Хронология термодинамики

Хронология ​ событий истории термодинамики в .

До 1800 года

• 1593 – Галилео Галилей изобретает один из первых термоскопов , также известный как термометр Галилея.
• 1650 – Отто фон Герике строит первый вакуумный насос.
• 1660 г. - Роберт Бойль экспериментально открывает закон Бойля , связывающий давление и объем газа (опубликовано в 1662 г.).
• 1665 — Роберт Гук опубликовал свою книгу «Микрография» , в которой содержалось утверждение: «Тепло есть не что иное, как очень быстрое и сильное возбуждение частей тела».
• 1667 г. - Дж. Дж. Бехер выдвигает теорию горения с участием горючей земли. в своей книге «Physica subterranea» (см. теорию флогистона ).
• 1676–1689 — Готфрид Лейбниц разрабатывает концепцию vis viva , ограниченную версию сохранения энергии.
• 1679 г. - Дени Папен сконструировал паровой варочный котел , который вдохновил на разработку поршневого и цилиндрового парового двигателя.
• 1694–1734 - Георг Эрнст Шталь называет горючую землю Бехера флогистоном и развивает теорию.
• 1698 – Томас Савери патентует первую паровую машину.
• 1702 — Гийом Амонтон вводит концепцию абсолютного нуля , основанную на наблюдениях за газами.
• 1738 – Даниэль Бернулли публикует «Гидродинамику» , положив начало кинетической теории.
• 1749 — Эмили дю Шатле в своем французском переводе и комментарии к Ньютона «Philosophiae Naturalis Principia Mathematica» выводит закон сохранения энергии из первых принципов ньютоновской механики.
• 1761 – Джозеф Блэк обнаруживает, что лед поглощает тепло, не меняя своей температуры при таянии.
• 1772 – Ученик Блэка Дэниел Резерфорд открывает азот . 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 , поддерживая закон сохранения энергии.
• 1777 г. - Карл Вильгельм Шееле отличает передачу тепла посредством теплового излучения от передачи тепла путем конвекции и проводимости.
• 1783 г. – Антуан Лавуазье открыл кислород и дал объяснение горению; в своей статье «Размышления о флогистике» он отвергает теорию флогистона и предлагает теорию теплорода.
• 1784 - Ян Ингенхауз описывает броуновское движение частиц древесного угля на воде.
• 1791 – Пьер Прево показывает, что все тела излучают тепло, независимо от того, насколько они горячие или холодные.
• 1798 - Граф Рамфорд ( Бенджамин Томпсон ) публикует свою статью «Экспериментальное исследование источника тепла, возбуждаемого трением», в котором подробно описываются измерения тепла трения , генерируемого в буровых пушках , и развивается идея о том, что тепло является формой кинетической энергии ; его измерения несовместимы с теорией калорийности, но также достаточно неточны, чтобы оставлять место для сомнений.

1800–1847

• 1802 – Жозеф Луи Гей-Люссак публикует закон Шарля , открытый (но неопубликованный) Жаком Шарлем около 1787 года; это показывает зависимость между температурой и объемом. Гей-Люссак также формулирует закон связи температуры 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 книге «О силе удара».
• 1808 – Джон Дальтон защищает теорию теплорода в «Новой системе химии» и описывает, как она соединяется с веществом, особенно с газами ; он предполагает, что теплоемкость газов обратно пропорциональна атомному весу.
• 1810 – Сэр Джон Лесли искусственно замораживает воду до состояния льда.
• 1813 — Питер Юарт поддерживает идею сохранения энергии в своей статье «О мере движущей силы» ; статья сильно повлияла на Дальтона и его ученика Джеймса Джоуля.
• 1819 - Пьер Луи Дюлонг и Алексис Терез Пети дают закон Дюлонга-Пти для удельной теплоемкости кристалла .
• 1820 г. - Джон Херапат развивает некоторые идеи кинетической теории газов, но ошибочно связывает температуру с молекулы, импульсом а не с кинетической энергией ; его работам уделяется мало внимания, кроме Джоуля
• 1822 г. - Жозеф Фурье официально вводит использование размеров для физических величин в своей «Аналитической теории тепла».
• 1822 – Марк Сеген пишет Джону Гершелю, поддерживая теорию сохранения энергии и кинетическую теорию.
• 1824 г. – Сади Карно анализирует эффективность паровых двигателей, используя теорию теплоты сгорания ; он развивает представление об обратимом процессе и, постулируя, что такого явления в природе не существует, закладывает основу второго закона термодинамики и положит начало науке термодинамики.
• 1827 – Роберт Браун открывает броуновское движение частиц пыльцы и красителей в воде.
• 1831 – Маседонио Меллони демонстрирует, что излучение черного тела может отражаться , преломляться и поляризоваться так же, как свет.
• 1834 г. - Эмиль Клапейрон популяризирует работы Карно посредством графической и аналитической формулировки. Он также объединил закон Бойля , закон Шарля и закон Гей-Люссака , чтобы создать комбинированный газовый закон . ПВ/Т = к
• 1841 — Юлиус Роберт фон Майер , учёный- любитель , пишет статью о сохранении энергии, но отсутствие у него академической подготовки приводит к её отклонению.
• 1842 г. - Майер устанавливает связь между работой, теплом и метаболизмом человека на основе своих наблюдений за кровью, сделанных корабельным хирургом; он вычисляет механический эквивалент тепла
• 1842 - Уильям Роберт Гроув демонстрирует термическую диссоциацию молекул на составляющие их атомы, показав, что пар может быть диссоциирован на кислород и водород, и этот процесс обращен вспять.
• 1843 – Джон Джеймс Уотерстон полностью излагает кинетическую теорию газов. но, по словам Д. Левермора, «нет никаких свидетельств того, что кто-либо из ученых-физиков читал эту книгу; возможно, ее не заметили из-за вводящего в заблуждение названия «Мысли о психических функциях».
• 1843 – Джеймс Джоуль экспериментально находит механический эквивалент тепла.
• 1845 - Анри Виктор Рено добавил закон Авогадро к комбинированному газовому закону, чтобы создать закон идеального газа . ПВ = нРТ
• 1846 - Гроув публикует отчет об общей теории сохранения энергии в книге « О корреляции физических сил».
• 1847 – Герман фон Гельмгольц публикует окончательное утверждение о сохранении энергии, первый закон термодинамики.

