热质说与热之运动说专业：科学技术哲学姓名：****：热质说热质说是由普利斯特里提出的。普利斯特里在1770年代用氧（当时称为“去燃素空气”）来解释燃烧现象。在1783年的论文中，普利斯特里觉得燃素说和他的实验结果不吻合，因而提出“热质”的说法。热质是热的实体物质，以流体的方式存在。依普利斯特里的理论，宇宙中热质的总数为一定值，热质会由气温高的物体流到水温低的物体。一、热质说的提出二、热质说的初期发展在近代，热质说遭到伽桑狄的支持，他以前是伦敦皇家大学的物理院士。其实是一个有能够的人，但在数学学上，其工作与其说是实验性的，还不如说是思辩性的。直至18世纪，热质说在数学学界仍然占着统治地位，拉瓦锡和拉普拉斯等人觉得，热是由渗透到物体当中的所谓“热质”构成的；拉瓦锡甚至把“热质”列入物理元素表中，热质被看作是一种不可称量的“无重流体”，其粒子彼此抵触而为普通物体的粒子所吸引。布桑克是热质说的提倡者，他在研究热量在几个物体之间的转移时发觉其总数保持不变。这个规律很容易用热是一种实物来说明，他仿造物理中盛行一时的“燃素说”对热的本性作了错误的解释，觉得热也是一种没有重量、可以在物体中自由流动的物质。
在热力学发展的过程中关于分子热运动的笑话，对热的解释往往和燃烧有关。物理家贝歇尔和施塔尔在17世纪提出燃素说，企图解释燃烧现象，当时也将燃素解释为“热的实体物质”。在热质说中，热是一种物质，难以形成或剿灭，因而热的守恒就成了这些理论中的一个基本假定。1770年，有些科学家觉得冷也是一种物质，不过普瑞弗斯特觉得冷只是一个缺少热的现象而热质说也影响了布拉克一些有关物质热力学性质的实验。在十八世纪时，不仅热质说以外还有一个理论可以说明热的现象——分子运动论。分子运动论是较新的理论，其中有些概念是来自原子论，可以解释燃烧及热量测定，不过当时将分子运动论和热质说视为两个等效的理论。三、热质说的鼎盛18世纪是热质说的鼎盛期。1723年日本大夫G.施塔尔提出燃素说，觉得燃烧和锻打过程中，燃烧物质或金属释出燃素。1732年，西班牙物理家H.布尔哈维将燃素分为发热的燃素和燃烧的燃素，将热和火分辨开，因而为热是物质实体的观念开辟了公路。美国物理化学学家J.布莱克在1762年先后提出关于融化和蒸发的热容理论，以及潜热量的概念，热质在这种概念中起着重要作用。1780年，美国物理家A.拉瓦锡精确测定冰融解时的潜热量，进而破不仅燃素说，但他却将热质纳入其元素表中。
他还将热质分为“自由”和“束缚”的两种。后者可以从一个物体移向另一物体，成为各类热现象的假想载体；前者被禁锢于物质分子上。热质说自此成为一个完整学说。大多数化学学家和物理家觉得热质是一种无质量的独立的流体，热质粒子在互动中形成敌视现象，借此解释热从发热物体向冷物体的流动，并说明热的个别耗散现象。在19世纪30年代之前，热质说在初期热力学发展中饰演了一个主要角色。它有助于能量概念的构建，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缘由的。一则18世纪是对各类化学现象分门别类地进行研究的时期，人们把热现象与其他化学现象孤立上去加以研究，仍未注意到它们之间相互联系和转化的关系。二则是由于热质说就能简易地解释当时发觉的大部份力学现象。诸如，觉得物体气温的变化是吸收和放出热质导致的；热传导是热质的流动；磨擦或碰撞生热现象是因为“潜势”被挤压下来以及物质的比热变小的结果。在热质说观点的指导下，瓦特改进了蒸气机。19世纪初，傅立叶还构建了热传导理论，卡诺从热质传递的化学图象及热质守恒规律得到了卡诺定律。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某些规律用一个统一的观点联系上去加以系统化方面起了一定的积极作用。
四、热质说的否定热质说可以解释一些热的现象，不过未能解释一些只要持新作功就可以持续形成热的现象（如磨擦生热）。19世纪中，热质说被机械能守恒所代替；以后，热质说一直在许多科学文献中出现，仍然到19世纪末才消失。明天常用的热量单位千卡（）即起源自热质（）。1798年，美籍数学学家伦福德在一篇题为《摩擦形成热的来源的督查》中述说了他的机械功生热的实验。他为大炮钻炮膛时形成了无穷尽的热，因此提出关于分子热运动的笑话，热是由机械功形成的。最后产生这样一种思想：热是物质的一种运动方式，是粒子震动的宏观表现。他相信热质说和燃素说将一起被埋葬在墓地中。不过其实验的不确定性也广被指责。1799年，法国科学家戴维在《论热、光和光的复合》论文中，描述了一个实验：在一个同周围环境隔离开来的真空容器里，合两块冰相互磨擦熔解为水，而水的比热比冰还高。在这儿“热质守恒”的关系不创立了，戴维由此断定，热质是不存在的。伦福德和戴维的实验彻底捣毁了热质说，并为数学学的发展开辟了公路。因为当时将热质说视为和分子运动论等效的理论，因而伦福德的论文并未视为对热质论的恐吓。事实上当时的科学家借助伦福德的论文来降低她们对热质说的了解。
