Хронология термодинамики

Для проверки этой статьи нужны дополнительные цитаты . Помогите улучшить эту статью , добавив ссылки на надежные источники . Материалы без ссылок могут быть оспорены и удалены. Найти источники:  "Хронология термодинамики" – новости  · газеты  · книги  · ученый  · JSTOR ( август 2010 г. ) ( Узнайте, как и когда удалять это сообщение )

Термодинамика
Классическая тепловая машина Карно
Филиалы Классическая Статистический Химический Quantum thermodynamics Equilibrium / Non-equilibrium
Laws Zeroth First Second Third
Systems Closed system Open system Isolated system State Equation of state Ideal gas Real gas State of matter Phase (matter) Equilibrium Control volume Instruments Processes Isobaric Isochoric Isothermal Adiabatic Isentropic Isenthalpic Quasistatic Polytropic Free expansion Reversibility Irreversibility Endoreversibility Cycles Heat engines Heat pumps Thermal efficiency
System properties Note: Conjugate variables in italics Property diagrams Intensive and extensive properties Process functions Work Heat Functions of state Temperature / Entropy (introduction) Pressure / Volume Chemical potential / Particle number Vapor quality Reduced properties
Material properties Property databases Specific heat capacity  ${\displaystyle c=}$ ${\displaystyle T}$ ${\displaystyle \partial S}$ ${\displaystyle N}$ ${\displaystyle \partial T}$ Compressibility  ${\displaystyle \beta =-}$ ${\displaystyle 1}$ ${\displaystyle \partial V}$ ${\displaystyle V}$ ${\displaystyle \partial p}$ Thermal expansion  ${\displaystyle \alpha =}$ ${\displaystyle 1}$ ${\displaystyle \partial V}$ ${\displaystyle V}$ ${\displaystyle \partial T}$
Equations Carnot's theorem Clausius theorem Fundamental relation Ideal gas law Maxwell relations Onsager reciprocal relations Bridgman's equations Table of thermodynamic equations
Potentials Free energy Free entropy Internal energy ${\displaystyle U(S,V)}$ Enthalpy ${\displaystyle H(S,p)=U+pV}$ Helmholtz free energy ${\displaystyle A(T,V)=U-TS}$ Gibbs free energy ${\displaystyle G(T,p)=H-TS}$
History Culture History General Entropy Gas laws "Perpetual motion" machines Philosophy Entropy and time Entropy and life Brownian ratchet Maxwell's demon Heat death paradox Loschmidt's paradox Synergetics Theories Caloric theory Vis viva ("living force") Mechanical equivalent of heat Motive power Key publications An Inquiry Concerning the Source ... Friction On the Equilibrium of Heterogeneous Substances Reflections on the Motive Power of Fire Timelines Thermodynamics Heat engines Art Education Maxwell's thermodynamic surface Entropy as energy dispersal
Scientists Bernoulli Boltzmann Bridgman Carathéodory Carnot Clapeyron Clausius de Donder Duhem Gibbs von Helmholtz Joule Kelvin Lewis Massieu Maxwell von Mayer Nernst Onsager Planck Rankine Smeaton Stahl Tait Thompson van der Waals Waterston
Other Nucleation Self-assembly Self-organization Order and disorder
Category
v t e

