各个方向的液体或气体分子的不平衡撞击所引起的。因此，布朗运动间接显示了物质分子

52、处于永恒的热运动之中。 布朗运动的发现，给物质是由分子组成的理论提供了第一个直接的证据。,返回,波意耳,一、生平简介 玻意耳(16271691)是英国物理学家和化学家。1627年1月25日诞生于爱尔兰的利斯尔城。 玻意耳幼年时候就显示出惊人的记忆力和语言才能。他8岁开始在爱顿小学学习。1638年随家庭教师一起周游欧洲大陆，先后在法国、瑞士和意大利求学。,1644年回到英格兰，在多塞郡的斯泰布里奇定居，阅读了大量有关哲学、自然科学和神学的书籍，并且开始进行科学实验。斯泰布里奇位于牛津和伦敦之间，交通很方便，玻意耳自建了一个实验室，两地学者经常来这里聚会，探讨物理学、化学和农业化学方面的学术问题。

53、玻意耳把这一科学家的聚会叫做“无形大学”。,波意耳,1654年玻意耳迁居牛津，在牛津大学建立了一个实验室，积极参与“牛津圈”的学术活动。1659年玻意耳利用由R.胡克研制成的真空泵，开始对空气的性质进行研究。1660年出版了第一部著作论空气的重量及其物理力学性质的新实验。 1662年玻意耳发现了气体的玻意耳定律。1663年，波意耳被选为英国伦敦皇家学会会员。1680年被推选为皇家学会会长，因为身体不好，他谢绝了任命，后来隐居在祖传的庄园里著书立说。 由于长期从事化学实验工作，经常同化学试剂接触，晚年，玻意耳的健康状况越来越糟。 玻意耳终生未婚。1619年12月30日，因病在伦敦去世，终年64岁

54、。,科学成就,1编写了涉及空气弹性及其效果的新物理力学实验一书 1659年玻意耳在R.胡克协助下改进了O.von盖利克发明的空气泵，利用它作了许多实验，观察到稀薄空气下水的沸腾，真空中虹吸失效及毛细管效应等现象。他把这些实验结果汇编成涉及空气弹性及其效果的新物理学实验（1660）一书。,科学成就,2发现玻意耳定律 玻意耳在物理学方面最主要的成就是发现了玻意耳定律。这是科学史上除机械运动之外的第一个定量的自然定律。玻意耳于1662年发表了关于空气的弹力和重量学说的答辩一书，书中不但阐述了玻意耳定律，而且还描述了另一个实验，初步发现空气在加热的时候压强会增大的现象。1676年法国物理学家E.马略特

55、也独立总结温度恒定时气体的压强与体积成反比的定律，在表述上比玻意耳完整，数据更令人信服。因此，这一定律以后被称为玻意耳马略特定律。,科学成就,3玻意耳还证明了空气是有重量的物质。他在1666年出版的流体静力学奇谈一书中，对认为轻流体不可能对重流体施加压力的偏见作了强有力的批驳。此外，他还对大气压力对水的沸点的影响，空气对声波传播的作用，空气的比重和它的折射率等进行了研究。 4玻意耳在物理上其他的成就还有：主张热是分子的运动，首先提出色光是白光的变种，观察到静电感应现象，指出化学发光现象是冷光等。,趣闻轶事,1知识就是力量 玻意耳在哲学上笃信弗西斯培根的信条，他曾经向大数学家笛卡儿（159616

56、50）宣传“知识就是力量，力量就是知识”的观点，认为“空谈无济于事，实验决定一切”。 2反对无神论 玻意耳的晚年热衷于调和宗教与自然科学和矛盾。他捐款设立玻意耳讲座，专门用来进行反对无神论的宣传。,返回,盖.吕萨克,一、生平简介 盖吕萨克(Louis_Joseph Gay_Lussac,17781850年)法国物理学家和化学家。1778年12月6日诞生于法国上维埃纳的圣利奥纳德的一个学者世家。 盖吕萨克从小十分受宠，父亲经常向他灌输，他家世代书香门第，只有努力学习，才对得住家庭的荣誉。他一直用功读书，成绩优良。1797年考入巴黎高等工业学院，1800年毕业后留校，在著名化学家贝多莱(17481

