永动机概念的改进
过程
19世纪中叶，能量守恒定律的发现是自然科学中一个非常重要的定律。人类逐渐积累自然科学规律到一定程度是必然的事件。然而，结果仍然是曲折的，艰难的，激动人心的。理解能量守恒定律的发现过程，是用来理解自然科学发展的积累和形成的理论。本文简要介绍了能量守恒定律的发现过程。
为发现能量守恒定律做准备
能量守恒定律，机械能和热能定律。不用说，发现对机械和热能有更深的研究。现在我们来介绍这两个方面。
活力和辩论
一个人的力量笛卡尔(笛卡尔，第1596-1650号)在《哲学》一书中讨论了碰撞问题，并在1644中引入了测量运动动量的概念。在1687年，牛顿(ISAC·牛顿，1642-1727)批评了笛卡尔·莱布尼茨(戈特弗里德·威廉·莱布尼茨，1646-1765438+)在他的《自然哲学，动量的变化测量力。牛顿测力的动量也叫一个人的力量。莱布尼茨声称只有1669惠更斯的结论是一致的，“两个物体的碰撞问题相互碰撞，碰撞前后其乘积质量和速度的平方和不变。”笛卡尔和莱布尼茨，自莱布尼茨以来形成的两大学派，引起了争议。这场争论持续了近半个世纪，许多学者参与了争论。直到1743年，法国学者达朗贝尔(Jean ROND D'Alembert，1717-1783)在他的《动态》中说“促成这一措施，并用它来给予接受者”。“在这里，达朗贝尔揭示了生存力是距离力的度量，动量是角色的度量。争论最终解决了。作为力学长期生命力的一种形式机制，被普遍接受。
生命力力学收了，童立不理解。直到1807年，英国学者托马斯·杨(托马斯·杨，1773，5，10-1829，5，10)引入能量，以及1831年，法国学者科里奥利(古斯塔夫。引入力作用的概念，在生命力前面加一个因子1/2，称为动能，由下式给出的积分功率和动能联系起来。
方程F = 1/2MV2表示作用在物体上的力的动能。这就是机械能守恒的本质。/& gt；温度计的发明涉及到来自制造商的热温度计的潜热的精确理论。伽利略伽利莱(Galileo galilei，1564-1642)从17世纪开始在意大利制作温度计。但由于温标不方便，后人很少使用。
早期实用的温标德国物理学家沃伦·海(，1686-1736)从1714开始采用水银温度计，并不断加以改进，直到1717才广泛建立了所谓的华氏温标。直到沃伦海去世，科学家才正式确定了华氏温标:水的沸点是212度，32度，水的冰点。因此，这类要求尽量使通常的温度避免负值。
相机耳休斯是瑞典天文学家相机耳休斯(安德斯·摄尔修斯，1701-1744)于1742年至1743年间发明的。水在标准状态下的冻结温度是摄氏100度。国际度量衡大会于1948年成为国际标准。
本发明温度计准确编制的必要条件可用于测量各种物质在不同条件下的温度变化。最早的温度和热量是这个温度下的热量。
在50年的18世纪，英国科学家约瑟夫·布雷克(1728-1799)将冰与172°F相同重量的水混合，发现平均温度为102°F，但在32°F时
布莱克的结论:冰融化时需要吸收大量的热量，热量会把冰变成水，但不会导致温度上升。他还猜测融化的冰吸收的热量是肯定的。为了弄清楚这个问题，他做了实验，反过来，观察水在凝固过程中也释放了一定的热量。4℃的过冷振荡确实是部分冷却水冻结的温升。过冷水完全凝固后，温度上升到0℃，进入冰水。结果表明，固化水中释放的热量。布莱克在各种物质的实验中发现大量的生物状态变化(熔化、凝固、汽化、凝结)都有这种效应。他用一个装满酒精的玻璃容器，吸出空气的玻璃容器里的酒精挥发很快，这是玻璃幕墙外面很多小液滴凝结的结果。液体(酒精)显示其蒸发并吸收大量热玻璃罩，从而冷却了前外壁上的水滴凝结。
布莱克需要的热量是用一种非常简单直观的方法测出来的。他用稳定的火在0℃烧一公斤水，使水沸腾，然后继续烧火，直到水完全蒸发。实测沸水从0℃水沸腾燃烧所需时间的4.5倍，表明热量比为100:450。当然，这是一个非常粗糙的实验。测量值是多少？误差很大，现在确定比例是100:539。同样用类似方法测得的黑色，需要一定量的冰融化，等于加热77.8℃所需的热量，当加热同样重量的水到140°F加热时，这个值有些小，143°F(相当于80°C)，但在当时，这个测量结果是来之不易的正确值。