Хронология событий в истории термодинамики .​

• 1593 – Галилео Галилей изобретает один из первых термоскопов , также известный как термометр Галилея ^[1]
• 1650 – Отто фон Герике строит первый вакуумный насос
• 1660 – Роберт Бойль экспериментально открывает закон Бойля , связывающий давление и объем газа (опубликовано в 1662 году) ^[2]
• 1665 – Роберт Гук опубликовал свою книгу «Микрография », в которой содержалось утверждение: «Тепло есть не что иное, как очень быстрое и сильное возбуждение частей тела». ^{[3] [4]}
• 1667 – Дж. Дж. Бехер в своей книге Physica subterranea ^[5] выдвигает теорию горения с участием горючей земли (см. Теория флогистона ).
• 1676–1689 – Готфрид Лейбниц разрабатывает концепцию vis viva , ограниченную версию закона сохранения энергии.
• 1679 – Дени Папен сконструировал паровой котел , который послужил толчком к созданию поршневого парового двигателя.
• 1694–1734 – Георг Эрнст Шталь называет горючую землю Бехера флогистоном и развивает теорию
• 1698 – Томас Савери патентует раннюю паровую машину ^[6]
• 1702 – Гийом Амонтон вводит концепцию абсолютного нуля , основанную на наблюдениях за газами.
• 1738 – Даниил Бернулли публикует «Гидродинамику» , положив начало кинетической теории.
• 1749 – Эмили дю Шатле в своем французском переводе и комментарии к «Математическим началам естественной философии» Ньютона выводит закон сохранения энергии из первых принципов ньютоновской механики.
• 1761 – Джозеф Блэк открывает, что лед поглощает тепло, не меняя своей температуры при таянии.
• 1772 – ученик Блэка Дэниел Резерфорд открывает азот , ^{[7] [8]} который он называет флогистонным воздухом , и вместе они объясняют результаты с точки зрения теории флогистона.
• 1776 – Джон Смитон публикует статью об экспериментах, связанных с мощностью , работой , импульсом и кинетической энергией , подтверждающую закон сохранения энергии.
• 1777 – Карл Вильгельм Шееле различает передачу тепла путем теплового излучения , конвекции и теплопроводности.
• 1783 – Антуан Лавуазье открывает кислород и разрабатывает объяснение горения; в своей работе «Размышления о флогистике» он осуждает теорию флогистона и предлагает теорию теплорода.
• 1784 – Ян Ингенхауз описывает броуновское движение частиц угля в воде.
• 1791 – Пьер Прево показывает, что все тела излучают тепло, независимо от того, насколько они горячие или холодные ^[9]
• 1798 г. – Граф Рамфорд ( Бенджамин Томпсон ) публикует свою работу «Экспериментальное исследование источника тепла, возбуждаемого трением», в которой подробно излагаются измерения тепла трения , выделяемого в сверлильных пушках , и развивается идея о том, что тепло является формой кинетической энергии ; его измерения не согласуются с теорией теплорода, но при этом они достаточно неточны, чтобы оставлять место для сомнений.

