理论教育 波义耳定律及其对工业革命的贡献

波义耳定律及其对工业革命的贡献

时间:2023-07-06 理论教育 版权反馈
【摘要】:17世纪70年代,丹尼斯·帕潘开始和波义耳一起探索波义耳定律在其他方面的应用。可以说蒸汽机的出现是波义耳气体研究的直接结果。波义耳认为,气体是有弹性的。参考阅读//No. 63 热力学第二定律,第130页No. 70 气体动理论,第144页波义耳定律称,如果温度保持恒定,那么压力和体积成反比例关系。实际上,正是波义耳定律加快了工业革命的启动。

波义耳定律及其对工业革命的贡献

工业革命的开端

17世纪是一个科学变革的时代,因为当时的科学家们开始对那些流传下来的观点产生了怀疑。亚里士多德著名的“自然界里没有真空”的论断,暗示了不可能用物理的方式产生真空,而到了17世纪40年代,一些迹象表明,亚里士多德错了。

第一个制造了真空的人可能是埃万杰利斯塔·托里拆利,他在1643年的一场试验中完成了这个创举。随后,布莱士·帕斯卡奥托·冯·格里克也制造出了真空,后者的许多试验尤为引人注目。在一次试验中,格里克将两个铜制的半球扣在一起,形成一只中空的铜球,然后将内部的空气抽出。结果,两队马匹合力也无法将两个半球分开。

这次试验表明,标准大气压肯定对物体施加了巨大的压力,压力大到任何试图分开铜球的力量都无法破坏两个半球合在一起的状态。罗伯特·波义耳听说了格里克的铜球试验,随后和他的助手罗伯特·胡克展开了自己的研究。到了17世纪60年代中期,波义耳发现了定量空气所承受的压力和空气体积之间的关系。这就是波义耳定律。

17世纪70年代,丹尼斯·帕潘开始和波义耳一起探索波义耳定律在其他方面的应用。当时,人们已经知道,通过升高密闭容器中的空气温度也可以增大空气压力,帕潘利用这个原理发明了高压锅的前身,后来又为这个发明增加了一个安全阀门,来预防可能出现的危险爆炸。当帕潘观察到阀门用上下窜动的方式来释放压力的时候,他便意识到,热力和压力可以用来移动物体。随着17世纪末第一台蒸汽机的诞生,工业革命的脚步更近了。

可以说蒸汽机的出现是波义耳气体研究的直接结果。

波义耳认为,气体是有弹性的。气体就像弹簧一样可以被挤压,不过一旦挤压的力量消失了,它就会反弹,恢复先前的体积。就在探索气体的弹簧性质之时,他注意到了一个模式。当挤压密闭试管中的气泡时,他发现他所施加的压力乘以被挤压气泡的体积,总是维持在大致相同的一个数值上。(www.daowen.com)

换言之,随着压力上升,体积便会缩小,反之亦然。

参考阅读//

No. 63 热力学第二定律,第130页

No. 70 气体动理论,第144页

波义耳定律称,如果温度保持恒定,那么压力和体积成反比例关系。该定律推动了第一台蒸汽机的产生。

实际上,正是波义耳定律加快了工业革命的启动。

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