然而伦福德的研究导致了焦耳及其他科学家的兴趣，从而进行相关的研究。焦耳在1840年进行多次导体发热的实验，发觉其发热量和电压的平方成反比。并在1843年提出理论，觉得热只是一种能量的方式。后来为确认热和能量之间的关系。焦耳用以下实验来量测热和能量单位间的转换系数——热功当量：在一量热器中加盐，量热器中有茎秆，经过转轴连到量热器外，量热器外借助增长的重物推动茎秆旋转，使茎秆及水的体温上升。量测重物重量、落下距离、水（及茎秆）的气温、质量及比热即可估算热功当量，后来将液体由水改为鲸油及水银，进行并改进实验达40年之久。此实验也确认热及能量之间的关系。直至1860年，能量守恒和互相转化定理的构建、尤其是J.焦耳对热功当量的一系列精确测定以及能量守恒的物理理论的构建，确认热是物质运动的一种方式，热质说才被彻底否定（见热力学第一定理）。热之运动说热运动，是构成物质的大量分子、原子等所进行的不规则运动。热运动越剧烈，物体的气温越高。证明液体、气体分子做零乱无章运动的最知名的实验，是德国动物学家布朗发觉的布朗运动。一、热运动的定义分子热运动的试验是布朗运动。分子热运动的典型现象是分子扩散。布朗运动是通过花粉在水底的无规则运动的现象表现了水份子的无规则运动，即分子的热运动，而不是花粉的热运动。
布朗运动是漂浮在液体或二氧化碳中的微粒所做的无规则运动，不是液体或二氧化碳分子的运动，只是间接证明了液体或二氧化碳分子的无规则运动。故不能把布朗运动称作热运动，只能说布朗运动否认了分子的热运动。旦开了花，就可以嗅到四溢香味；鱼、肉霉烂了，会弄得周围臭味熏天。组成液体的分子也挺好动。在一杯清水里滴入一滴墨水，墨水都会渐渐飘动，和水完全混和。这表明一种液体的分子步入到另一种液体里。或则说液体分子在不停地运动。固体分子也在运动。例如把表面十分光滑洁净的铅板紧紧压在金板后边，几个月之后就可以发觉，铅分子挪到了金板里，金分子也挪到了铅板里，有些地方甚至步入1毫米深处。如放5年，金和铅都会连在一起，它们的分子相互步入大概1分米。又如常年储存煤的墙角和地面，有相当厚的一层都弄成了红色，就是煤分子步入的结果。证明液体、气体分子做零乱无章运动的最知名的实验，是美国动物学家布朗发觉的布朗运动。1827年，布朗把藤黄粉倒入水底，之后取出一滴这些漂浮液置于显微镜下观察，发觉藤黄的小颗粒在水底不停运动，并且每位颗粒的运动方向和速率大小都改变得很快。就是把藤敌百虫的悬浮液密闭上去，不管晚上黑夜，夏季冬天，随时都可以见到布朗运动，无论观察多长时间，这些运动也不会停止。
在空气中同样可以观察到布朗运动，漂浮在空气里的微粒（如尘埃），也在做不规则运动。二、热运动的缘由是组成液体或则二氧化碳的分子运动。诸如在常温常压下，空气分子的平均速率是500m/s，在一秒钟里，每位分子要和其他分子翻车500亿次。毫无规律的分子从四面八方撞击着漂浮的小颗粒，综合起来，有时这个方向大些，有时那种方向大些，结果小颗粒就被迫做起忽前忽后、时左时右的无规则运倒一杯冷水和一杯冰水，之后向每位杯里滴进一滴红墨水，冷水杯里的红墨水要比热水杯里的扩散得快些。这说明气温高，分子运动的速率大，并且随着物体体温的增高而减小，因而分子的运动也称作热运动。热传导是固体中热传递的主要方法。在二氧化碳或液体中，热传导过程常常和对流同时发生。各类物质都还能传导热，并且不同物质的传质本领不同。善于传质的物质称作热的良导体，不擅于传质的物质称作热的不良导体。各类金属都是热的良导体，其中最擅于传质的是银，其次是铜和铝。瓷、纸、木头、玻璃、皮革都是热的不良导体。最不擅于传质的是羊绒、羽毛、毛皮、棉花、石棉、软木和其他香甜的物质。液体中，不仅水银以外，都不擅于传热，二氧化碳比液体更不擅于传质。
三、对流对流靠液体或二氧化碳的流动来传质的方法称作对流。对流是液体和二氧化碳中热传递的主要形式，二氧化碳的对流现象比液体更显著。借助对流加热或降温时，必须同时满足两个条件：一是物质可以流动，二是加热方式必须能使得物质流动。四、辐射用幅射形式传递热，不须要任何介质。为此，幅射可以在真空中进行。月球上得到太阳的热，就是太阳通过幅射的方法传来的。通常情况下，热传递的三种形式（传导、对流、辐射）常常是同时进行的。•感谢！