基于这些实验事实，布莱克在1760中开始认识到热和温度是两个不同的概念，然后在1761中，他引入了“潜热”的概念。
随后，法国科学家拉瓦锡(Antoine Laurent de lavoisier，1743-1794)和拉普拉斯(Pierre Simom Laplace，1749-1827)在1780的合作下进行了正确的测量。1822年，法国学者傅立叶(Jean-batiste Joseph Fourier，1768至1830)发表了他多年来对热分析理论的总结。
热力学发明
从远古时代起，人类就意识到热是由机械运动产生的。在东方和西方，都有古老的火钻取火的记载，这是机械运动转化为热能的早期实践。但谁也没有想到，几千年来，它已经定量地转化为机械能和热能。直到美国人兰福德(拉姆福德·本杰明·汤普森编号，1753-1814)在1798年的慕尼黑指出，当boring drilling制造出一个青铜毛坯的桶和一个像火一样热的金属毛坯时，必须继续用水冷却。兰福德注意到，作为一个钻孔钻，只要它不停止加热金属，如果热量转移到原来的金属，脚就可以融化它。兰福德的结论是，无聊的机械运动转化为热能，所以热是运动的一种形式，而不是之前认为的物质。兰福德还试图计算一定热量产生的机械能。第一个朗格福德就是我们现在所说的热的机械当量。但是他的价值太高了。半个世纪后的今天，焦耳提供了正确的数值。
说到热能转化为机械能，最早要提到的是亚历山大英雄(亚历山大英雄，约公元62年前)的蒸汽机的发明。本发明是连接到上述两部分的管道。当球中的水沸腾时，蒸汽通过管道喷出，球快速旋转。这是第一台蒸汽机。但之后并没有实际的仪式和广播。
1712年，托马斯·纽科门(托马斯·纽科门，1663-1729)发明了大气蒸汽机。这种机器有一个汽缸和一个活塞。当它工作时，第一个进入气缸。当汽缸停止时，汽缸内的蒸汽和水蒸气会迅速降低汽缸内的压力，从而将水吸上来。然后蒸汽进入汽缸，在下一个循环中。第一台蒸汽机，大约每分钟10次，可以自动工作。矿井抽水极大地方便了工作。不仅英国、德国、法国可以用。
w(詹姆斯·瓦特，1736-1819)，18世纪的蒸汽机有一半得到了改进。最重要的改进之一是本发明冷凝器的蒸汽机效率大大提高，本发明离心调速器允许的蒸汽机转速可以自由控制。瓦特蒸汽机的改进在实际工业中得到广泛应用。
永动机是不可能的。
永动机的概念起源于印度，在12世纪被带到欧洲。
据记载，它被称为欧洲第一台也是最著名的永动机，设计亨内平考(Villand de Honnecourt)，在13世纪。如图，轮子转动的中心轴，轮子12的边缘安装有可移动的短杆，每根杆的短端装有铁球。
随后，永动机的研究和发明层出不穷。虽然很多学者指出永动机是不可能的，但是对永动机的研究却是此起彼伏。
文艺复兴时期，伟大的意大利学者达芬奇(Leonardo da Vinci，1452-1519)是很多能源研究的永动机。难能可贵的是，他最终得出了永动机不可能的结论。
与达芬奇同时代的人名叫卡丁意大利(杰罗姆·卡丁，1501-1576)，他作为著名的永动机最早指出三次方程的根是不可能求解的。
永动机是不可能的，还应该提到荷兰物理学家史蒂文(Simon Steven，1548 1620)。在16世纪之前，它只会处理平行系统的力的协同和平衡，一个强制分解的平行系统的力会汇聚成系统的力和平衡，不会被处理。为了解决这个问题，他解决了三个交点和力的平衡。通过一个巧妙的陈述解决了这个问题。如果你有一个均匀的链条ABC放在一个不对称的楔形立柱上(无摩擦)，如图所示。在这种情况下，在链条中，两个接触面的反作用力和它们自身的重力。只是三个交叉的力。链条不会滑向一边或另一边？如果有，一边？斯蒂芬想象天空被封闭在CDA链的底部，如图所示的楔形地毯最终解决了这个问题。悬挂在链条的底部是平衡的，悬挂着链条的上部。四蹄说:“如果你觉得链条不平衡，是楔形的，我可以造一个永动机。”事实上，如果链条滑动，那么你必须推出一个封闭的链条，它将一直向下滑动。这显然是荒谬的，答案一定是链条不动。因此，他列出了三个力的平衡条件。他觉得这被证明是非常微妙的。在图2的扉页上，他的书《数学备忘录》(Mathematical Hypomnemata)受到同事们的推崇，他的墓碑上刻着意大利。融合系统力量平衡问题的解决也标志着成熟。