• 1802 – Жозеф Луи Гей-Люссак публикует закон Шарля , открытый (но неопубликованный) Жаком Шарлем около 1787 года; он показывает зависимость между температурой и объемом. Гей-Люссак также формулирует закон, связывающий температуру с давлением (закон давления, или закон Гей-Люссака )
• 1804 г. – Сэр Джон Лесли замечает, что матовая черная поверхность излучает тепло более эффективно, чем полированная поверхность, что указывает на важность излучения черного тела.
• 1805 – Уильям Хайд Волластон защищает сохранение энергии в труде «О силе удара».
• 1808 – Джон Дальтон защищает теорию теплорода в «Новой системе химии» и описывает, как она взаимодействует с веществом, особенно с газами ; он предполагает, что теплоемкость газов обратно пропорциональна атомному весу.
• 1810 – Сэр Джон Лесли искусственно замораживает воду, превращая ее в лед.
• 1813 г. – Питер Эварт поддерживает идею сохранения энергии в своей статье «О мере движущей силы» ; статья оказывает сильное влияние на Дальтона и его ученика Джеймса Джоуля.
• 1819 – Пьер Луи Дюлонг и Алексис Терез Пети выводят закон Дюлонга-Пти для удельной теплоемкости кристалла .
• 1820 – Джон Герапат развивает некоторые идеи в кинетической теории газов, но ошибочно связывает температуру с молекулярным импульсом , а не с кинетической энергией ; его работа привлекает мало внимания, за исключением Джоуля.
• 1822 - Жозеф Фурье официально вводит использование размеров для физических величин в своей «Аналитической теории де ла Шалёр».
• 1822 – Марк Сеген пишет Джону Гершелю, поддерживая закон сохранения энергии и кинетическую теорию.
• 1824 – Сади Карно анализирует эффективность паровых двигателей , используя теорию теплорода ; он развивает понятие обратимого процесса и, постулируя, что ничего подобного в природе не существует, закладывает основу второго закона термодинамики и кладет начало науке термодинамики.
• 1827 – Роберт Браун открывает броуновское движение частиц пыльцы и красителя в воде ^[10]
• 1831 – Маседонио Меллони демонстрирует, что излучение черного тела может отражаться , преломляться и поляризоваться так же, как свет.
• 1834 – Эмиль Клапейрон популяризирует работу Карно с помощью графической и аналитической формулировки. Он также объединил закон Бойля , закон Шарля и закон Гей-Люссака , чтобы создать объединенный газовый закон . PV/T = k ^[11]
• 1841 – Юлиус Роберт фон Майер , ученый- любитель , пишет статью о сохранении энергии, но отсутствие у него академической подготовки приводит к ее отклонению.
• 1842 – Майер устанавливает связь между работой, теплом и человеческим метаболизмом на основе своих наблюдений за кровью, проведенных им в бытность судовым врачом; он вычисляет механический эквивалент тепла.
• 1842 – Уильям Роберт Гроув демонстрирует термическую диссоциацию молекул на составляющие их атомы, показывая, что пар может быть разложен на кислород и водород, а также обратный процесс
• 1843 – Джон Джеймс Уотерстон полностью излагает кинетическую теорию газов ^[12], но, по словам Д. Левермора, «нет никаких доказательств того, что какой-либо ученый-физик прочитал эту книгу; возможно, ее пропустили из-за вводящего в заблуждение названия «Мысли о психических функциях» ^{[13] .}
• 1843 – Джеймс Джоуль экспериментально находит механический эквивалент тепла ^[14]
• 1845 – Анри Виктор Реньо добавил закон Авогадро к объединенному закону газа, чтобы получить закон идеального газа . PV = nRT
• 1846 – Гроув публикует изложение общей теории сохранения энергии в работе « О корреляции физических сил» ^[15]
• 1847 – Герман фон Гельмгольц публикует окончательное утверждение о сохранении энергии, первый закон термодинамики ^[16]

