19世纪初，由于蒸汽机的进一步发展，迫切需要研究热和功的关系，对蒸汽机“出力”作出理论上的分析，所以热与机械功的相互转化得到了广泛的研究 [2]  。

埃瓦特（Peter Ewart，1767—1842）对煤的燃烧所产生的热量和由此提供的“机械动力”之间的关系作了研究，建立了定量联系。

丹麦工程师和物理学家柯尔丁（L.Colding，1815—1888）对热、功之间的关系也作过研究。他从事过摩擦生热的实验，1843年

401.04.20.01

PHM102 X 1200 SKE AOL06

E001 122

ZK2020-3334-0020

KI16-D 101302

KIL16-D 101371

11BG0610A230

1022070

09 330062772

573/27E

bernstein 6086117017

JSNY7M

9330062672

D-satz/Seal kit PI 2005-2011 NBR Nr.77550213

600 8M-HP 20

T5508W-SA-M

MS3V 1-5BS

MK 55 F/14.28，NO:0780920/00

对他的论文签署了如下的批语 “柯尔丁的这篇论文的主要思想是由于摩擦、阻力、压力等造成的机械作用的损失，引起了物体内部的如热、电以及类似的动作，它们皆与损失的力成正比。”

的在更早就从化学的研究得到了能量转化与守恒的思想。他原是瑞士人，3岁时国，当过医生，在彼得堡执教，他以热化学研究著称。

1836年赫斯向报告：“经过连续的研究，我确信，不管用什么方式完成化合，由此发出的热总是恒定的，这个原理是如此之明显，以至于如果我不认为已经被证明，也可以不加思索就认为它是一条公理。”

于1840年3月27日在一次科学院演讲中提出了一个普遍的表述：“当组成任何一种化学化合物时，往往会同时放出热量，这热量不取决于化合是直接进行还是经过几道反应间接进行。”以后他把这条定律广泛应用于他的热化学研究中。

赫斯的这一发现次反映了热力学定律的基本原理；热和功的总量与过程途径无关，只决定于体系的始末状态。体现了系统的内能的基本性质——与过程无关。赫斯的定律不仅反映守恒的思想，也包括了“力”的转变思想。至此，能量转化与守恒定律已初步形成。

其实法国工程师（Sadi Carnot，1796—1832）早在1830年就已确立了功热相当的思想，他在笔记中写道：“热不是别的什么东西，而是动力，或者可以说，它是改变了形式的运动，它是（物体中粒子的）一种运动（的形式）。当物体的粒子的动力消失时，必定同时有热产生，其量与粒子消失的动力精确地成正比。相反地，如果热损失了，必定有动力产生。”

“因此人们可以得出一个普遍命题：在自然界中存在的动力，在量上是不变的。准确地说，它既不会创生也不会消灭；实际上，它只改变了它的形式。”

卡诺未作推导而基本上正确地给出了热功当量的数值：370千克米/千卡。由于卡诺过早地

1011305-2

PPA-25m6

part no. 425-038-1

210200-01

2214030070 REMOVABLE TAPERED HUB DIA 20

221210018

SPGA12SNNNN000

3842516073

UT018JCPGN

48-TX-50

2.168.020

TKW-50-5

RHR-14

61561600

503.19.2222 ( assembled of 235.19.22 + 235.19.22 + 236.19)

3150-2060-02U20

AM1/AP-2A;Nachfolger von PM1/AP-2A

PSM-KA9SUB9/BB/0,5METER Nr.2708520

SKP3-2-SSP3/S90 NO.8008685

7000-12341-6341000

去，他的弟弟虽看过他的遗稿，却不理解这一原理的意义，直到1878年，才公开发表了这部遗稿。这时，热力学定律早已建立了。

对能量转化与守恒定律作出明确叙述的，首先要提到三位科学家。他们是德国的迈尔（RobertMayer，1814—1878）、赫姆霍兹（Hermann von Helmholtz，1821—1894）和英国的焦耳。