1848–1899

• 1848 – Уильям Томсон распространяет концепцию абсолютного нуля на газы на все вещества.
• 1849 - Уильям Джон Маккуорн Рэнкин вычисляет правильную взаимосвязь между давлением насыщенного пара и температурой, используя свою гипотезу молекулярных вихрей.
• 1850 г. — Рэнкин использует свою теорию вихрей для установления точных связей между температурой, давлением и плотностью газов, а также выражений для скрытой теплоты испарения ; жидкости он точно предсказывает тот удивительный факт, что кажущаяся удельная теплота насыщенного пара будет отрицательной.
• 1850 г. - Рудольф Клаузиус ввел термин «энтропия» (das Wärmegewicht, символ S) для обозначения потери тепла или превращения его в отходы. («Wärmegewicht» буквально переводится как «тепловес»; соответствующий английский термин происходит от греческого τρέπω, «я поворачиваюсь».)
• 1850 г. - Клаузиус дает первое четкое совместное утверждение первого и второго законов термодинамики, отказываясь от теории теплорода, но сохраняя принцип Карно.
• 1851 г. - Томсон дает альтернативную формулировку второго закона.
• 1852 г. - Джоуль и Томсон демонстрируют, что быстро расширяющийся газ охлаждается, позже названный эффектом Джоуля-Томсона или эффектом Джоуля-Кельвина.
• 1854 г. – Гельмгольц выдвигает идею тепловой смерти Вселенной.
• 1854 — Клаузиус устанавливает важность dQ/T ( теорема Клаузиуса ), но еще не называет величину
• 1854 – Рэнкин представляет свою термодинамическую функцию , позже идентифицированную как энтропия.
• 1856 - Август Крениг публикует отчет о кинетической теории газов, вероятно, после прочтения работы Уотерстона.
• 1857 - Клаузиус дает современное и убедительное описание кинетической теории газов в своей книге « О природе движения, называемого теплом».
• 1859 – Джеймс Клерк Максвелл открывает закон распределения скоростей молекул.
• 1859 – Густав Кирхгоф показывает, что излучение энергии черным телом является функцией только температуры и частоты.
• 1862 — « Дисгрегация », 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 числа молекул в газах с учетом наблюдаемой вязкости газа.
• 1867 - Максвелл спрашивает, может ли демон Максвелла обратить вспять необратимые процессы.
• 1870 – Клаузиус доказывает скалярную теорему вириала.
• 1872 - Людвиг Больцман формулирует уравнение Больцмана для временного развития функций распределения в фазовом пространстве и публикует свою H-теорему.
• 1873 – Йоханнес Дидерик ван дер Ваальс формулирует уравнение состояния.
• 1874 г. - 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.
• 1876 ​​— Лошмидт критикует H-теорему Больцмана как несовместимую с микроскопической обратимостью ( парадокс Лошмидта ).
• 1877 - Больцман утверждает 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 потока излучения черного тела Стефана-Больцмана из термодинамических соображений.
• 1888 - Анри-Луи Ле Шателье формулирует свой принцип , согласно которому реакция химической системы, нарушившей равновесие, будет заключаться в противодействии возмущению.
• 1889 - Вальтер Нернст связывает напряжение электрохимических ячеек с их химической термодинамикой с помощью уравнения Нернста.
• 1889 - Сванте Аррениус вводит идею энергии активации химических реакций, давая уравнение Аррениуса.
• 1893 - Вильгельм Вин открывает закон смещения максимальной удельной интенсивности черного тела.

