題:
熱量理論有什麼問題?
Colin McFaul
2014-11-16 01:26:02 UTC
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熱量理論被1800年代中期的現代熱力學理解所取代。按照這種理論,熱是一種從一個物體流到另一個物體的物理流體。

Wikipedia注意到熱量理論有一些成功的經驗預測,我什至可以在某種程度上將熱量理論理解為對現代熱力學的寬鬆描述。在我的閱讀中,我實際上還沒有找到預測熱量理論失敗的好例子。有沒有一種熱量無法解釋的現象,但是現代理論卻可以解釋?還是僅僅因為現代理論易於理解並且更適合其他機械理論而放棄了熱量?

三 答案:
Michael Weiss
2014-11-16 03:44:21 UTC
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這個問題與熱力學第一定律(也就是能量守恆)密切相關。庫恩在他的論文“節能作為同時發現的一個例子”中做了詳細的研究(轉載於基本張力)。同樣很有啟發性的是:門多薩(Mendoza)介紹了《關於火的動力的思考》(反射),以及其他有關《熱力學第二定律》的論文(由多佛(Dover)書出版)。正如Mendoza在其介紹中所述:

必須更詳細地討論術語“熱”和“熱”。 ... [從法國1780年至1836年的研究論文和教科書中出現的最重要的事實是熱量理論,它暗示了熱量在所有熱過程中都得到守恆,並且熱量是等效的。工作被法國物理學家認為都是正確的。

他以拉普拉斯和拉瓦西耶(1780)和正如門多薩(Mendoza)所解釋的那樣,一個人不應明確地將卡路里 heat 區別開:

在實際上,有兩個熱量可以用來定義[熱能和熵]……兩個熱量都不比另一個更根本。通過一次歷史事故,一個任意選擇,我們碰巧用熟悉的術語“熱量”來稱呼這些量之一,而用一個偽希臘名稱來稱呼另一個量。

仔細研究Carnot的著名文章,您會發現通常(並非總是如此),如果您將 caloric 替換為 entropy ,他的主張是正確的。一個失敗的地方是他對水蒸氣潛熱的討論。但是,他的結論與Delaroche和Bérard的(錯誤)實驗結果一致。

在1840年代,詹姆斯·焦耳斯(James Joules)的實驗越來越使科學家們相信能量是守恆的,或者換句話說,機械等同於熱量的過程並不依賴於轉換方法。 (上面引用的庫恩一世在論文中對此進行了詳細的討論。)因此,湯姆森(後來的開爾文勳爵),克勞修斯等人對熱力學有了新的認識。 (克羅斯比·史密斯(Crosbie Smith,《能源科學:維多利亞時代英國能源物理學的文化史》 對此書進行了詳盡的介紹。)

克勞修斯(Clausius)的論文“論動力《熱論》,以及《熱論》中可以據此推導的定律》(包含在Dover叢書中)對問題進行了簡潔的論述。他回顧了焦耳斯(Joules)和梅耶(Mayer)的工作,還引用了雷諾(Regnault)的實驗,該實驗糾正了德拉羅什(Delaroche)和貝拉德(Bérard)的錯誤結果。結論是不可避免的,即不能保存熱量。然後,他引用了湯姆森(Thomson)的早期論文:

如果我們放棄這一原理[熱守恆],我們將面臨無數其他困難...並從熱力學的整體重建

克勞修斯回答:

我相信我們不應被這些困難嚇倒,而應盡可能地熟悉後果之所以認為熱量是運動,是因為只有通過這種方式,我們才能獲得用於確認或反證熱量的手段。

本文的其餘部分將重新研究熱力學。

總結:

  • 在卡諾的著名論文中,並沒有立即區分出熱能和熵。 卡路里具有各個方面。 (順便說一下,當時沒有使用 energy entropy 這兩個術語。)
  • 由於第一定律是從實驗結果和新的理論考慮中產生的,因此科學家最初並未看到如何將其與第二定律已開發的完善的工作體系(例如,克拉珀龍方程)調和。 / li>
  • 在相對較短的時間內(最多幾十年),經典熱力學應運而生。

此後,熱量不再可行:熱能和熵均不守恆,而熱量的標誌就是熱量的守恆。

+1,非常好的答案。儘管基於熱量的概念性框架,卡諾能夠獲得多少正確的結果,我總是感到非常驚訝。他如此年輕去世,真是太可惜了,因為他顯然有未來的身分,成為未來的第一層理論物理學家。 (順便說一句,如果您還不能告訴我我是粉絲,那是他的頭像作為我的個人資料照片。) :)
Mauro ALLEGRANZA
2014-11-16 01:52:13 UTC
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提示 ...

請參見Thomas Kuhn,科學革命的結構(1962年-第3版),第98頁: p能源節約之類的理論是從一場危機中誕生的,其中的一個重要因素是牛頓動力學與熱量熱學理論的一些新近闡述的結果之間的不兼容。daccess-ods.un.org daccess-ods.un.org只有在熱量理論被拒絕之後,節能才能成為科學的一部分。

在腳註中引用:

SilvanusP。湯普森,,(倫敦,1910年),我,266-81。

另請參見Thomas Kuhn ,絕熱壓縮的熱量理論 Isis ,1958年)。

Steve V.
2014-11-16 06:24:19 UTC
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在這個理論中,熱量是一種從一個物體流向另一個物體的物理流體。這種流動會導致物體變熱或變冷。

是否存在熱量無法解釋的現象,但是現代理論可以解決?

熱量從太陽流向太陽。地球。如果熱量是一種物理流體,則地球和太陽之間將需要一種介質,流體才能通過。如果真是這樣,那麼該介質中就會有湍流。我們沒有看到湍流的證據,甚至沒有任何以太流體的證據。

注意:目前未提供。將在48小時內更新或刪除。

嗨,史蒂夫,歡迎來到HSM!通常,我們通常從相關領域的歷史人物中尋找來源的答案。您可以在答案中添加一些內容,甚至可以延長一點嗎?謝謝。
不幸的是,您好@HDE226868,,我沒有意識到HSM對來源的答案很感興趣。由於在這種情況下我什麼都沒有,因此我將盡快刪除答案。
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我同意HDE;這不是我想到的,但我真的很喜歡這個答案。當時可能有人想到了這一點。


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