热质守恒原理是什么,,,,谁提的,,他是怎么阐述的,,,

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/23 02:21:36
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卡诺和热机效率的研究

热力学第二定律的发现与提高热机效率的研究有密切关系。蒸汽机虽然在18世纪就已发明,但它从初创到广泛应用,经历了漫长的年月,1765年和1782年,瓦特两次改进蒸汽机的设计,使蒸汽机的应用得到了很大发展,但是效率仍不高。如何进一步提高机器的效率就成了当时工程师和科学家共同关心的问题。法国数学家和工程学家萨迪·卡诺的父亲拉札尔·卡诺(Lazre Nico-las Carnot,1753—1823)率先研究了这类问题,在他的著作中讨论了各种机械的效率,隐讳地提出这样一个观念:设计低劣的机器往往有“丢失”或“浪费”。当时,在水力学中有一条卡诺原理,就是拉札尔·卡诺提出的,说的是效率最大的条件是传送动力时不出现振动和湍流,这实际上反映了能量守恒的普遍规律。他的研究对他的儿子有深刻影响。

1824年萨迪·卡诺发表了著名论文《关于火的动力及适于发展这一动力的机器的思考》,提出了在热机理论中有重要地位的卡诺定理,这个定理后来成了热力学第二定律的先导。他写道①:

“为了以最普遍的形式来考虑热产生运动的原理,就必须撇开任何的机构或任何特殊的工作物质来进行考虑,就必须不仅建立蒸汽机原理,而且要建立所有假想的热机的原理,不论在这种热机里用的是什么工作物质,也不论以什么方法来运转它们。”

卡诺取最普遍的形式进行研究的方法,充分体现了热力学的精髓。他撇开一切次要因素,径直选取一个理想循环,由此建立热量和其转移过程中所作功之间的理论联系。

他首先作了如下假设:“设想两个物体A与B,各保持于恒温,A的温度高于B;两者不论取出热或获得热,均不引起温度变化,其作用就象是两个无限大的热质之库。我们称A为热源,称B为冷凝器。”如图2-4。

然后他“设想有一种弹性流体,例如大气,封闭在装有活动隔板或活塞cd的圆柱形容器abcd中。

“1.将A与容器 abcd中的空气或与容器之壁接触,假设此壁是热质的良导体。由于这一接触,空气得到与A相同的温度。cd为活塞所处的位置。

“2.活塞逐渐上升,直至取得ef的位置。保持空气与A接触,因此在空气稀释的过程中温度保持恒定,物体A提供了保持恒温所需的热质。