Ciepło i energia.

Prezentacja na temat: "Ciepło i energia."— Zapis prezentacji:

1 Ciepło i energia

2 Maszyny parowe Newcomena (1710-1712)

3 Anders Celsjusz ( )

4 Antoine Lavoisier wyjaśnił istotę spalania i oddychania (utlenianie), zasada zachowania masy; woda z wodoru i tlenu Lavoisier, Laplace 1783, kalorymetr

5 Benjamin Thompson hr. Rumford (1753-1814)
wiercenie luf armatnich „Philosophical Transactions” 88 (1798), 80

6 Nowe maszyny: James Watt (1782)

7 Maszyna Żakarda (Joseph Jacquard, 1805)

8 John Dalton Atomy jako elementarne cegiełki związków chemicznych
(New System of Chemical Philosophy, 1808)

9 Początek XIX wieku – budowanie fizyki klasycznej
Pierre-Simon de Laplace Traktat o mechanice niebios 1815 Augustin Fresnel, początek pracy nad falową teorią światła 1820 Hans Christian Oersted, pole magnetyczne prądu 1826 Georg Simon Ohm, prawo przepływu prądu 1831 Michael Faraday, odkrycie indukcji elektromagnetycznej 1838 Friedrich Wilhelm Bessel, pomiar odległości gwiazdy Julius Robert von Mayer James Prescott Joule Hermann von Helmholtz zasada zachowania energii – I zasada termodynamiki 1850, 1854 Rudolf Clausius, William Thomson (późn. lord Kelvin) II zasada termodynamiki

10 Sadi Carnot ( ) Moc poruszająca ciepła jest niezależna od czynników użytych do jej uzyskania. Jej ilość jest wyznaczona wyłącznie przez temperatury ciał, między którymi zachodzi w rachunku końcowym przenoszenie cieplika.

11 Émile Clapeyron (1834) Przedstawienie graficzne tego, co dziś nazywamy cyklem Carnota Pierwsza forma równania Clapeyrona z niezbyt dokładną wielkością zera bezwzględnego

12 Zasada zachowania energii I
„stąd zaś wynika - przy założeniu, że stosunek pojemności cieplnej powietrza przy stałym ciśnieniu i pojemności przy stałej objętości = 1,421 - iż ogrzanie danego ciężaru wody od 0 do 1 odpowiada spadkowi równego ciężaru z wysokości około 365 metrów. Jeżeli porównamy ten wynik z pracą naszych najlepszych maszyn parowych, to widzimy, że tylko mała część ciepła użytego pod kotłem jest rzeczywiście zamieniana na ruch lub podniesienie ciężaru” czyli 1 cal = 3, 58 J w dzisiejszych jednostkach Julius Robert Mayer ( ) Bemerkungen über die Kräfte der unbelebten Natur „Annalen der Chemie und Pharmazie (1842) wzór Mayera:

13 Zasada zachowania energii II
James Prescott Joule ( ) On the calorific effects of magneto-electricity and on the mechanical value of heat „Phil. Mag.” 23 (1843), 263

14 Zasada zachowania energii III
I. Zasada zachowania siły żywej II. Zasada zachowania siły III.Zastosowanie zasady w twierdzeniach mechanicznych IV. Równoważnik siłowy ciepła V. Równoważnik siłowy procesów elektrycznych VI. Siłowy równoważnik magnetyzmu i elektromagnetyzmu Hermann Helmholtz( ) Über die Erhaltung der Kraft (1847) (rozprawa własnym sumptem)

15 Rudolf Clausius - II zasada termodynamiki
„Annalen der Physik” (1850)

16 William Thomson (późn. lord Kelvin)
„Transactions of the Philosophical Society of Edinburgh” March 1851 nie rościł sobie prawa do pierwszeństwa, choć niektóre idee miał wcześniej niezlaeżnie od Clausiusa; skala temperatur „Phil. Mag.” (1848)

17 Dwa sformułowania II zasady
Clausius: „Niemożliwy jest samorzutny przepływ ciepła od ciała mniej nagrzanego do ciała gorętszego” (1850, 1854) pojęcie entropii wprowadził Clausius Thomson: „Niemożliwe jest otrzymanie pracy mechanicznej z jakiegokolwiek układu materialnego przez oziębienie go poniżej temperatury najzimniejszego z otaczających obiektów” (1851)

18 Podejście statystyczne: teoria gazów
James Clerk Maxwell: lepkość gazu, rozkład prędkości cząstek, demon Maxwella Ludwig Boltzmann ( ): statystyczna definicja entropii, równanie Boltzmanna transportu w gazie

19 Fizyka statystyczna: zespoły
Josiah Willard Gibbs ( ) pierwszy wielki fizyk amerykański ogólne sformułowanie fizyki statystycznej rachunek wektorowy