57、822)名下当助手，1802年任实验教员。,盖.吕萨克,1805年三月他随着洪堡德科学考察团一起来到意大利的最南端，主要考察地磁。1806年盖吕萨克当选为法国科学院院士，1809年任巴黎高等工业学院化学教授，索邦学院的物理学教授。1818年任法国政府的火药制造厂总监。1826年当选为俄国彼得堡科学院名誉院士。1829年任法国造币厂首席化验员。1830年当选为法国国民议会议员。同年任巴黎植物园化学教授。 盖吕萨克在查理的工作基础上，于1801年精确地测出一切气体在压强不变时的体膨胀系数都相等。 此外，他于1804年9月16日创造了高空气球升到7016米的记录。 1850年5月9日盖吕萨克在巴黎逝

58、世。,科学成就,1盖吕萨克在物理学方面的主要贡献，是发现了盖吕萨克定律。 从1801年开始，盖吕萨克对气体物理性质进行了系统的研究，很快就发现，任何气体在压强不变的情况下，热膨胀系数不变。1802年，他通过更深入的实验研究发现，在压强恒定的条件下，理想气体(盖吕萨克称它是“永久气体”)“从冰点升高到水的沸点，如果用百分温度计作标准(摄氏温标)”，温度每升高1，气体的体积就增大了原来体积的0.00375，近似于1/267。这就是盖吕萨克定律。后来精确的实验证明，气体膨胀系数应该是1/273。,科学成就,2他创造乘气球升空7016米的记录。 在气球上，他的测量结果表明，高空磁场几乎没有任何变化，他

59、从6636米高空收集的空气样品和接近地面的空气一样。 3在化学方面，盖吕萨克也有不少重要的发现。 1808年他发现了化学元素硼。1809年他用电火花使氮气和氧气的混合物变成了氧化氮。1812年发现了一种绿色气体，取名叫氯。1813年和法国化学家贝鲁兹一起发现了一种紫色物质，取名叫“紫罗兰色”，中文译作“碘”。,趣闻轶事,做勇敢的科学探险者 1804年8月的一天，为了弄清高层大气的化学和电的性质，为了测量高空的地磁力，盖吕萨克和物理学家毕奥(17741862)一起，带着气压计、温度计、湿度计、静电计以及测量磁力和磁倾角的仪器，还有青蛙、昆虫和鸟，乘坐拿破仑出征埃及时候留下的气球，升上了高空。他们

60、从2000米的高度开始测量和做实验，一直升到5800米。最后由于毕奥严重的头晕、耳疼，不得不下降，据说“这个很活跃而且并非缺少勇气的毕奥，被降落的惊险吓得一度完全失魂落魂，不能自制”。一个半月以后，勇敢的盖吕萨克独自乘气球再次升入高空，并且创造了气球升空7016米的高度，进行了高空科学实验研究。,返回,道尔顿,道尔顿 (1766-1844) 道尔顿出生在英国坎伯兰的一个贫困的乡村，他的父亲是一个纺织工人。道尔顿一家的生活十分困顿，道尔顿的一个弟弟和一个妹妹都因为饥饿和疾病而夭折。,道尔顿在童年根本没有读书的条件，只是勉强接受了一点点初等教育，十岁时，他就去给一个富有的教士当仆役。在教士家里他有

61、读了一些书，增长了很多知识。于是两年后，他被推举为本村小学的教师。,道尔顿,道尔顿认为，要说明气体的特性就必须知道它的压力。他找到两种很容易分离的气体，分别测量了混合气体和各部分气体的压力。结果很有意思，装在容积一定的容器中的某种气体压力是不变的，引入第二种气体后压力增加，但它等于两种气体的分压之和，两种气体单独的压力没有改变。 于是道尔顿得出结论：混合气体的总压等于组成它的各个气体的分压之和。用气体具有微粒结构来解释就是，一种气体的微粒或原子均匀的分布在另一种气体的原子之间，因而这种气体的微粒所表示出来的性质与容器中没有另一种气体一样。,道尔顿,1803年9月6日，道尔顿在他笔记中写下了原子

