1、热力学四大定律的发现热力学热力学是研究热现象中物质系统在平衡时的性质和是研究热现象中物质系统在平衡时的性质和建立能量的平衡关系，以及状态发生变化时系统与外建立能量的平衡关系，以及状态发生变化时系统与外界相互作用（包括能量传递和转换）的学科。界相互作用（包括能量传递和转换）的学科。热力学第零定律热力学第一定律热力学第二定律热力学第三定律热力学第零定律：热力学第零定律：如果两个热力系的每如果两个热力系的每一个都与第三个热力系处于热平衡，则一个都与第三个热力系处于热平衡，则它们彼此也处于热平衡。它们彼此也处于热平衡。一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它做功的和。（如果一个系统与环
2、境孤立，那么它的内能将不会发生变化。）U=W+Q德国物理学家、医生迈尔（Julius Robert Mayer，18141878）他从船员静脉血他从船员静脉血的颜色的不同，的颜色的不同，发现体力和体热发现体力和体热来源于食物中所来源于食物中所含的化学能，提含的化学能，提出如果动物体能出如果动物体能的输入同支出是的输入同支出是平衡的，所有这平衡的，所有这些形式的能在量些形式的能在量上就必定守恒。上就必定守恒。由此他由此他探索热和机械功的探索热和机械功的关系。他将自己的发现写关系。他将自己的发现写成论力的量和质的测定成论力的量和质的测定一文，但他的观点缺少精一文，但他的观点缺少精确的实验论证，论文
3、没能确的实验论证，论文没能发表（直到发表（直到1881年他逝年他逝世后才发表）。迈尔很快世后才发表）。迈尔很快觉察到了这篇论文的缺陷，觉察到了这篇论文的缺陷，并且发奋进一步学习数学并且发奋进一步学习数学和物理学。和物理学。1842年他发年他发表了论无机性质的力表了论无机性质的力的论文，表述了物理、化的论文，表述了物理、化学过程中各种力（能）的学过程中各种力（能）的转化和守恒的思想。转化和守恒的思想。价格体系英国物理学家焦耳（James Prescort Joule,18181889）测热功当量实验热量可以自发地从较热的物热量可以自发地从较热的物体传递到较冷的物体，但不可体传递到较冷的物体，但不
4、可能自发能自发的从的从冷的物体传递到较冷的物体传递到较热的物体热的物体法国物理学家卡诺（Nicolas Leonard Sadi Carnot,17961823）生于巴黎。1.热机必须工作于两个热源之间，才能将高温热源的热量不断地转化为有用的机械功2.明确了“热的动力与用来实现动力的介质无关，动力的量仅由最终影响热素传递的物体之间的温度来确定”实际上卡诺的理论已经深含了热力学第二定律的基本思想，但由于受到热质说的束缚，使他当时未能完全探究到问题的底蕴。18321832年年8 8月月2424日卡诺因染霍乱症在巴黎逝世，日卡诺因染霍乱症在巴黎逝世，年仅年仅3636岁。按照当岁。按照当时时的防疫条例
5、，霍乱病者的防疫条例，霍乱病者的遗物一律付之一炬的遗物一律付之一炬。谈谈火的动力和能发动这种动力的机器热力学第二定律：克劳修斯表述热量可以自发地从较热的物体传递到较冷的物体，但不可能自发地从较冷的物体传递到较热的物体；德国物理学家克劳修斯（Rudolph Julius Emmanuel Clausius,1822-1888）开尔文（LordKelvin，1824-1907）开尔文开尔文-普朗克表述普朗克表述不可能从单一热源吸取热量，不可能从单一热源吸取热量，并将这热量变为功，而不产生其他并将这热量变为功，而不产生其他影响。影响。热力学第三定律通常表述为绝对零度时，所有纯物质的完美晶体的熵值为零
6、。或者绝对零度（T=0K）不可达到德国物理化学家能斯特（Walther Hermann Nernst,18641941）1906年，根据对低温现象的研究，得出了热力学第三定律，人们称之为“能斯特热定理”，有效地解决了计算平衡常数问题和许多工业生产难题，因此获得了1920年诺贝尔化学奖。主要著作有：新热定律的理论与实验基础等。德国物理学家普朗克(Max Karl Ernst Ludwig Planck,18581947)他早期的研究领域主要是热力学，他的博士论文就是论热力学的第二定律。他在能斯特研究的基础上，利用统计理论指出：各种物质的完美晶体在绝对零度时熵为零。1911年普朗克也提出了对热力学第三定律的表述，即“与任何等温可逆过程相联系的熵变，随着温度的趋近于零而趋近于零”。
