热质说的热质说的鼎盛

热质说的热质说的鼎盛

热质说可以成功的解释许多物理现象。例如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，甚至大部分的气体定律。
道尔顿的气体分子模型中就包括了热质 。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，修正了音速的理论预测值。
18世纪是热质说的鼎盛期。1723年德国医生G.施塔尔提出燃素说，认为燃烧和锻打过程中，燃烧物质或金属释出燃素。1732年，荷兰化学家H.布尔哈维将燃素分为发热的燃素和燃烧的燃素，将热和火区分开，从而为热是物质实体的观念开辟了道路。英国化学物理学家J.布莱克在1762年先后提出关于熔化和蒸发的潜热理论，以及热容量的概念，热质在这些概念中起着重要作用。1780年，法国化学家A.拉瓦锡精确测定冰融解时的热容量，从而破除了燃素说，但他却将热质列入其元素表中。他还将热质分为“自由”和“束缚”的两种。前者可以从一个物体移向另一物体，成为各种热现象的假想载体；后者被束缚于物质分子上。热质说从此成为一个完整学说。大多数物理学家和化学家认为热质是一种无质量的独立的流体，热质粒子在互动中产生排斥现象，以此解释热从发热物体向冷物体的流动，并说明热的某些耗散现象。在19世纪30年代之前，热质说在早期热力学发展中扮演了一个主要角色。它有助于能量概念的建立，但也成为澄清科学思想的障碍 。
热质说之所以占统治地位是有其历史原因的。一则18世纪是对各种物理现象分门别类地进行研究的时期，人们把热现象与其他物理现象孤立起来加以研究，尚未注意到它们之间相互联系和转化的关系。二则是因为热质说能够简易地解释当时发现的大部分热学现象。例如，认为物体温度的变化是吸收和放出热质引起的；热传导是热质的流动；摩擦或碰撞生热现象是由于“潜势”被挤压出来以及物质的比热变小的结果。在热质说观点的指导下，瓦特改进了蒸汽机。19世纪初，傅立叶还建立了热传导理论，卡诺从热质传递的物理图像及热质守恒规律得到了卡诺定理。热质说的成功，使人们相信其正确性。热质说在把一系列实验事实和个别规律用一个统一的观点联系起来加以系统化方面起了一定的积极作用。
15世纪，培根从摩擦生热等现象中得出，热是一种膨胀的、被约束的而在其斗争中作用于物体的较小粒子之上的运动，这种看法影响了许多科学家。波意耳指出热是物体各部分发生强烈而杂乱的运动。笛卡尔把热看作是物体粒子的旋转运动。胡克用显微镜观察了火花。认为热并不是什么其他的东西。而是物体各个部位的非常活跃和极其猛烈的运动。牛顿也认为热不是一种物质而是组成物体的微粒的机械运动。18世纪时，罗蒙诺索夫根据摩擦敲击能生热，物体受热熔化以及动杆物的发芽腐烂过程都因受热而加快、受冷而减缓的现象得出结论，认为热的充分根源在于运动，由于没有物质就不可能发生运动。所以热的充分根源在于物质的某种运动。

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