能量守恒定律的实验发现

能量守恒定律的实验发现

J·焦耳于1835年认识了曼彻斯特大学的教授道尔顿。焦耳的数学的知识有限，研究主要靠测量。1840年经过多次测量通电的导体，发现电能可以转化为热能，并且得出一条定律：电导体所产生的热量与电流强度的平方、导体的电阻和通过的时间成正比。
焦耳继续探讨各种运动形式之间的能量守恒与转化关系，焦耳在英国学术会议上宣称：“自然界的能是不能毁灭的，那里消耗了机械能，总能得到相当的热，热只是能的一种形式。”
焦耳不断改进测量方法，提高测量精度，最后得到“热功当量”的物理常数，焦耳测量值是423.9 千克米/千卡，这个常数的准确值是418.4千克米/千卡。国际单位制中采用焦耳为热量的单位，取1卡=4.184焦耳。 18世纪50年代，英国科学家J·布莱克把32°F的冰块与相等重量的172°F的水相混合，结果发现，平均温度不是102°F，而是32°F，其效果是冰块全部融化为水。布莱克由此作出结论：冰在熔解时，需要吸收大量的热量，这些热量使冰变成水，但并未引起温度的升高。他猜想冰熔解时吸收的热量是一定的。进一步的大量实验使布莱克发现，各种物质在发生物态变化（熔解、凝固、汽化、凝结）时，都有这种效应。
布莱克用一个简单直观的办法来测定水汽化时所需要的热量。布莱克测出，熔解一定量的冰所需要的热量，和把相同重量的水加热140°F所需要的热量相等（相当于加热77.8℃所需要的热量）。正确的数值为143°F（相当于80℃）。
布莱克基于实验事实开始认识到热量与温度是两个不同的概念，引入了“潜热”（热量）概念。
1780年，法国科学家A·拉瓦锡与P·拉普拉斯共同提出了正确测量物质热容量的方法。由于热的精确度量，1822年法国学者J·傅里叶出版了总结性的著作《热的解析理论》。

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