• 1848 – Уильям Томсон распространяет концепцию абсолютного нуля с газов на все вещества.
• 1849 – Уильям Джон Маккуорн Ренкин вычисляет правильную связь между давлением насыщенного пара и температурой, используя свою гипотезу молекулярных вихрей.
• 1850 – Ренкин использует свою теорию вихрей для установления точных соотношений между температурой, давлением и плотностью газов, а также выражений для скрытой теплоты испарения жидкости; он точно предсказывает удивительный факт, что кажущаяся удельная теплота насыщенного пара будет отрицательной.
• 1850 г. – Рудольф Клаузиус ввел термин «энтропия» (das Wärmegewicht, обозначается буквой S) для обозначения тепла, потерянного или превратившегося в отходы. («Wärmegewicht» буквально переводится как «тепло-вес»; соответствующий английский термин происходит от греческого τρέπω, «я поворачиваюсь».)
• 1850 г. – Клаузиус дает первую ясную совместную формулировку первого и второго законов термодинамики, отказываясь от теории теплорода, но сохраняя принцип Карно.
• 1851 – Томсон дает альтернативную формулировку второго закона
• 1852 – Джоуль и Томсон демонстрируют, что быстро расширяющийся газ охлаждается, что позже было названо эффектом Джоуля–Томсона или эффектом Джоуля–Кельвина.
• 1854 – Гельмгольц выдвигает идею тепловой смерти Вселенной.
• 1854 – Клаузиус устанавливает важность dQ/T ( теорема Клаузиуса ), но пока не называет величину
• 1854 – Ренкин вводит свою термодинамическую функцию , позже идентифицированную как энтропия.
• 1856 г. – Август Крёниг публикует отчет о кинетической теории газов, вероятно, после прочтения работы Уотерстона.
• 1857 – Клаузиус дает современное и убедительное изложение кинетической теории газов в своем труде «О природе движения, называемого теплом».
• 1859 – Джеймс Клерк Максвелл открывает закон распределения молекулярных скоростей.
• 1859 – Густав Кирхгоф показывает, что излучение энергии черным телом является функцией только температуры и частоты.
• 1862 – « Дезгрегация », предшественник энтропии , была определена в 1862 году Клаузиусом как величина степени разделения молекул тела.
• 1865 – Клаузиус вводит современную макроскопическую концепцию энтропии.
• 1865 – Йозеф Лошмидт применяет теорию Максвелла для оценки плотности молекул в газах, учитывая наблюдаемые вязкости газов.
• 1867 – Максвелл задается вопросом, может ли демон Максвелла обратить вспять необратимые процессы.
• 1870 – Клаузиус доказывает скалярную теорему вириала.
• 1872 – Людвиг Больцман формулирует уравнение Больцмана для временной эволюции функций распределения в фазовом пространстве и публикует свою H-теорему.
• 1873 – Йоханнес Дидерик ван дер Ваальс формулирует уравнение состояния.
• 1874 – Томсон официально формулирует второй закон термодинамики.
• 1876 ​​– Джозайя Уиллард Гиббс публикует первую из двух статей (вторая появляется в 1878 году), в которых обсуждаются фазовые равновесия, статистические ансамбли , свободная энергия как движущая сила химических реакций и химическая термодинамика в целом. ^{[ необходима ссылка ]}
• 1876 ​​– Лошмидт критикует H-теорему Больцмана как несовместимую с микроскопической обратимостью ( парадокс Лошмидта ).
• 1877 – Больцман формулирует связь между энтропией и вероятностью.
• 1879 – Йожеф Стефан замечает, что полный поток излучения черного тела пропорционален четвертой степени его температуры, и формулирует закон Стефана-Больцмана.
• 1884 – Больцман выводит закон Стефана-Больцмана для потока излучения абсолютно черного тела из термодинамических соображений.
• 1888 – Анри-Луи Ле Шателье формулирует свой принцип , согласно которому реакция химической системы, выведенной из равновесия, будет заключаться в противодействии возмущению.
• 1889 – Вальтер Нернст связывает напряжение электрохимических ячеек с их химической термодинамикой с помощью уравнения Нернста.
• 1889 – Сванте Аррениус вводит понятие энергии активации для химических реакций, предлагая уравнение Аррениуса.
• 1893 – Вильгельм Вин открывает закон смещения для максимальной удельной интенсивности черного тела.

