番外編:熱力学の歴史

last update: 2008/01/27
ときひとできごと
18 世紀 ニューコメン、ウォットら 蒸気機関の実用化と改良
1824 年 サヂ・カルノー カルノー・サイクルの発明:父親ラザールの水柱機関の効率の理論に ヒントを得て、熱機関の効率の問題を考察した。その結果として、 最大効率の熱機関としてのカルノー・サイクルを発案した。 カルノーは熱素説を取っていたために、今から見れば熱の本質を とらえ損なっているが、可逆性・不可逆性という論点を出したことが 本質的に重要。
1842 年 マイヤー エネルギー保存則:マイヤーは医師であった。 発想の原点は、体内では栄養物の酸化が発熱と仕事の両方を もたらしていることに気付いたことにあった。 そこから、熱と仕事の間に何かの等価関係があるのではないかと 考えるようになった。
1847 年 ジュール 熱の仕事当量の測定:電磁モーターの改良に取り組んでいるときに、 電流に熱作用があることを見出した。そこで、仕事と熱を直接 結びつけることに思い至り、仕事と熱の変換係数を測定した。
1848 年 ケルビン 絶対温度:カルノーの仕事を詳しく検討して、絶対温度の概念を提案。
1850 年 クラウジウス 熱力学の第一法則、第二法則の定式化
1854 年 クラウジウス クラウジウスの不等式:熱機関が一巡するとき Q/T < 0
1865 年 クラウジウス エントロピー概念の発明:ΔS > Q/T
1882 年 ヘルムホルツ 自由エネルギー概念の導入
1902-1904 年 アインシュタイン 統計熱力学の構築:統計三部作
1905-1909 年 アインシュタイン 輻射の統計熱力学、固体の統計熱力学: 光量子論を提案し、それを輻射に応用してプランクの式の理論的に 首尾一貫した導出に成功。固体の比熱の低温での振る舞いを正しく導出。

参考文献