迈尔是一位医生。在一次驶往印度尼西亚的航行中 ，迈尔作为随船医生，在给生病的船员放血时，得到了重要启示，发现静脉血不像生活在温带国家中的人那样颜色暗淡，而是像动脉血那样新鲜。当地医生告诉他，这种现象在辽阔的热带地区是到处可见的。他还听到海员们说，暴风雨时海水比较热。这些现象引起了迈尔的沉思。他想到，食物中含有化学能，它像机械能一样可以转化为热。在热带高温情况下，机体只需要吸收食物中较少的热量，所以机体中食物的燃烧过程减弱了，因此静脉血中留下了较多的氧。他已认识到生物体内能量的输入和输出是平衡的。迈尔在1842年发表的题为《热的力学的几点说明》中，宣布了热和机械能的相当性和可转换性，他的推理如下 ：

“力是原因：因此，我们可以全面运用这样一条原则来看待它们，即‘因等于果’。设因c有果e，则c=e；反之，设e为另一果f之因，则有e=f等等，c=e=f=…=c在一串因果之中，某一项或某一项的某一部分绝不会化为乌有，这从方程式的性质就可明显看出。这是所有原因的个特性，我们称之为不灭性。”

接着迈尔用反证法，证明守恒性（不灭性）：

“如果给定的原因c产生了等于其自身的结果e，则此行为必将停止；c变为e；若在产生e后，c仍保留全部或一部分，则必有进一步的结果，相当于留下的原因c的全部结果将>e，于是就将与前提c=e矛盾。”“相应的，由于c变为e，e变为f等等，我们必须把这些不同的值看成是同一客体出现时所呈的不同形式。这种呈现不同形式的能力是所有原因的第二种基本特性。把这两种特性放在一起我们可以说，原因（在量上）是不灭的，而（在质上）是可转化的客体。”

迈尔的结论是：“因此力（即能量）是不灭的、可转化的、不可秤量的客体。”

迈尔这种推论方法显然过于笼统，难以令人信服，但他关于能量转化与守恒的叙述是的完整表达。

迈尔在1845年发表了第二篇论文： 《有机运动及其与新陈代谢的联系》，该文更系统地阐明能量的转化与守恒的思想。他明确

9300160232

03090-2410

03090-2410 Form B.

1500402

CAV 24 X29,sehen sie bitte das bild im anfrage

VS-PPC-C1-RJ45-MNNA-PG9-4Q5 1608100

TA80B10B002P01

SGE-A21-D02-048

BKL 003 10H7-10H7-25-32

CCA152CV1

100 22x47

KL9080

HA010202

FORM 9010 50x25x150 Nr. 100026

5954115.001

CFED26010

指出：“无不能生有，有不能变无”，“在死的和活的自然界中，这个力（按：即能量）永远处于循环转化的过程之中。任何地方，没有一个过程不是力的形式变化！”他主张：“热是一种力，它可以转变为机械效应。”论文中还具体地论述了热和功的联系，推出了气体定压比热和定容比热之差Cp－Cv等于定压膨胀功R的关系式。我们称Cp－Cv=nR为迈尔公式。 [1] 

接着迈尔又根据狄拉洛希（Delaroche）和贝拉尔德（Berard）以及杜隆（Dulong）气体比热的实验数据Cp=0.267卡/克·度、 Cv=0.188卡/克·度计算出热功。

计算过程如下：

在定压下使1厘米3空气加热温升1度所需的热量为：Qp=mcpΔt=0.000347卡（取空气密度ρ=0.0013克/厘米3）。相应地，在定容下加热同量空气温升 1度消耗的热Qv=0.000244卡。二者的热量差Qp－Qv=0.000103卡。另一方面，温度升高1度等压膨胀时体积增大为原体积的1/274倍；气体对外作的功，可以使1.033千克的水银柱升高1/274厘米。即功=1.033×1/27400 =3.78×10-5千克·米。于是迈尔得出热功当量为

J=A/(Qp－Qv)=3.78×10-5/1.03×10-7=367千克·米/千卡。

或3597焦耳/千卡，21世纪初的精确值为4187焦耳/千卡。

迈尔还具体地考察了另外几种不同形式的力。他以起电机为例说明了“机械效应向电的转化。”他认为：“下落的力”（即重力势能）可以用“重量和（下落）高度的乘积来量度。”“与下落的力转变为运动或者运动转变为下落的力无关，这个力或机械效应始终是不变的常量。”

