能量守恒定律是谁提出的？

1从18世纪末到19世纪中叶这段时期里，人类在积累的经验和大量的生产实践、科学实验基础上建立了热力学第一定律即能量守恒和转换定律．在此过程中，德国医生j．r．迈尔和英国物理学家j．p．焦耳做出了重要贡献，他们各自通过独立地研究做出了相同的结论．

1842年迈尔在《论无机界的力》一文中，曾提出了机械能和热量的相互转换原理，并由空气的定压比热容同定容比热容之差计算出热功当量的数值．1845年出版的《论有机体的运动和新陈代谢》一书，描述了运动形式转化的25种情况．

焦耳从1840年起做了大量有关电流热效应和热功当量方面的实验．于1840－1845年间陆续发表了《论伏打电池所生的热》、《电解时在金属导体和电池组中放出的热》、《论磁电的热效应及热的机械作用》以及《论由空气的胀缩所产生的温度变化》等文章．他通过各种精确的实验，直接求得了热功当量的数值，其结果的一致性，给能量守恒和转换定律奠定了坚实的实验基础．

除了迈尔和焦耳之外，还有许多科学家也对热力学第一定律的建立做出过贡献．如1839年m．塞甘做出了论过热化学中反应热同中间过程无关的定律的文章；1843年l．a．科耳丁发表了测定热功当量的实验结果；1847年h．von亥姆雷兹在有心力的假设下，根据力学定律全面论述了机械运动、热运动以及电磁运动的“力”互相转换和守恒的规律等等．在这段历史时期内，各国的科学家所以能独立地发现能量守恒和转换定律，是由当时的生产条件所决定的．从18世纪初到18世纪后半叶，蒸汽机的制造，改造和在英国炼铁业、纺织业中的广泛采用，以及对热机效率、机器中摩擦生热问题的研究，大大促进了人们对能量转换规律的认识．

2自然科学中最基本的定律之一。它科学地阐明了运动不灭的观点。它可表述为：在孤立系统中，能量从一种形式转换成另一种形式，从一个物体传递到另一个物体，在转换和传递的过程中，各种形式，各个物体的能量的总和保持不变。整个自然界也可看成一个孤立系统，而表述为自然界中能量可不断转换和传递，但总量保持不变。
从18世纪末到20世纪40年代，6个国家的10多位科学家从不同角度或否定热质说或独立地提出了能量守恒观点。俄国化学家盖斯于1836年发现，任何一个化学反应，不论是一步完成，还是几步完成，放出的总热量相同，即证明了能量在化学反应中是守恒的，被认为是能量守恒定律的先驱。德国医生j.r.迈尔，于荷兰远航东印度船中任船医时，在热带地区看到海员静脉中的血红于在欧洲时，他联系到l.a.拉瓦锡的燃烧理论，认为机体需热量小，食物氧化过程减弱，静脉血中留下较多的氧，从，而想到食物中化学能与热能的等效性。又从海员谈话中听到海水在暴风雨中较热，想到热和机械运动的等效性，1841和1842年连续写出论自然力（即能）守恒的论文，并从空气的定压和定容比热之比，推算出热功当量为1卡等于365克力·米。因此迈尔是公认的第一个提出能量守恒并计算出热功当量的人。j.p.焦耳是英国的酒商和业余的物理学家，从1837年开始就研究电流产生热量，以后又用多种机械装置反复测定热功当量，一直工作到1878年，终于精确地测定了热功当量值（他用的是英制，换算后为4.51焦／卡），和现代值很近，从而为能量守恒奠定了巩固的实验基础，因此也被公认为发现人之一。德国生理学家h.von亥姆霍兹在不了解迈尔和焦耳的研究情况下，从永动机不可能出发，思考自然界不同的力（即能）间的相互关系。在专著《力的守恒》中提到张力（今称势能）和活力（即动能）的转换，还深刻地阐明热的本质：“被称为热的量的，一部分是指热运动活力的量，另一部分是指原子之间张力的量。这些张力在原子的排列发生变化时能引起热运动，第一部分相当于称之为自由热的部分，第二部分相当于称之为潜热的部分。”他还分析了在电、磁和生物机体中的力的守恒问题。尽管他系统地完整地综合了能量守恒理论，他仍把发现定律的优先权让给迈尔和焦耳。此外，还有好几位科学家对这条定律作出贡献，但这条揭示力、热、电、化学等各种运动间的统一性，使物理学融为一体的重要定律，在诞生初期却受到重重阻挠。英国皇家学会曾拒绝宣读焦耳的论文，德国主要物理学杂志主编j.c.波根多夫因含有思辨内容为由曾先后拒绝发表迈尔和亥姆霍兹的论文，使得他们不得不以小册子形式自费出版论文。
20世纪，根据a.爱因斯坦的狭义相对论，能量有新的涵义，高速运动的粒子的能量表示式也和宏观、低速运动的物体的表示式有根本差别。实验证明，康普顿效应等高速粒子碰撞现象完全符合能量守恒，而且还能根据这条定律预言在β衰变中出现的新粒子——中微子。因此这条从宏观物理现象总结出来的基本定律完全符合微观粒子的运动。确保了它在自然科学中的重要地位。已知道它是和时间平移对称性相关联的，并和三个方向上的动量守恒，组成了四维空间的守恒关系。

