熱學(xué)是研究物質(zhì)處于熱狀態(tài)時的有關(guān)性質(zhì)和規(guī)律的物理學(xué)分支,它起源于人類對冷熱現(xiàn)象的探索。人類生存在季節(jié)交替、氣候變幻的自然界中,冷熱現(xiàn)象是他們最早觀察和認識的自然現(xiàn)象之一。
對中國山西芮城西侯度舊石器時代遺址的考古研究,說明大約180萬年前人類已開始使用火;約在公元前二千年中國已有氣溫反常的記載;在公元前,東西方都出現(xiàn)了熱學(xué)領(lǐng)域的早期學(xué)說。中國戰(zhàn)國時代的鄒衍創(chuàng)立了五行學(xué)說,他把水、火、木、金、土稱為五行,認為這是萬事萬物的根本。古希臘時期,赫拉克利特提出:火、水、土、氣是自然界的四種獨立元素。這些都是人們對自然界的早期認識。
1714年,華倫海特改良水銀溫度計,定出華氏溫標,建立了溫度測量的一個共同的標準,使熱學(xué)走上了實驗科學(xué)的道路。經(jīng)過許多科學(xué)家兩百年的努力,到1912年,能斯脫提出熱力學(xué)第三定律后,人們對熱的本質(zhì)才有了正確的認識,并逐步建立起熱學(xué)的科學(xué)理論。
歷對熱的認識,出現(xiàn)過兩種對立的觀點。18世紀出現(xiàn)過熱質(zhì)說,把熱看成是一種不生不滅的流質(zhì),一個物體含有的熱質(zhì)多,就具有較高的溫度。與此相對立的是把熱看成物質(zhì)的一種運動的形式的觀點,俄國科學(xué)家羅蒙諾索夫指出熱是分子運動的表現(xiàn)。
針對熱質(zhì)說不能解釋摩擦生熱的困難,許多科學(xué)家進行了各種摩擦生熱的實驗,特別是朗福德的實驗,他用鈍鉆頭鉆炮筒,因鉆頭與炮筒內(nèi)壁摩擦,在幾乎沒產(chǎn)生碎屑的情況下使水沸騰;1840年以后,焦耳做了一系列的實驗,證明熱是同大量分子的無規(guī)則運動相聯(lián)系的。
焦耳的實驗以精確的數(shù)據(jù)證實了邁爾熱功當(dāng)量概念的正確性,使人們擯棄了熱質(zhì)說,并為能量守恒定律奠定了實驗基礎(chǔ)。與此同時,熱學(xué)的兩類實驗技術(shù)──測溫術(shù)和量熱術(shù)也得到了發(fā)展。
熱學(xué)理論有兩個方面,一是宏觀理論,即熱力學(xué);一是微觀理論,即統(tǒng)計物理學(xué)。這兩個方面相輔相成,構(gòu)成了熱學(xué)的理論基礎(chǔ)。
對中國山西芮城西侯度舊石器時代遺址的考古研究,說明大約180萬年前人類已開始使用火;約在公元前二千年中國已有氣溫反常的記載;在公元前,東西方都出現(xiàn)了熱學(xué)領(lǐng)域的早期學(xué)說。中國戰(zhàn)國時代的鄒衍創(chuàng)立了五行學(xué)說,他把水、火、木、金、土稱為五行,認為這是萬事萬物的根本。古希臘時期,赫拉克利特提出:火、水、土、氣是自然界的四種獨立元素。這些都是人們對自然界的早期認識。
1714年,華倫海特改良水銀溫度計,定出華氏溫標,建立了溫度測量的一個共同的標準,使熱學(xué)走上了實驗科學(xué)的道路。經(jīng)過許多科學(xué)家兩百年的努力,到1912年,能斯脫提出熱力學(xué)第三定律后,人們對熱的本質(zhì)才有了正確的認識,并逐步建立起熱學(xué)的科學(xué)理論。
歷對熱的認識,出現(xiàn)過兩種對立的觀點。18世紀出現(xiàn)過熱質(zhì)說,把熱看成是一種不生不滅的流質(zhì),一個物體含有的熱質(zhì)多,就具有較高的溫度。與此相對立的是把熱看成物質(zhì)的一種運動的形式的觀點,俄國科學(xué)家羅蒙諾索夫指出熱是分子運動的表現(xiàn)。
針對熱質(zhì)說不能解釋摩擦生熱的困難,許多科學(xué)家進行了各種摩擦生熱的實驗,特別是朗福德的實驗,他用鈍鉆頭鉆炮筒,因鉆頭與炮筒內(nèi)壁摩擦,在幾乎沒產(chǎn)生碎屑的情況下使水沸騰;1840年以后,焦耳做了一系列的實驗,證明熱是同大量分子的無規(guī)則運動相聯(lián)系的。
焦耳的實驗以精確的數(shù)據(jù)證實了邁爾熱功當(dāng)量概念的正確性,使人們擯棄了熱質(zhì)說,并為能量守恒定律奠定了實驗基礎(chǔ)。與此同時,熱學(xué)的兩類實驗技術(shù)──測溫術(shù)和量熱術(shù)也得到了發(fā)展。
熱學(xué)理論有兩個方面,一是宏觀理論,即熱力學(xué);一是微觀理論,即統(tǒng)計物理學(xué)。這兩個方面相輔相成,構(gòu)成了熱學(xué)的理論基礎(chǔ)。