卡诺循环论文百度学术

五、热质说

拉瓦锡用大量的实验证明燃素说是错误的，提出了氧化概念，形成了燃烧的氧化理论；1772年他推翻了“燃素说”，“热质说”开始流行。

热质说是在19世纪初期以前流行的一种对热的本性解释的学说，曾用来解释热的物理现象，是种错误和受局限的科学理论。有人认为，热质说是由英国著名的化学家普利斯特里提出，认为“热”是一种没有质量，也没有体积的流质，称之为“热质”；即热质是热的实体物质，以流体的形式存在。依其理论，宇宙中热质的总量为一定值，含热质越多的物体，温度就越高，所以物体温度的高低是取决于热质的含量；它还认为热质可以从温度高的物体向温度低的物体流动；热质可以渗入一切物体之中，也可以穿过固体或液体的孔隙中。

也有人说，“热质说”是 布莱克 在 18世纪下半叶提出的观点，他 通过对“比热”及“潜热”的实验研究，提出了“热质说” ，用于解释关于燃烧和热现象。宣传原子论思想并得到牛顿认可的法国物理学家伽桑狄（1592-1655，著名的“三种灵魂”的提出者）的观点启发了这些科学家。伽桑狄认为世界上的一切物体都是按一定次序结合起来的原子的总和，提出了“热原子”和“冷原子”的概念，认为物体发热是因为“热原子”在起作用。

“热质说”是一种对热的本性解释的学说，这个学说的观点认为，热是一种自相排斥的、无重量的流质，称作热质；宇宙中热质的总量为一定值，它不生不灭，可透入一切物体之中，热的传递是由于热质的流动。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的热质，冷热不同的两个物体接触时，热质便从较热的物体排入较冷的物体，直到两者的温度相同为止。

在热质说中，热是一种物质，无法产生或消灭， 拉瓦锡的《化学基础》一书就把热列在基本物质之中。 目前常用的热量单位卡路里(Calorie)即起源自热质(caloric) 。 卡诺在1824年论著中借用了“热质”的概念，这是他的理论在当时受到怀疑的一个重要原因。卡诺之所以要借助于“热质”，是为了便于通过蒸汽机和水轮机的形象类比来发现热机的规律。

热质说有成功之处： “热质说”可以 成功地 解释当时碰到的大部分热学现象。物体温度的变化可以看成是吸收或放出热质造成的；热传导是热质的流动；潜热是物质粒子与热质粒子产生化学反应的结果。 热茶在室温下冷却就可以用热质说解释：热茶的温度高，表示热质浓度较高，因此热质会自动流到热质浓度较低的区域，也就是周围较冷的空气中。热质说也可以解释空气受热的膨胀，因空气的分子吸收热质，使得其体积变大。若再进一步分析在空气分子吸收热质过程中的细节，还可以解释热辐射、物体不同温度下的相变化，甚至到大部分的气体定律。

由于热质是一种物质，一个物体所减少的热质，恰好等于另一物体所增加的热质，从而热质在传递过程中是守恒的，热的守恒是这种理论中的一个基本假设。这种学说由于能比较直观地解释一些物理现象和实验结果，得到了广泛的承认。

道尔顿的气体分子模型中就包括了热质；尼古拉·卡诺提出了卡诺循环及相关的定律，形成了热机理论的基础，而卡诺的分析就是架构在热质的基础上。热质说的重大成就之一就是拉普拉斯修正牛顿的音速公式；拉普拉斯在热质说的基础上，在牛顿的公式中增加一个常数，此常数即为气体的绝热指数，该指数大幅地修正了音速的理论预测值。 在18世纪时，除了热质说以外还有一个理论可以说明热的现象——分子运动论。分子动力论是较新的理论，其中有些概念是来自原子论，可以解释燃烧及热量测定，不过当时将分子动力论和热质说视为两个等效的理论。

六、推翻热质说

不过热质说无法解释一些只要持续作功就可以持续产生热的现象，如摩擦生热、撞击生热 等现象无法解释，而且是矛盾的。1798年，英国物理学家伦福德（1753-1814）在德国慕尼黑进行炮膛钻孔时，发现钻孔所产生的热现象和热质说的推论相反。实验使伦福德得到了“热是由运动产生的，它绝不是一种物质”的正确结论；但受到了其他科学家的反对和围攻。

1799年，英国科学家戴维进行了冰的摩擦实验：在一个同周围环境隔离开来的真空容器里，合两块冰互相摩擦熔解为水，而水的比热比冰还高。在这里“热质不生不灭的守恒定律”的关系不成立了；戴维由此断言，热质是不存在的，认为热是一种特殊的运动，可能是各个物体的许多粒子的一种振动。

