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卡诺是如何发现能量守恒定律的呢?
时间:2024-12-23 18:21:44
答案

卡诺是第一个发现能量守恒原理思想的人。一般认为,真正最早提出广义能量守恒原理的是德国青年医生迈尔。

1840年,迈尔26岁。他以“船医”的身份跟随荷兰驶往东印度的船到达过爪哇。

在为船员们医治时,他发现,人们血管中的静脉血在赤道等热带地区要比在欧洲时红亮。

迈尔是一名具有物理化学基础的人,他提出,血液转红亮是富含氧较多的结果。他同时研究动物热的问题。

在这个过程中,由食物到运动,迈尔产生了想法:人的有机体只需要吸收食物中较少的热量,在高热带环境中就可以了。人的体热和肌肉的机械作功之能量,均来源于食物,即化学能。

他进一步认识到,体力体热既然都来源于化学能,如果动物体能量的输入。输出保持平衡的话,那么所有这些形式的能量就必定守恒。

19世纪上半叶以前,科学史专家认为:“人们有一种预感:存在着一种‘力’,它按着各种情况以机械运动、化学亲和性、电、光、热、磁等等不同形式出现,它们之间的任何一种形式都可以转化为另外的一种形式。”

从伏打电池化学能转化为物理能,从英国尼科尔逊用电池电解水又将物理电能转为化学能,以及奥斯特、安培等揭示的电能向机械能转化,法拉第又揭示了机械能的反向转化为电能,这一系列的学说、实验,使得研究相互转化的条件成熟。

从19世纪40年代开始,在世界范围内掀起了19世纪大定律的发现热潮。十几个不同身份不同国籍的学者几乎同时提出了广义的能量原理,他们的工作方式,提出角度更证明了这一原理的科学普遍性。

在这当中,迈尔无疑是第一位的。

1842年,迈尔写了《论无机自然界的力》,指出力(能量)像物质一样也是一种“原因”,而一切因的首要性质是“不灭性”。他说“力是不可毁灭的而可转化的无重客体”。

这就从因和果的不灭性上论证了“力(能量)”的不灭性。

这篇文章浓重的德国传统色彩太过思辨了,也真是令人称奇。几经周折,论文在《化学和药物学杂志》发表。但是人们不理解,也没有引起注意。

之后,迈尔又继续投稿,阐述能量的守恒和转化。但是由于这种纯哲学的色彩和基础,物理学界始终不承认。甚至在迈尔计算出热功当量值的时候,物理学界仍然给予了蔑视。

最后,迈尔的推论日趋严格准确,范围越来越广,直至化学、天文、生命科学,涵盖当今宇宙的一切现象本质。

在能量守恒定律的实验证明上最早作出重要贡献的是焦耳。然而这也是科学史所认识到的,在焦耳生前,没有受到划时代工作应有的认识。

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