62、论的要点：,（一） 原子是组成化学元素的、非常微小的、不可在分割的物质微粒。在化学反应中原子保持其本来的性质。 （二） 同一种元素的所有原子的质量以及其他性质完全相同。不同元素的原子具有不同的质量以及其他性质。原子的质量是每一种元素的原子的最根本特征。 （三） 有简单数值比的元素的原子结合时，原子之间就发生化学反应而生成化合物。化合物的原子称为复杂原子。 （四） 一种元素的原子与另一种元素的原子化合时，他们之间成简单的数值比。,道尔顿,原子论建立以后，1816年，道尔顿被选为法国科学院院士；1817年，道尔顿被选为曼彻斯特文学哲学会会长；1826年，英国政府授予他金质科学勋章；1828年，道尔

63、顿被选为英国皇家学会会员；此后，他又相继被选为柏林科学院名誉院士、慕尼黑科学院名誉院士、莫斯科科学协会名誉会员，还得到了当时牛津大学授予科学家的最高荣誉 法学博士称号。 在荣誉面前，道尔顿开始还是冷静的、谦虚的，但是后来荣誉越来越高，他逐渐改变了，变得骄傲、保守，最终走向了思想僵化、固步自封。 1808年，法国化学家吕萨克在原子论的影响下发现了气体反应的体积定律，实际上这一定律也是对道尔顿的原子论的一次论证，后来也得到了其他科学家的证实并应用于测量气体元素的原子量。,道尔顿,但是吕萨克定律却遭到了道尔顿本人的拒绝和反对，他不仅怀疑吕萨克的实验基础和理论分析，还对他进行了严厉的抨击。 1811年

64、，意大利物理学家阿佛加德罗建立了分子论，使道尔顿的原子论与吕萨克定律在新的理论基础上统一起来。他也遭到了道尔顿无情的反驳。 虽然道尔顿的后半生科学贡献不大、甚至阻挠别人的探索，人们还是给予了他深切的怀念。,返回,拉瓦锡,安托万洛朗拉瓦锡 (1743-1794)生于巴黎。拉瓦锡与他人合作制定出化学物种命名原则，创立了化学物种分类新体系。 拉瓦锡根据化学实验的经验，用清晰的语言阐明了质量守恒定律和它在化学中的运用。这些工作，特别是他所提出的新观念、新理论、新思想,为近代化学的发展奠定了重要的基础，因而后人称拉瓦锡为近代化学之父。,拉瓦锡,在学校是一个天才男孩。20岁时因出色地撰写了巴黎街道照明的设

65、计文章而获得法国科学院的嘉奖。几年之后，即1768年，他被评选为法国科学院的“名誉院士”。 他为后人留下的杰作是化学概要，这篇论文标志着现代化学的诞生。在这篇论文中，拉瓦锡除了正确地描述燃烧和吸收这两种现象之外，在历史上还第一次开列出化学元素的准确名称。名称的确立建立在物质是由化学元素组成的这个基础之上。而在此之前，这些元素有着不同的称谓。在书中，拉瓦锡将化学方面所有处于混乱状态的发明创造整理得有条有理。,拉瓦锡,1775年，拉瓦锡对氧气进行研究。他发现燃烧时增加的质量恰好是氧气减少的质量。以前认为可燃物燃烧时吸收了一部分空气，实际上是吸收了氧气，与氧气化合，这就是彻底推翻了燃素说的燃烧学说。 1777年，拉瓦锡批判燃素学说：“化学家从燃素说只能得出模糊的要素，它十分不确定，因此可以用来任意地解释各种事物。有时这一要素是有重量的，有时又没有重量；有时它是自由之火，有时又说它与土素相化合成火；有时说它能通过容器壁的微孔，有时又说它不能透过；它能同时用来解释碱性和非碱性、透明性和非透明性、有颜色和无色。它真是只变色虫，每时每刻都在改变它的面貌。”,拉瓦锡,1777年9月5日，拉瓦锡向法国科学院提交了划时代的燃烧概论，系统地阐述了燃烧的氧化学说，将燃素说倒立的化学正立过来。这本书后来被翻译成多国语言，逐渐扫清了燃素说的影响。 化学自此切断与古