3世界是由运动的物质组成的，物质的运动形式多种多样，并在不断相互转化正是在研究运动形式转化的过程中，人们逐渐建立起了功和能的概念能是物质运动的普遍量度，而功是能量变化的量度。

这种说法概括了功和能的本质，但哲学味道浓了一些在物理学中，从19世纪中叶产生的能量定义：“能量是物体做功的本领”，一直延用至今但近年来不论在国外还是国内，物理教育界却对这个定义是否妥当展开过争论于是许多物理教材，例如现行的中学教材，都不给出能量的一般定义，而是根据上述定义的思想，即物体在某一状态下的能量，是物体由这个状态出发，尽其所能做出的功来给出各种具体的能量形式的操作定义（用量度方法代替定义）。

能量概念的形成和早期发展，始终是和能量守恒定律的建立过程紧密相关的由于对机械能、内能、电能、化学能、生物能等具体能量形式认识的发展，以及它们之间都能以一定的数量关系相互转化的逐渐被发现，才使能量守恒定律得以建立这是一段以百年计的漫长历史过程随着科学的发展，许多重大的新物理现象，如物质的放射性、核结构与核能、各种基本粒子等被发现，都只是给证明这一伟大定律的正确性提供了更丰富的事实尽管有些现象在发现的当时似乎形成了对这一定律的冲击，但最后仍以这一定律的完全胜利而告终。

能量守恒定律的发现告诉我们，尽管物质世界千变万化，但这种变化决不是没有约束的，最基本的约束就是守恒律也就是说，一切运动变化无论属于什么样的物质形式，反映什么样的物质特性，服从什么样的特定规律，都要满足一定的守恒律物理学中的能量、动量和角动量守恒，就是物理运动所必须服从的最基本的规律与之相较，牛顿运动定律、麦克斯韦方程组等都低了一个层次。

热力学第一定律，即，能量守恒定律是一个整个科学的普适定律之一。它是有迈耶、焦耳、赫尔姆霍茨等人在1840年~1851年之间建立的。

能量守恒定律是一个整个科学的普适定律之一。它是有迈耶、焦耳、赫尔姆霍茨等人在1840年~1851年之间建立的。

牛顿

就是牛顿阿。

能既不会无中生有，也不会自行消失，而只可由一种形态变成另一种形态.即宇宙中的总能量保持不变.

能量守恒定律是这样发现的:
物质不灭定律的发现，是科学史上的一件大事。然而，物质不灭定律只是说明了在燃烧过程中物质不灭，至于在燃烧过程中发出的光和热，这些能量从哪儿来的，又跑到哪儿去了，它并没有回答。

也就是说，在这里涉及燃烧过程中的另一个重要问题——能量是不是守恒？

这事儿得从意大利物理学家西蒙·斯台文在1586年出版的一本力学专著说起。在这本著作里，斯台文用铁的事实，批驳了著名古希腊科学家亚里士多德的错误观点。

亚里士多德认为，如果两个物体从高处落下来，重的物体先着地，轻的物体后落地。千百年来，谁也没有怀疑过亚里士多德的话，以为是理所当然的。

然而，会计员出身的斯台文在他的著作中，却详细记述了他的实验：

“反对亚里士多德的实验是这样的：让拿两只铅球，其中一只比另一只重10倍，把它们从30英尺的高度同时丢下来，落在一块木板或者是什么可以发生清晰响声的东西上面，那么，会看出轻铅球并不需要比重铅球10倍的时间，而是同时落到木板上，因此它们发出的声音听上去就像是一个声音一样。”[50]

