热质说
grxlj · 2008-10-31 11:54 · 18736 次点击
热质说(Calorictheory)
历史上关于热的本质的一种错误观点。“热质说”认为热与物质一样是不生不灭的,它没有重量而可透入一切物体中。一个物体是“热”还是“冷”,由它所含热质的多少决定。较热的物体含有较多热质,较冷的物体含有较少热质,冷热物体相互接触,会发生热质从较热物体流向较冷物体的现象。
认为热是物质的最早说法见于古希腊德谟克里特(Democritus)等著作中,以后又受到伽桑狄(P.Gassendi)的支持。在哈雷大学的施塔耳(Stahl)引入“燃素”的错误理论后,热质说渐占统治地位。虽然“热质说”理论是错误的,但在当时确能利用它来简易地解释不少热学现象,对科学发展起了推动作用,特别是从1714年华伦海特(D.G.Fahrenheit)改良了温度计并建立华氏温标,热学开始走上实验道路之后。在“热质说”的支持下,布莱克(J.Black)于1755年发现了冰量热器。他认为,热质与冰结合成水,热质再与水结合成汽,从而发现了比热和潜热。布莱克将热称为热的份量,温度称为热的强度,是他首次澄清了热和温度这两个相互混淆的概念。受到布莱克辅导的瓦特(J.Walt)从理论上分析了蒸汽机的主要缺陷,从而改进了蒸汽机。傅里叶(J.B.J.Fourier)于1822年在《热的分析理论》一文中利用“热质说”建立了傅里叶定律。卡诺(S.Carnot)于1824年从“热质说”出发得到了卡诺定理。
第一个利用实验事实来批判热质说错误观点的是英国伯爵朗福德(Rumfford),他在1798年发表论文,论述用钝钻头加工炮筒时发现摩擦生的热是“取之不尽的”,从而否定了热质守恒的错误观点。他由此得出结论:热是运动。次年戴维(H.Davy)做了两块冰相互摩擦而使之完全熔化的实验。水的容热本领大于冰,即摩擦后物质的容热本领变大了。显然这和热质说相矛盾,从而支持了热是运动的学说。但是热是能量转移的一种形式的正确观点的建立最终将决定于热与机械运动之间相互转化的思想被人们普遍接受,并测定出热功当量的数值,这就为热力学第一定律的建立奠定坚实基础。