• 1900 – Макс Планк предполагает, что свет может излучаться на дискретных частотах, предлагая свой закон излучения черного тела ^[17]
• 1905 – Альберт Эйнштейн в первой из своих работ «чудесного года» утверждает, что реальность квантов могла бы объяснить фотоэлектрический эффект ^[18]
• 1905 г. – Эйнштейн математически анализирует броуновское движение как результат хаотического движения молекул в своей работе « О движении малых частиц, взвешенных в неподвижной жидкости, требуемом молекулярно-кинетической теорией теплоты».
• 1906 – Нернст представляет формулировку третьего закона термодинамики.
• 1907 – Эйнштейн использует квантовую теорию для оценки теплоемкости твердого тела Эйнштейна .
• 1909 – Константин Каратеодори разрабатывает аксиоматическую систему термодинамики ^[19]
• 1910 – Эйнштейн и Мариан Смолуховский находят формулу Эйнштейна–Смолуховского для коэффициента затухания, вызванного флуктуациями плотности в газе.
• 1911 - Пауль Эренфест и Татьяна Эренфест-Афанасьева публикуют свой классический обзор статистической механики Больцмана, Begriffliche Grundlagen der statistischen Auffassung in der Mechanik.
• 1912 – Питер Дебай дает улучшенную оценку теплоемкости , допуская низкочастотные фононы ^[20]
• 1916 – Сидней Чепмен и Дэвид Энског систематически разрабатывают кинетическую теорию газов.
• 1916 – Эйнштейн рассматривает термодинамику атомных спектральных линий и предсказывает вынужденное излучение.
• 1919 – Джеймс Джинс открывает, что динамические константы движения определяют функцию распределения для системы частиц.
• 1920 – Мегнад Саха формулирует свое уравнение ионизации ^[21]
• 1923 – Дебай и Эрих Хюккель публикуют статистическую обработку диссоциации электролитов.
• 1924 – Сатьендра Нат Бозе вводит статистику Бозе-Эйнштейна в статье, переведенной Эйнштейном
• 1926 – Энрико Ферми ^[22] и Поль Дирак ^[23] вводят статистику Ферми–Дирака
• 1927 – Джон фон Нейман вводит представление матрицы плотности , ^[24] устанавливая квантовую статистическую механику.
• 1928 – Джон Б. Джонсон обнаруживает шум Джонсона в резисторе ^{[25] [26]}
• 1928 – Гарри Найквист выводит теорему о флуктуации-диссипации , соотношение, объясняющее шум Джонсона в резисторе ^[27]
• 1931 – Ларс Онзагер публикует свою новаторскую работу, выводящую соотношения Онзагера ^[28]
• 1935 – Ральф Х. Фаулер придумывает название « нулевой закон термодинамики », чтобы обобщить постулаты, высказанные более ранними физиками, о том, что тепловое равновесие между системами является транзитивным отношением.
• 1938 – Анатолий Власов предлагает уравнение Власова для корректного динамического описания ансамблей частиц с коллективным дальнодействующим взаимодействием ^{[29] [30]}
• 1939 – Николай Крылов и Николай Боголюбов дают первый последовательный микроскопический вывод уравнения Фоккера–Планка в единой схеме классической и квантовой механики ^{[31] [32]}
• 1942 – Джозеф Л. Дуб формулирует свою теорему о процессах Гаусса–Маркова.
• 1944 – Ларс Онзагер дает аналитическое решение двумерной модели Изинга , включая ее фазовый переход ^[33]

• 1945–1946 – Николай Боголюбов разрабатывает общий метод микроскопического вывода кинетических уравнений для классических статистических систем с использованием иерархии ББГКИ ^{[34] [35]}
• 1947 – Николай Боголюбов и Кирилл Гуров расширили этот метод для микроскопического вывода кинетических уравнений для квантовых статистических систем.
• 1948 – Клод Элвуд Шеннон создает теорию информации ^[36]
• 1957 – Александр Соломонович Компанеец выводит уравнение Фоккера–Планка для комптоновского рассеяния .
• 1957 – Рёго Кубо выводит первое из соотношений Грина-Кубо для линейных коэффициентов переноса ^[37]
• 1957 – Эдвин Т. Джейнс публикует две статьи, в которых подробно описывается интерпретация термодинамики МаксЭнтом с точки зрения теории информации ^{[38] [39]}
• 1960–1965 гг. – Дмитрий Зубарев разрабатывает метод неравновесного статистического оператора, который становится классическим инструментом в статистической теории неравновесных процессов.
• 1972 – Якоб Бекенштейн предполагает, что энтропия черных дыр пропорциональна площади их поверхности.
• 1974 – Стивен Хокинг предсказывает, что черные дыры будут излучать частицы со спектром черного тела, что может вызвать испарение черных дыр.
• 1977 – Илья Пригожин получает Нобелевскую премию за свою работу по диссипативным структурам в термодинамических системах, далеких от равновесия. Импорт и рассеивание энергии может обратить вспять 2-й закон термодинамики

• Хронология развития технологии тепловых двигателей
• История физики
• История термодинамики
• Термодинамика
• Хронология теории информации
• Список учебников по термодинамике и статистической механике