1843年，焦耳的实验解决了热和功之间的关系，彻底推翻了热质说。 卡诺也不是一个“热质”说的铁杆拥护者，他后来用“热量”替代“热质”就说明他开始不相信“热质”说了，后来他 受菲涅耳的影响彻底抛弃了 热质说。卡诺认识到热不过是改变了形式的运动，并且还明确提出了在自然界中动力在量上不生不灭的思想。 1850年，克劳修斯不仅否认了“热质说”的基本前提，还认为热量不能看作是物质状态的函数而与过程有关。也就是说，人们逐渐认识到热现象是与构成物质的微粒的运动是密切相联系的。总之， 当时的主流科学家逐渐发现 热质说 是种错误和受局限的科学理论。

19世纪中，热质说逐渐被机械能守恒所取代；但并不是所有人都放弃了这个学说。热质说仍然在许多科学文献中仍有出现，一直到19世纪末才消失。这意味着，热质说的影响同样持续了一百多年的时间。

七、热的运动说取得完全胜利

19世纪中叶，蒸汽机的出现和广泛使用促进了工业迅速发展。人们为进一步提高热机效率，对物质的热性质作了深入研究，从而推动了热学实验的发展，从此对热现象的研究走上了实验科学的道路。

做功能够产生热，消耗热也能做功，功和热之间有没有确定的关系呢？为了寻找这个关系，就是测定所谓热功当量。从1840年开始（一个令中国人痛心和耻辱的年份，英国发动了鸦片战争，林则徐被革职——落后就要挨打， 科技 不进步，国家怎么强大），英国物理学家、22岁的焦耳，花了近40年时间，一共做了400多次实验，历尽艰难，遭受过压制和学术前辈如法拉第等人的质疑，终于创建了辉煌业绩，得到了精确的热功当量数，也证明了热和功可以互相转化。

事实上，卡诺也先于焦耳近20年的时间研究了热功当量问题，只不过他的测试结果（1卡=焦耳）远不如焦耳的（1卡=焦耳）精确。卡诺的理论不仅是热机的理论，它还涉及到热量和功的转化问题，因此也就涉及到热功当量、热力学第一定律及能量守恒与转化的问题。可以设想，如果卡诺的理论在1824年就开始得到公认或推广的话，这些定律的发现可能会提前许多年。

德国物理学家尤利乌斯·罗伯特·冯·迈尔（1814-1878，能量守恒定律发现者之一、热力学和生物物理学先驱）也有类似的研究；但是也遭遇了和卡诺一样的待遇。迈尔 探索 热和机械功的关系，1842年他发表了《论无机性质的力》的论文，表述了物理、化学过程中各种力（能）的转化和守恒的思想。迈尔是 历史 上第一个提出热量守恒定律并计算出热功当量的人；但1842年发表的这篇科学杰作当时未受到重视。

热功当量的测定，标志着热的运动说取得完全胜利，也导致了自然界的一条普遍规律——能量守恒和转化定律的建立。通过长期反复较量，在实践中经受了考验的热的运动说终于赢得了胜利；曾在17世纪被牛顿、惠更斯和 罗蒙诺索夫支持的观点经过近 200 年的曲折反复，终于死灰复燃，开始扬眉吐气了 。

热的运动说指出，热量是物质运动的一种表现；它的本质就是物质内部大量实物粒子——分子、原子、电子等的运动。这种热运动越剧烈，由这些粒子组成的物体就越热，它的温度也越高。物质的运动总是和能量联系在一起的。实物粒子的热运动所具有的能量，叫做热能。热运动越剧烈，它所具有的热能也越大。所以，温度其实就是无数粒子的热运动平均能量的量度。19世纪中叶以后，热学的理论和实践都取得了突飞猛进的发展。

科技 上的任何进步都不可能那么容易，热的运动学说也不是没有怀疑的声音；比如当开尔文在1848年报导绝对温度时，他写到“热量（或者卡路里）转化为机械能的效应不太可能且肯定无法证实。”但是在他的一个脚注里暗示了他最初对热质说得怀疑，他参考了焦耳的“非常让人印象深刻的发现”。也就是说，一方面他开始怀疑“热质说”，另一方面也不认为热与机械能会发生转化。 但由于瓦特等人的贡献和 蒸汽机的广泛应用，促使人们对水蒸气热力性质的研究及对改善蒸汽机性能的研究，从而推动了热学的发展，在卡诺等人的努力下，出现了热力学这个分支。

热力学和统计力学是热学的两种描述方式。热力学是从宏观现象总结出的经验规律，研究的是宏观量之间的规律，能很好地揭示现象,具有普遍性和可靠性。热力学是一种唯象的理论,但是却没有揭示微观本质。深入研究热现象的本质，就产生了统计力学,是研究大量粒子(原子、分子)集合的宏观运动规律的科学。玻耳兹曼、麦克斯韦和克劳修斯等人是这个理论的奠基人。