迈尔个在科学史中将热力

14.5163-25
14.5163-22
14.5163-24
14.5163-21
Flansch ID:201437-01
EC505-4
FLZ520(0-60℃ )
370050
103202062
10 320 2062
SIL-ASDB09SB-8(Anschlu?kabel seriell 2xDSUB9, LIYCY 0,14 Stecker/Buchse 1:1, 8m)
19L40X52X10-2 L 40 X 52 X 10
3842328996
10340017
352707-10
0080 MU 010 P 610087
9300240304
GLJ195CNS
PIK 15/ 15 S

学观点用于研究有机世界中的现象，他考察了有机物的生命活动过程中的物理化学转变，确信“生命力”理论是荒诞无稽的。他证明生命过程无所谓“生命力”，而是一种化学过程，是由于吸收了氧和食物，转化为热。这样迈尔就将植物和动物的生命活动，从唯物主义的立场，看成是能的各种形式的转变。

1848年迈尔发表了《天体力学》一书，书中解释陨石的发光是由于在大气中损失了动能。他还应用能量守恒原理解释了潮汐的涨落。迈尔虽然个完整地提出了能量转化与守恒原理，但是在他的著作发表的几年内，不仅没有得到人们的重视，反而受到了一些著名物理学家的反对。由于他的思想不合当时流行的观念，还受到人们的诽谤和讥笑，使他在精神上受到很大刺激，曾一度关进精神病院，倍受折磨。

从多方面论证能量转化与守恒定律的是德国的海曼·赫姆霍兹。他曾在著名的生理学家缪勒（Johannes Müller）的实验室里工作过多年，研究过“动物热。”他深信所有的生命现象都必得服从物理与化学规律。他早年在数学上有过良好的训练，同时又很熟悉力学的成就，读过牛顿、达朗贝尔、拉格朗日等人的著作，对拉格朗日的分析力学有深刻印象。他的父亲是一位哲学教授，和著名哲学家费赫特（Fichte）是好朋友。海曼·赫姆霍兹接受了前辈的影响，成了康德哲学的信徒，把自然界Rigid panels
MICROTHERMPANEL-1000RMICROTHERM  PANEL-1000R HYMICROTHERMP PANEL-1200MICROTHERM  SLIM&LIGHTFlexible panels
STEELFLEXR-1000STEELFLEX8-1100STEELFLEX -1200
MICROTHERMR SEMI-OVERSTITCHED100ORMICROTHERM SEMI-OVERSTITCHED-1000R HYMICROTHERM SEMI-OVERSTITCHED-1200MICROTHERMSEMI-QUILTED-100OR
MICROTHERMR SEMI-QUILTED-100OR HYMICROTHERM SEMI-QUILTED-1200MICROTHERM SLATTED-100ORMICROTHERMR SLATTED-1000R HYMICROTHERMP FLOPPY
MICROTHERM OVERSTITCHED-100ORMICROTHEFM OVERSTITCHED-100OR HYMICROTHERMR OVERSTITCHED-1200MICROTHERM QUILTED-1000RMICROTHERMP QUILTED-1000R HYMICROTHERM QUILTED-1200SLIMFLEXO
PROMAGUARD@AEROGUARD -128AEROGUARD@-160AEROGUARD@-190AEROGUARD0-220Board productsPROMALIGHT R-1000xPROMALIGHT 3-100ORPROMALIGHTR-1200PROMALIGHT -100OX MPROMALIGHT R-1000R MPROMALIGHT R-1200 MPourable productsFREEFLOwe
Mouldable products
MICROTHERM MPS (Moulded Pipe Section)大统一当作自己的信条。他认为如果自然界的“力”（即能量）是守恒的，则所有的 “力” 都应和机械 “力” 具有相同的量纲， 并可还原为机械 “力”。1847年，26岁的赫姆霍兹写成了著名论文《力的守恒》，充分论述了这一命题 。这篇论文是1847年7月23日在柏林物理学会会议上的报告，由于被认为是思辨性、缺乏实验研究成果的一般论文，没有在当时有国际声望的《物理学年鉴》上发表，而是以小册子的形式单独印行的。