熱學(xué)是研究物質(zhì)處于熱狀態(tài)時(shí)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(duì)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(rèn)識(shí)的自然現(xiàn)象之一。
對(duì)中國(guó)山西芮城西侯度舊石器時(shí)代遺址的考古研究,說(shuō)明大約180萬(wàn)年前人類已開始使用火;約在公元前二千年中國(guó)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(shuō)。中國(guó)戰(zhàn)國(guó)時(shí)代的鄒衍創(chuàng)立了五行學(xué)說(shuō),他把水、火、木、金、土稱為五行,認(rèn)為這是萬(wàn)事萬(wàn)物的根本。古希臘時(shí)期,赫拉克利特提出:火、水、土、氣是自然界的四種獨(dú)立元素。這些都是人們對(duì)自然界的早期認(rèn)識(shí)。
1714年,華倫海特改良水銀溫度計(jì),定出華氏溫標(biāo),建立了溫度測(cè)量的一個(gè)共同的標(biāo)準(zhǔn),使熱學(xué)走上了實(shí)驗(yàn)科學(xué)的道路。經(jīng)過(guò)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(duì)熱的本質(zhì)才有了正確的認(rèn)識(shí),并逐步建立起熱學(xué)的科學(xué)理論。
歷對(duì)熱的認(rèn)識(shí),出現(xiàn)過(guò)兩種對(duì)立的觀點(diǎn)。18世紀(jì)出現(xiàn)過(guò)熱質(zhì)說(shuō),把熱看成是一種不生不滅的流質(zhì),一個(gè)物體含有的熱質(zhì)多,就具有較高的溫度。與此相對(duì)立的是把熱看成物質(zhì)的一種運(yùn)動(dòng)的形式的觀點(diǎn),俄國(guó)科學(xué)家羅蒙諾索夫指出熱是分子運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)。
針對(duì)熱質(zhì)說(shuō)不能解釋摩擦生熱的困難,許多科學(xué)家進(jìn)行了各種摩擦生熱的實(shí)驗(yàn),特別是朗福德的實(shí)驗(yàn),他用鈍鉆頭鉆炮筒,因鉆頭與炮筒內(nèi)壁摩擦,在幾乎沒(méi)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(shí)驗(yàn),證明熱是同大量分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)相聯(lián)系的。
焦耳的實(shí)驗(yàn)以精確的數(shù)據(jù)證實(shí)了邁爾熱功當(dāng)量概念的正確性,使人們擯棄了熱質(zhì)說(shuō),并為能量守恒定律奠定了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。與此同時(shí),熱學(xué)的兩類實(shí)驗(yàn)技術(shù)──測(cè)溫術(shù)和量熱術(shù)也得到了發(fā)展。
熱學(xué)理論有兩個(gè)方面,一是宏觀理論,即熱力學(xué);一是微觀理論,即統(tǒng)計(jì)物理學(xué)。這兩個(gè)方面相輔相成,構(gòu)成了熱學(xué)的理論基礎(chǔ)。
對(duì)中國(guó)山西芮城西侯度舊石器時(shí)代遺址的考古研究,說(shuō)明大約180萬(wàn)年前人類已開始使用火;約在公元前二千年中國(guó)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(shuō)。中國(guó)戰(zhàn)國(guó)時(shí)代的鄒衍創(chuàng)立了五行學(xué)說(shuō),他把水、火、木、金、土稱為五行,認(rèn)為這是萬(wàn)事萬(wàn)物的根本。古希臘時(shí)期,赫拉克利特提出:火、水、土、氣是自然界的四種獨(dú)立元素。這些都是人們對(duì)自然界的早期認(rèn)識(shí)。
1714年,華倫海特改良水銀溫度計(jì),定出華氏溫標(biāo),建立了溫度測(cè)量的一個(gè)共同的標(biāo)準(zhǔn),使熱學(xué)走上了實(shí)驗(yàn)科學(xué)的道路。經(jīng)過(guò)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(duì)熱的本質(zhì)才有了正確的認(rèn)識(shí),并逐步建立起熱學(xué)的科學(xué)理論。
歷對(duì)熱的認(rèn)識(shí),出現(xiàn)過(guò)兩種對(duì)立的觀點(diǎn)。18世紀(jì)出現(xiàn)過(guò)熱質(zhì)說(shuō),把熱看成是一種不生不滅的流質(zhì),一個(gè)物體含有的熱質(zhì)多,就具有較高的溫度。與此相對(duì)立的是把熱看成物質(zhì)的一種運(yùn)動(dòng)的形式的觀點(diǎn),俄國(guó)科學(xué)家羅蒙諾索夫指出熱是分子運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)。
針對(duì)熱質(zhì)說(shuō)不能解釋摩擦生熱的困難,許多科學(xué)家進(jìn)行了各種摩擦生熱的實(shí)驗(yàn),特別是朗福德的實(shí)驗(yàn),他用鈍鉆頭鉆炮筒,因鉆頭與炮筒內(nèi)壁摩擦,在幾乎沒(méi)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(shí)驗(yàn),證明熱是同大量分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)相聯(lián)系的。
焦耳的實(shí)驗(yàn)以精確的數(shù)據(jù)證實(shí)了邁爾熱功當(dāng)量概念的正確性,使人們擯棄了熱質(zhì)說(shuō),并為能量守恒定律奠定了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。與此同時(shí),熱學(xué)的兩類實(shí)驗(yàn)技術(shù)──測(cè)溫術(shù)和量熱術(shù)也得到了發(fā)展。
熱學(xué)理論有兩個(gè)方面,一是宏觀理論,即熱力學(xué);一是微觀理論,即統(tǒng)計(jì)物理學(xué)。這兩個(gè)方面相輔相成,構(gòu)成了熱學(xué)的理論基礎(chǔ)。