只要“称臣”，就把自己的生命交出去了；君臣契约达成；本身就是“罪”；就算没犯任何错，都有罪，都可以被杀！不臣服，就是正常人；没有君臣契约；没有犯罪，就可不受罚；

我院教师先后主持或参与完成国家自然科学基金项目、国家教委世行贷款项目、河南省科技攻关项目、河南省教改项目、平顶山市科技攻关项目等46项，其中获地厅级以上科研奖、优秀教学成果奖17项；在国内外学术期刊上发表学术论文360余篇，其中国内核心期刊68篇，被SCI、EI、ISTP收录24篇，获地厅级以上奖16篇；主编或参编教材32部。 1FengqunZhouetal..Cross-sectionmeasurementsfor128Te(n,2n)(7);(n,2n)49Crand52Cr(n,2n).高能物理与核物理,2005年第7期;3FengqunZhouetal..Cross-sectionmeasurementsfor(n,2n)and(n,p);；4周丰群,罗均华，拓飞，孔祥忠.核反应截面测量中扣除激发态对基态影响的计算公式．高能物理与核物理,2005年8期;；5周丰群,拓飞,易艳玲,孔祥忠..HPGeγ谱仪系统死时间校正方法的实验研究．高能物理与核物理，2005年12期;；6周丰群,张义民,拓飞,罗均华,孔祥忠..γ谱测量中级联符合效应修正研究．高能物理与核物理，2007年5期；7周丰群,翟子楠,拓飞,孔祥忠.用基态特征γ射线计算同质异能态反应截面的公式及其应用，高能物理与核物理,2007年7期；8周丰群等.薄层树脂相分光光度法测定钢铁中磷,冶金分析,2002年3期；9周丰群等.负载树脂预浓集薄层树脂相分光光度法测定痕量镁,冶金分析,2004年4期；10薛喜昌.柱面透射光栅的衍射特性光电工程,1997年4期；11贾利群等.国内光度法测定汞的现状冶金分析1998年6期；12周丰群等.FeⅢ-SCN~-体系薄层树脂相光度法测定矿石中铁冶金分析2000年3期；13周丰群等.FeⅢ—EDTA体系薄层树脂相吸光光度法测定痕量铁冶金分析2000年6期；14张大立等.Xe偶－偶同位素低激发态性质的IBM2描述，高能物理与核物理，1994年12期；15郑新灵等.四元配合物吸光光度法测定铝的研究，理化检验1999年7期16张义民等.N_2-苯浮选光度法测定天然水中痕量硒的研究.冶金分析2002年3期17孙献亭等.Sm~(3+)/Al_2O_3介孔复合体的光致发光特性，硅酸盐学报2000年5期；18周丰群等.电器设备用温度凝露控制器的研制．电力自动化设备，2002年3期；19薛喜昌等.双凸柱面透射光栅的衍射分析,淮北煤师院学报,1997年02期；20靳铁良.外力作用下平面密排钢珠系统力的分布规律,贵州大学学报,2007（1）；21靳铁良.卤化铵晶体的STE特性分析,贵州大学学报,2007（3）；22田明丽等.激光共焦扫描显微镜及其应用，光学仪器2001年01期；23袁书卿,张葛祥.基于改进遗传量子算法的FIR数字滤波器设计电讯技术2003年5期；24袁书卿,张葛祥.一种改进的遗传量子算法及其应用计算机应用与软件2003年10期；25王化冰;王彦辉.电子式电流互感器的研制,电测与仪表,2006年11期；26张柳芳;王化冰.邹有明基于直流电流传感器的选择性漏电保护系统,煤炭科学技术,2006年1期；27王化冰;张柳芳.过程控制系统及其策略,煤矿机械,2005年5期；28王化冰;张柳芳;过程控制系统及其策略,江苏电器,2005年5期；29张柳芳;邹有明,吴君.直流检测式选择性漏电保护系统设计,煤矿机电,2006年2期；30张柳芳.自动控制系统穿越频率的通用解法.甘肃联合大学学报,2005年3期；31孙献亭等..溶胶—凝胶法制备Al_2O_3气凝胶,郑州纺织工学院学报.,1999年2期；32郑新灵.任意循环极限效率的P-V图证明的再讨论,上饶师范学院学报,1999年03期；33宋月丽.选择性激光烧结零件的后处理，河西学院学报2006年10月；34靳铁良.利用VisualC++实现数字图像处理研究,河南教育学院学报,2007年01期；35黄宏春等.表面工程在口腔修复材料中的应用，通化师范学院学报，2004年第2期；36王彦辉;王化冰.传感器技术在工程建筑上的研究与应用,中国西部科技,2006年19期；37王化冰;王彦辉.