对永动机的理解不能受某些国家永动机的限制。早在1775，法国科学院就决定不发表永动机通讯。1917年，美国专利局决定不受理永动机的专利申请。
据英国专利局的F. Charlesworth介绍:“英国最早的永动机专利是在1635、1617和1903之间，英国专利局收到的永动机专利申请约600件，还不包括美国的利用重力原理的永动机专利申请。
堡垒发现和遭遇
在以往的科学研究和机械能的测量与保护的基础上，大量的实践表明，其他的永动机是不可能通过热能、机械能、热能的相互转化来宣布能量守恒定律的发现的。逐渐成熟。所以迈耶发现的最早的开端。
迈耶(Julius robert maillet，1814-1878)是德国物理学家。大学医学院，但他不喜欢当医生。他以前是船上的医生，工作相对自由。
在西方，从公元4世纪开始，大量进行放血治疗。一次是关于放掉12-13盎司(约340-370克，尽可能一杯)的血，还有的是在患者感到头晕的当天一直在流血。这种疗法是基于古代西方所谓“液”论的病理学，认为人体内液体过多或不足，如血、痰、胆汁等，这些液体就会致病。放血的作用是测量多余液体的排除。西方中世纪的富人，尤其是那些贵族精英、绅士，也是一年一次的定期放血，一般都是在春季互相放血。放血的另一个作用是让女人更好看，西方审美，都是白的，但不会害羞脸红。西方老奶奶经常流血。迈耶作为一名医生，不用多说，经常用放血疗法来给人治病。
关于1840航行到爪哇岛，他思考动物体温的问题，对泗水的物理感兴趣。当他给一些生病的水手放血时，他发现静脉血液是明亮的。首先，他误以为是动脉搭错了。所以，他认为，血液更红，不像在温带，热带地区的身体需要更多的氧气燃烧来保持体温。这种现象说明迈耶想要的是身体将食物转化为热量的事实和身体的功能，并由此得出热量和功可以相互转化的结论。
他还指出，很多人在永动机实验中失败，给他们的童年留下了深刻的影响。他猜想这些机械工作不可能不生产”。
第一次提到是在9月12，1841写信给热的机械当量，一个朋友。他说:“我可以用数学上的可靠性来解释理论，但解决以下问题仍然非常重要:一个重物(例如100磅)必须举在地上多高，才能进行如此高度的身体活动，并且重运动量正好等于一磅，将冰变成0℃的水进行加热。
1842年，福特写了一篇文章，把对无机世界中的力量的看法发给了《医化志》主编尤斯图斯·冯·李比希(尤斯图斯·冯·李比希，1803-1873)。德国化学家尤斯图斯·冯·李比希立即答应使用这篇文章。在这篇文章中，热的第一个标志机械当量说:“研究发现，体重从大约365米或更高的地方下降。他的文章发表了。
迈耶是1842年5月热实验的第一批学者之一。1842年5月，他用马拉的机械设备搅拌釜浆，比较了马浆提高热的机械当量温度所做的功的值。他的实验比焦耳后来的实验粗糙，但他深刻体会到了这个问题，意义重大，也是能量守恒定律的第一句话。1842结尾写给朋友的信，他说:“我意识到了定律的绝对真理，这是相反的证据:这是一个公认的科学真理:永动机的设计在理论上是绝对不可能的(也就是说，即使人们不考虑力学上的困难，如摩擦等，，他们无法成功设计创意)。而我所有的陈述，都可以从这个原理不纯粹的结论中得出。如果有人拒绝我的定理，那么我可以立即建立永动机。”纸
迈耶没有引起社会关注。为了弥补第一篇论文的不足，他又写了第二篇论文，被忽略，没有被采纳。他认为太阳是地球上所有生命和非生命保险的最终来源。
随后，亥姆霍兹和焦耳的论文相继发表，这将是亥姆霍兹和焦耳能量守恒定理的发明者。他早期系统的论文不仅否定了它，还引来了很多攻击文章。此外，在1848中，他对两个孩子是双重打击，因为他的哥哥参与了革命活动。1849年，迈耶从三楼来到精神病院，在那里她变成了重度残疾，后来被诊断为精神分裂症，在那里医生认为他经常谈论新发现，这是一个自大狂的精神病症状。
