基本介紹
- 中文名：功的熱當量
- 外文名：（thermal equivalent of work)
- 式子：Q=A * W
- 根據：熱力學第一定律
定義,歷史和優先權糾紛,
定義
英國物理學家焦耳首先用實驗確定了這關係，後規定：
功的熱當量表述了不同能量之間可以相互轉換，而且存在嚴格的當量關係。功的熱當量也是對熱力學第一定律的實驗證明。
歷史和優先權糾紛
朗姆福德伯爵班傑明湯普森在1797年左右觀察了德國慕尼黑的阿森納鑽孔火炮產生的摩擦熱。朗姆福德將一個大炮桶浸入水中，並安排了一種特別鈍的鏜孔工具。他表明水可以在大約兩個半小時內煮沸，摩擦熱的供應似乎取之不盡用之不竭。在他的實驗的基礎上，他發表了“關於摩擦激發的熱源的實驗性探究”（1798年），皇家學會的哲學交易。102.這篇科學論文對既定的熱學理論提出了重大挑戰，並開始了19世紀的熱力學革命。這個實驗激發了詹姆斯普雷斯科特焦耳的工作在19世紀40年代。焦耳對等效性的更精確測量是建立動力學理論的關鍵，而犧牲了熱量理論。1842年Julius Robert von Mayer在德國領先的物理學雜誌上提出了熱量和功相等的觀點，並於1843年獨立於James Prescott Joule在英國領先的物理學雜誌上提出。1840 - 1843年，路德維希·科爾丁（Ludwig A. Colding）也開展了類似的工作，儘管科丁的工作在丹麥本土以外鮮為人知。之間的合作尼古拉斯·克萊門特和薩迪卡諾在19世紀20年代有同樣的線附近的一些相關的思考。1845年，焦耳發表了一篇題為“熱的機械等效”，他在其中指定的數值為以產生熱量的單元所需的機械功的量。特別地焦耳曾嘗試通過提高所需要的摩擦產生的機械功量溫度一個的磅華氏一度的水，發現一致的值為778.24英尺力（4.1550J·cal），焦耳認為運動和熱量可以互相交換，並且在任何情況下都是一定量的工作會產生相同的熱量。Von Mayer也發表了1845年機械等效熱值的數值，但他的實驗方法並不那么有說服力。
儘管在20世紀初期建立了標準化值4.1860 J·cal，但在20世紀20年代，最終認識到常數僅僅是水的比熱，其數量隨溫度在4.17和4.17之間變化4.22 J·g·°C。單位的變化是卡路里作為物理和化學單位消亡的結果。
馮·梅耶和焦耳儘管在歐洲領先的物理學期刊上發表過，卻遭遇了最初的忽視和抗拒，但到了1847年，當時許多頂尖的科學家都在關注。赫爾曼·亥姆霍茲（Hermann Helmholtz）於1847年發表了被認為是能量守恆的最終宣言。亥姆霍茲從閱讀焦耳的出版物中學到了知識，儘管赫爾姆霍茨最終得出了焦耳和馮邁耶的優先考慮。
同樣在1847年，焦耳在英國科學促進會年會上發表了一篇出色的報告。威廉湯姆森出席的人中有一人。湯姆森很感興趣，但最初持懷疑態度。在接下來的兩年里，湯姆森越來越相信焦耳的理論，最終承認他在1851年的印刷，同時歸功於馮梅耶。Thomson與Joule合作，主要通過通信，Joule進行實驗，Thomson分析結果並建議進一步的實驗。合作從1852年持續到1856年。其公布的結果很大程度上促使人們普遍接受焦耳的工作和動力學理論。
然而，1848年，馮梅耶首先看到了焦耳的論文，並寫信給法國科學院以確定優先權。他的信被發布在Comptes Rendus，焦耳迅速作出反應。湯姆森與焦耳的親密關係讓他陷入了爭議之中。雙方計畫焦耳承認von Mayer優先考慮機械等效的概念，但聲稱實驗驗證與焦耳保持一致。湯姆森的同事，同事和親戚如威廉·約翰·麥考昆·蘭金，詹姆斯·湯姆森，詹姆斯·克拉克·麥克斯韋和彼得·格思里·泰特加入了焦爾的事業。
然而，在1862年，約翰廷德爾在他的許多科普短途旅行和與湯姆森及其圈子的許多公共糾紛中，在皇家機構進行了一次名為On Force的演講，其中他認為von Mayer的構思和測量機械等效的熱量。湯姆森和泰特被激怒了，在哲學雜誌的頁面上發生了一場不莊重的公開信件交流，以及頗受歡迎的好話。Tait甚至採取措辭支持Colding的事業，試圖破壞von Mayer。