过程控制综合实验系统的设计与研究,中国现代教育装备,2006年12期38王化冰;翟卫青.基于RBF神经网络的高分子湿度传感器的研究,微计算机信息2007年10期39翟卫青,王化冰.新建电子类专业加强EDA教学的思考，中国现代教育装备,2006年06期40翟卫青;王化冰.RBF神经网络在传感器故障诊断中的应用研究,山西电子技术2006年05期； 1郑新灵.对电力线教学的一些探讨和体会,大学物理,1996年1期；2周丰群.对可压缩流体若干问题的讨论,大学物理,1999年10期；3周丰群,漆安慎.在普通物理力学中介绍超音速飞行的设想,大学物理,2000年7期；4周丰群,张玉富.任意循环过程效率极限证明之我见,大学物理,1994年4期；5周丰群,也用T－S图讨论任意循环效率,大学物理，1994年12期；6靳铁良.对电力线教学的一些探讨和体会,大学物理,1996年1期；7靳铁良.普通物理中平面电磁波的一种讲授方法,大学物理,1995年4期；8靳铁良.关于普遍的洛伦兹变换式的推导,大学物理,1995年5期；9贾利群.非惯性系静力学的分析力学方法,大学物理,1999年11期；10周丰群.师范高等专科学校物理教育专业力学教学的改革与实践,物理,2002年8期；11田明丽.基于现代教学论的普通物理实验教学模式,物理实验，2000年12月；12周丰群.任意循环的卡诺循环分解的综合讨论，河南科学，2002年1期；13黄宏春等.新时期物理教学法的研究,黑龙江教育学院学报,2006年4期；14田明丽.影响普通物理实验学习迁移的因素及策略,河南教育学院学报,；15田明丽.大学物理实验探究教学内容的设计策略，新余高专学报，2006年6月；16周丰群.克劳修斯等式证明的讨论.荆州师范学院学报.2003年2期；17宋月丽.大专院校普通物理学教学探讨，内江科技,2006年1月；18宋月丽.影响普通物理实验学习迁移的因素及策略，河南教育学院学报,2004年12月；19宋月丽.大学物理实验探究教学内容的设计策略，新余髙专学报2006年6月；20王伟锋,温耐.新型数字微格教室的探讨,天中学刊2005年5期。 1郑新灵主持完成的“师专物理实验教学改革的研究”项目,获河南省世行贷款师范教育发展项目改革课题优秀成果一等奖，平顶山市科技进步一等奖；2郑新灵主持完成的”高等师范教育开展活动课程研究”项目,获河南省优秀教学成果奖二等奖；3王泳主持完成的“硅橡胶瓶体测量仪的研制”项目，获2006年度河南省科技进步二等奖和2006年度平顶山市科技进步奖一等奖；4周丰群主持完成的“KWN—1B1型温度凝露控制器的研制”项目2000年12月省科技厅鉴定，2001年获平顶山市科技进步奖一等奖；5周丰群主持完成的“HTC-1型微电脑数显温湿度控制器的研制”项目，2002年8月河南省科技厅鉴定，获平顶山市科技进步奖一等奖；6张柳芳主持完成的“低压IT电网直流检测式选择性漏电保护研究”项目，2005年通过了河南省科技厅鉴定；7王彦辉主持完成“远程控制音视频系统信号分配控制”项目,2000年7月市科委鉴定；8王泳主持完成的“平煤集团坑口电厂1#炉制粉系统的改造”项目，2004年获平顶山市科技进步贰等奖；9周丰群主持完成的“面向21世纪高等专科学校非物理专业普通物理教学内容和体系的改革与实践”项目，2002年8月河南省教育厅鉴定；10田明丽主持完成的“新课程条件下物理实验教学资源的开发与利用研究”项目，2006年2月，获市优秀社科调研课题一等奖 1新编普通物理教程，周丰群等编，中国矿业大学出版社；2物理学基础教程（上、下册），郑新灵等，中国科学技术出版社；3普通物理学（上、下册），郑新灵等，教育科学出版社；4大学物理学（上、下册），周丰群等，四川大学出版社，2001年8月；5基础力学，周丰群等，中国科学技术出版社2002年3月；6物理实验学，薛喜昌，孙献亭，田明丽，袁书卿等，东方出版社；7普通物理实验，薛喜昌等，成都科技大学出版社；8电磁学试题库，薛喜昌等，吉林大学出版社。

我猜你说的是平时的小论文吧光学的话，你可以找一个教材上没有算过的光栅来算算干涉衍射后的光强分布；或者研究一下阿贝二次成像原理。 热学的话，可以从4个麦克斯韦关系式出发，推导一些公式，比如新概念物理上内能与物态的关系式，等。 我不大擅长这方面，倒是上学期期末写了电学的小论文还得到了点加分如果不是小论文，而是比较正式的话，这段文字应该被无视