1900–1944

• 1900 - Макс Планк предполагает, что свет может излучаться на дискретных частотах, что дает его закон излучения черного тела.
• 1905 – Альберт Эйнштейн в первой из своих статей «Год чудес» утверждает, что реальность квантов могла бы объяснить фотоэлектрический эффект.
• 1905 - Эйнштейн математически анализирует броуновское движение как результат случайного молекулярного движения в своей статье «О движении мелких частиц, взвешенных в неподвижной жидкости», требуемой молекулярно-кинетической теорией тепла.
• 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.
• 1910 - Эйнштейн и Мариан Смолуховский находят формулу Эйнштейна-Смолуховского для коэффициента затухания из-за флуктуаций плотности газа.
• 1911 - Пауль Эренфест и Татьяна Эренфест-Афанасьева публикуют свой классический обзор статистической механики Больцмана « Концептуальные основы статистической концепции в механике».
• 1912 - Питер Дебай дает улучшенную оценку теплоемкости, допуская низкочастотные фононы.
• 1916 – Сидней Чепмен и Дэвид Энског систематически развивают 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 системы частиц.
• 1920 - Мегнад Саха формулирует свое уравнение ионизации.
• 1923 - Дебай и Эрих Хюкель публикуют статистическую обработку диссоциации электролитов.
• 1924 - Сатьендра Нат Бозе представляет статистику Бозе-Эйнштейна в статье, переведенной Эйнштейном.
• 1926 – Энрико Ферми и Поль Дирак ввести статистику Ферми – Дирака
• 1927 - Джон фон Нейман вводит представление матрицы плотности . создание квантовой статистической механики
• 1928 – Джон Б. Джонсон обнаруживает шум Джонсона в резисторе.
• 1928 – Гарри Найквист выводит теорему о флуктуации-диссипации , позволяющую объяснить шум Джонсона в резисторе.
• 1931 - Ларс Онсагер публикует свою революционную статью, в которой выводятся взаимные отношения Онсагера.
• 1935 - Ральф Х. Фаулер изобретает название « нулевой закон термодинамики », чтобы обобщить постулаты более ранних физиков о том, что тепловое равновесие между системами является транзитивным отношением.
• 1938 - Анатолий Власов предлагает уравнение Власова для правильного динамического описания ансамблей частиц с коллективным дальнодействующим взаимодействием.
• 1939 – Николай Крылов и Николай Боголюбов дают первый последовательный микроскопический вывод уравнения Фоккера–Планка в единой схеме классической и квантовой механики.
• 1942 - Джозеф Л. Дуб формулирует свою теорему о процессах Гаусса – Маркова.
• 1944 — Ларс Онсагер дает аналитическое решение двумерной модели Изинга , включая ее фазовый переход.

1945 – настоящее время

• 1945–1946 - Николай Боголюбов разрабатывает общий метод микроскопического вывода кинетических уравнений для классических статистических систем с использованием иерархии ББГКИ.
• 1947 - Николай Боголюбов и Кирилл Гуров расширяют этот метод для микроскопического вывода кинетических уравнений для квантовых статистических систем.
• 1948 – Клод Элвуд Шеннон основывает теорию информации.
• 1957 - Александр Соломонович Компанеец выводит уравнение комптоновского рассеяния Фоккера – Планка.
• 1957 - Рёго Кубо выводит первое соотношение Грина-Кубо для коэффициентов линейного переноса.
• 1957 - Эдвин Т. Джейнс публикует две статьи, подробно описывающие интерпретацию термодинамики MaxEnt из теории информации.
• 1960–1965 — Дмитрий Зубарев разрабатывает метод неравновесного статистического оператора , который становится классическим инструментом статистической теории неравновесных процессов.
• 1972 - Джейкоб Бекенштейн предполагает, что черные дыры имеют энтропию, пропорциональную площади их поверхности.
• 1974 – Стивен Хокинг предсказывает, что черные дыры будут излучать частицы со спектром черного тела, которые могут вызвать испарение черных дыр.
• 1977 – Илья Пригожин получает Нобелевскую премию за работу по диссипативным структурам в термодинамических системах, далеких от равновесия. Импорт и рассеивание энергии могут обратить вспять второй закон термодинамики.

См. также

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