1858亥姆霍兹读了迈耶的1852论文，早在他的论文《广州上的堡垒》中就承认了这一点。克劳修斯也认为迈耶是守恒定律的发现者。克劳修斯，说实话，英国声乐家廷德尔(John Tindal，1820-1893)，直到1862年，他的成就得到了社会的认可，是因为廷德尔在伦敦皇家学会的工作。1860年，迈耶的早期论文被翻译成英文，并发表了。1870年，迈耶当选为巴黎科学院通讯委员，庞斯列被授予庞斯列奖。胡梅尔的命运已经大大改善。
3亥姆霍兹和焦耳工作
亥姆霍兹在他的“武力保护，
亥姆霍兹(hermann von helmholtz，1821-1894)出生于一个德国家庭教师家庭。高中毕业8年后，他获得了公共基金，进入柏林皇家医学科学院。亥姆霍兹在1842获得博士学位。1845年，他参加了在柏林举行的青年学者。之后经常参加协会的活动物理研究所。除了医疗，他还研究他感兴趣的所有问题。
在1847做了一个著名的报告，题目是《论物理研究所的电源保护》。报告，他的文章《物理学编年史》，出乎意料地遭到同样的命运，六年前，迈耶编辑的手稿，编辑认为，没有实验事实，因而拒绝发表。他后来为另一个著名的出版商出版了一本小册子。文章最后说，1843焦耳的实验一模一样，很快就会被称为“自然界最高最重要的原理”。短短几年，也因为著名的出版商，他和梅耶尔的命运完全不同。后来，英国学者开尔文的年轻能量概念，“势能”，而不是“弹性”，“动能”，而不是“活力”，在过去的200年里继续被改变。
亥姆霍兹值得关注组织的作用。他发挥了德国科学家的发展。1870年，他的老师马格努斯(Heinrich Gustav MAGNUS，1802-1870)，德国物理研究所第一任所长去世。或者亥姆霍兹副教授作为主任的继任者。时间远远落后于英法德的科研水平。普法战争临近结束，大量索赔来自法国、德国，德国经济状况好转。亥姆霍兹投资300万马克建立一个新机构。经过五年的努力，一个新的研究所成立了。该所后来吸引了一大批优秀的青年学者，他们的研究课题与工业发展密切相关，后来形成了一个良好的传统，德国科研。德国企业家、研究所发明人西门子(William Siemens，1823-1883)和柏林物理学会成员的第一批支持者亥姆霍兹是老朋友。亥姆霍兹需要十年，就像德国物理学会那样。德国物理学界素有“总理”之称。
焦耳相当于机械热实验。
j(詹姆斯·斯科特·焦耳，1818-1889)是一个英国富豪啤酒商的儿子。他的经济状况可以让他做一辈子的研究。焦耳从小就患有脊柱损伤，他能读懂他的思想，他的父亲为他提供了一个家庭实验室。1835年，他遇到了曼彻斯特大学教授道尔顿。焦耳成功后，主要是自学。焦耳的数学知识很少，他的研究主要靠测量。1840中，他被指控为售票员。经过多次测量，发现电能可以转化为热能，达到了导电体电阻的电流所产生的热量作用下的强度的平方与时间之和成正比的规律。在光伏热中写一篇关于这种方法的文档。
后来，焦耳继续探索节能减排与转化之间各种运动形式的关系。1843年发表论文《论电解热液》和《电磁和热机值的热效应》。特别是最后一次焦耳英国会议宣布:“自然不能被破坏，机械能消耗总是变得相当热，热只是能量的一种形式。”
此后，焦耳一直在不断改进，以提高测量精度。最后得到一个叫做“热的机械当量”的物理常数，然后测得焦耳值为423.9kg·m/kcal。这个常数的值是418.4。国际单位制中焦耳热的单位，1卡= 4.184焦耳。摘要
只有当电和能量的概念变得清晰的时候，热才能同时被分辨出来，它们才能精确地测量温度，只有热机的实际人熟悉了大量永动机的故障情况，发现能量守恒定律的条件才成熟。
即便如此，人们对预见的理解还是相对缓慢的。迈耶的遭遇说明了这一点。
重要能量守恒定律
能量守恒定律仍然是力学和整个自然科学的定律。但还是会发展。1905年，爱因斯坦(Einstein，1879-1955)发表了一篇著名的论文，阐述了狭义相对论中“质量和能量守恒定律揭示了光的产生和转化”的启发性观点，认为在孤立系统中，相对论动能的所有粒子都保持不变，相互作用过程中剩余的能量称为质量和能量守恒定律。