- 能量守恒定律是谁发现的呢?哪儿人?是哪年发现的呢?
- 能量守恒定律是谁发现的呢?哪儿人?是哪年发现的呢?
- 法国家笛卡尔(R．Descartes，1569～1650)最早提出“运动量”守恒（即动量守恒）的思想。他给人们留下最深刻的印象是：一个粒子体系在不受外力作用时，它们的总运动量保持不变；粒子相互碰撞产生的力通过它们的运动量的改变来量度。不久，德国物理学家莱布尼兹（G．W．F．Leibniz，1646～1716)对笛卡尔提出挑战，他引入“活力”(VisViva)的概念。他所指的“活力”，是物体的质量与它的速度的平方之积，是一个标量；而笛卡尔的“运动量”是矢量。莱布尼兹认为“活力”才是“力”的真正量度；物质受的力和它所通过的距离之积等于活力的增量。莱布尼兹的“活力”实质相当于物体的动能，其数值等于动能的两倍。后来J．伯努利(J．Bernoulli，1667～1748)将“活力守恒”当作莱布尼兹的“活力”原理的一个推论提出，他认为当活力消失后，它并没有丧失作功的本领，而是变成了另一种形式。显然，J．伯努利扩大了莱布尼兹的“活力”所指的范围，把势能也列入了活力的范畴。
笛卡尔和莱布尼兹的争论持续了半个世纪，最后调合双方的是数学家达朗贝尔(J．L．D’Alembert，1717～1783)。他指出这场争论只不过是术语的问题，实质问题是统一的，因为笛卡尔的“运动量”是力对时间的积分，而莱布尼兹的“活力”是力对空间线度的积分。这里面蕴藏有冲量积分的思想。
1787年，法国数学家拉格朗日(J．L．Lagranage，1736～1813)在《分析力学》一书中证明，在某些粒子系统中，每一个粒子相对于参照系的位置和速度的函数，不管发生什么运动总是保持不变。这个函数是两部分之和，一部分表示运动的动能，另一部分表示势能（当时还没有“动能”和“势能”这两个术语）。这个函数是拉格朗日函数，它对速度的偏微商等于笛卡尔的“运动量”，即现在所称的动量。由此可见，“活力”守恒或机械能守恒原理，就是由拉格朗日等一些数学家和力学家提出来的。
1807年，杨（T．Young，1773～1829）创造了“能”这个词。1826年，蓬瑟勒（J．V．Poncelet，1788～1867)又创造了“功”一词。从此以后，机械能守恒定律就不仅是数学家著作中那种抽象的、广义的函数形式，而是物体的具体运动形式和规律的直观写照了。
随着热机的发明及热机的广泛商用，英国爆发了第一次工业革命；与此同时，化学家们开始了对热的性质的研究，物理学家们也初步着手研究热与机械能的关系。这时对能量转化现象的观察已经超出了机械能的局限范围。
1798年，隆福德伯爵(CountRumford，即B．Thompson，1753～1814)在一篇题为《关于用摩擦产生热的来源的调研》中报道了他的机械功生热的实验。他曾在慕尼黑军工厂金工车间，用数匹马力带动一个钝钻头给一颗弹头打洞，弹头浸在华氏60°的水中，他发现经过一小时后，水温升高了47°F，两个半小时后，水就开始沸腾。这表明机械功可以转化为热能。隆福德伯爵由此对热质说提出质疑，因为他看到的现象是热可以不停地产生，只要机械功不停的话，从弹壳里产生的热就会取之不尽。他最后形成了这样一种思想：热是物质的一种运动形式，是粒子的振动的一种宏观表现。究其思想根源，它来源于化学家鲍尔哈夫(H．Boerhaave1668～1738）在1732年发表的一篇论文，鲍尔哈夫在那时就已经暗示热的本质是振动。
可是，隆福德伯爵的正确见解在半个世纪中未得到普遍承认，主要因为热质说盛行。热质说是法国大化学家拉瓦锡(A.L.Lavoisier，1743～1794)在1780年发表的《论热》(SurLaChaleur)的论文中提出来的。他根据布莱克(JosephBlack，1728～1799)的量热学实验和他自己的比热实验（比热一词是拉瓦锡最先引进的），似乎看出热是一种粒子，它可以从一个温度较高的物体流进一个温度较低的物体。他进而假设：“热质（或称热素）是一种极细微的、没有质量的粒子，它们相互排斥但又与物质粒子相互吸引，从而削弱了物质粒子间的万有引力；它们绝大多数以潜在的形式潜伏在物体中，一旦受激就会溢于物质表面变成自由形态，使物体温度升高；热质既不能产生，也不会消灭，热质在总量上是守恒的”。拉瓦锡的热质学说在法国的影响最深，但在英国一般是被否定的。
伏打电池的发明（1800年）给揭示能量转化与守恒现象开拓了更广阔的前景，热、光、电、磁和化学结合，生物的生命力在能量概念的基础上开始逐步统一起来。卡里斯尔(A．Carlisle)和尼柯尔逊(W．Nicholson)电解水的实验（1800年）表明电能和化学能可以相互转化；奥斯特(H.Oersted)发现的电流磁效应（1820年）表明电能与磁能存在某种可转化的关系；法拉第的电磁旋转现象（1821年）第一次揭示了电磁能转化为机械能的可能性；塞贝克发现的温差电（1822年）证明热能可以转化为电能、法拉第在1831年发明第一台直流发电机，第一次实现了机械能向电磁能的转化。焦耳测量焦耳热的实验，以精确的结论总结了化学能、电能和热能之间的关系。1845年法拉第发现的磁致旋光现象，更深地揭示了电、磁、光三者之间的作用关系……所有这些表明，19世纪的能（或力）的概念已不像17世纪那样仅仅局限于机械能的范畴，也不像18世纪那样局限于机械能和热两项内容。因此，这就要求物理学家收集各个领域的发现，归纳它们的数据，从中抽象出一个既能表征各种现象的基本特点，又能表示各种力（或能）相互转化的精确形式。在这方面，卡诺、迈耶、焦耳、威廉·汤姆孙、克劳修斯，特别是亥姆霍兹作出了主要贡献。