能量守恒定律的发现与永动机.ppt

　　亥姆霍兹还研究了能量守恒定律在电磁现象方面的应用，给出了静电力作功时电荷系动能改变的关系式，确定了静电势的概念。他还分析了电池中的化学-电的作用。他用能量守 3 亥姆霍兹的贡献 恒定律来反对所谓“接触说”。他指出接触电势差不与接触表面的大小和形状有关，而只与两种相接触的金属的性质有关。 　　亥姆霍兹还说明了能量守恒定律的意义。他说：“从上述内容可以证明，这一定律与自然科学中任何一个已知现象都不矛盾，而大量的现象倒很明显地证实了它。我力求更完全地叙述出这个定律同至今已知的自然规 3 亥姆霍兹的贡献 律相结合得出的结论。它们还需要加以实验的验证。我希望，目前研究的假设部分将使我冷静下来，而这种研究的目的在于以尽可能充分的理由向物理学家们表明这个定律在理论上、实践上重要的启发意义，而这个定律的完全证实将是不远的未来物理学家的基本任务之一。” 　　亥姆霍兹1847年的论述没有立即得到普遍的同意，他的年长的同事们担心这些论述中包含有复活黑格尔自然哲学中的空想的成份而拒绝发表他的文章。后来，他不得不以小册子的 3 亥姆霍兹的贡献 形式在柏林单独出版了这篇论文，只有数学家雅可比对他的论文感到兴趣，直到1860年左右，能量守恒定律才得到普遍承认和更广泛的应用。 　　值得一提的是，亥姆霍兹的这一工作无疑是从理论上对能量守恒定律所作出的重要概括，他基本上是独立地作出这一发现的。但是，亥姆霍兹决没有去要求这一发现的优先权。后来，当他了解到迈耶在他之前已发表 3 亥姆霍兹的贡献 的两篇论述之后，公正地说：“我们必须承认，迈耶不依赖于别人而独立地发现了这个想法，而这个思想使自然科学获得了长足的新进展。”他还谦逊地说：“和焦耳的工作相比，在那时就已经谈不上要为我提出什么优先权的要求了。” 　　在能量守恒定律已经建立起来后，人们还是用“力的守恒”定律来表述它，用具有双重意义的词“力”来表示能量。1851年，汤姆孙等人大力提倡用清晰的能量概念来代替含混不清的“力”的概念，这才逐渐把能量和“力” 3 亥姆霍兹的贡献 两个概念区别开来。1853年汤姆孙给能量概念作了一个精确的定义： “我们把给定状态中的物质系统的能量表示为：当它从这个给定状态无论以什么方式过渡到任意一个固定的零态时，在系统外所产生的用机械功单位来量度的各种作用的总和。” 　　1853年格拉斯哥的力学教授兰金(1820—1872)先把“力”的守恒表述为能量守恒。他指出能量概念是从确立“在宇宙中所有不同种类的物理能是相互 4 能量守恒定律的确立和正确表述 　　转换的”这个定律中得出的。能量是一个守恒量。而力的概念是由牛顿运动定律所定义的，力不是守恒量，对于万有引力来说，力是与距离有关的一个物理量。他强调能量概念的普遍性和统一作用，他提出了用机械能、热能、光能、电能、磁能等名称来区别能量的各种形式。他还提出了现实的能和潜在的能的概念，后者就是我们称为的势能。汤姆孙又把“现实的能”称为动能。 　　1853年格拉斯哥的力学教授兰金(1820—1872)先把“力”的守恒表述为能量守恒。他指出能量概念是从确立“在宇宙中所有不同种类的物理能是相互转换的”这个定律中得出的。 4 能量守恒定律的确立和正确表述 　　能量是一个守恒量。而力的概念是由牛顿运动定律所定义的，力不是守恒量，对于万有引力来说，力是与距离有关的一个物理量。他强调能量概念的普遍性和统一作用，他提出了用机械能、热能、光能、电能、磁能等名称来区别能量的各种形式。他还提出了现实的能和潜在的能的概念，后者就是我们称为的势能。汤姆孙又把“现实的能”称为动能。 　　能量守恒定律是18世纪中叶物理学上最重要的发现。它揭示了自然界各种运动状态的普遍性联系和 4 能量守恒定律的确立和正确表述 　　统一性，找到了各种现象的一种公共量度——能量。它是自伽利略和牛顿之后朝向科学的统一迈进的很重要的一步，并成为全部自然科学的基石，成为检验一个理论是否正确的基本准绳之一，成为辩证自然观重要的自然科学基础。? 　　能量守恒定律，是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。从物理、化学到地质、生物，大到宇宙天体。小到原子核内 4 能量守恒定律的确立和正确表述 　　部，只要有能量转化，就一定服从能量守恒的规律。从日常生活到科学研究、工程技术，这一规律都发挥着重要的作用。人类对各种能量，如煤、石油等燃料以及水能、风能、核能等的利用，都是通过能量转化来实现的。能量守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器。 　永动机是指不需要能量供给的永不停止运动的发动机。 它期望在没有外界能源供给，即不消耗任何燃料和动力的情况下，源源不断地得到有用的功。 六、永动机的不可能 　永动机违反了能量守恒定律，因此永动机不可能制成。 　 从18世纪末到19世