斯台文以不可辩驳的实验，证明了大名鼎鼎的亚里士多德错了！在科学上，所尊重的只是实践，而不尊崇任何偶像！

不久，著名的意大利物理学家伽利略继续钻研这一个问题，又进一步发现：落下来的物体的速度，是随着时间而均匀地增加的。如果把一个从10米高处落下的物体抛回10米的高度，那么，抛出的速度正好等于物体从10米高处快落到地面时的速度。伽利略把物体的质量与速度的乘积（即mv）称为“动量”。他认为物体的动量是守恒的。

伽利略只是作了初步的探索。

到了1824年，法国的一位20多岁的青年工程师萨迪·卡诺（1796—1832），十分起劲地研究着蒸汽机。卡诺虔诚地信仰热素学说，以为物体之所以热，是因为含有“热素”的缘故。卡诺从对蒸汽机的研究中，认为在蒸汽机工作时，热素的量——热量并没有减少，总热量是不变有，只不过从高温的地方“流”到了低温的地方，仿佛水从高处流到低处，推动了水轮机工作，而水的总量并没有减少。正因为这样，恩格斯认为，“萨迪·卡诺是第一个认真研究这个问题（即能量守恒问题——编著者注）的人”[51]，然而，“阻碍他完全解决这个问题的，并不是事实材料的不足，而只是一个先入为主的错误理论”[52]。

到了1830年，卡诺在实践中发现热素理论错了，在他的笔记中曾这样写道：

“热不是别的东西，……它是一种运动。”

“动力（能量）是自然界的一个不变量，准确地说，它既不能产生，也不能消灭。”

可惜的是，过了两年——卡诺还只36岁，竟不幸死去。他的这些笔记，直到他死后40多年，才被人们所发现！

也就在这时候，一位德国的青年医生罗伯特·迈尔（1814—1878）开始钻研这个问题。当时，迈尔在一艘远洋轮船上担任船医。他发现，当船在热带航行时，从病人静脉中抽出来的血液，要比在欧洲时更红一些。这是为什么呢？迈尔想，大约是热带气温高，人体消耗的热量少，于是血液从人体中吸收的养料也比较少；养料在血液中氧化减少，所以静脉中含氧比较多，于是颜色就红一些。迈尔从中得到启发，懂得养料中的化学能，可以转化为热能。他认为，有多少化学能，就只能转化为多少热能，转化时能量不会增多，也不会减少。

1814年，年仅27岁的迈尔大胆地写了一篇论文《关于非生物界各种力的意见》，明确地提出能量“无不生有，有不变无”，认为各种形式的能量可以互相转化，但是转化前后的总能量是守恒的。

迈尔把论文寄给了当时的学术界享有盛誉的德国《物理学和化学年鉴》杂志。这家杂志的主编波根道夫对这位“无名小卒”的来稿理也不理，不仅不发表，连原稿都没有退还给他。

迈尔并不灰心，坚信真理在他手中。迈尔又写了几篇论文，更加明确地论述了能量守恒的原理。这些论文寄出去以后，仍如石沉大海，毫无回音。迈尔没办法，到后来，他把自己仅有的一点积蓄拿出来，在一家杂志上自费发表了论文。

谁知论文的发表，给迈尔招来了灾难。当时那些科学界的权威们满脑子是“热素”、“燃素”之类神秘的“素”，把迈尔的理论视为“邪说异端”。于是，有人造谣说迈尔患了精神病，才写出那样胡说八道的文章，竟然把迈尔关进了疯人院！

无独有偶。在英国，一位名叫焦耳的青年酿酒商人，利用业余时间，对电流通过电阻时产生的发热现象，进行了认真的研究。1840年，年仅22岁的焦耳发表了论文《论伏打电所产生的热》，提出了他经过多次实验发现的一条定律：当电流通过导体时，导体在一定时间内产生的热量同导体的电阻和电流强度平方的乘积成正比。在这里，焦耳不仅指出了电能会转化为热能，而且以精确的数学公式表明了转换规律。

过了3年，焦耳又发表了论文《论磁电的热量效应和热的机械值》，清楚地指出：“那里消耗了机械力，总能得到相当的热。”焦耳以自己精确的实验为依据，说明“使一磅水增加1°f的热量等于把770磅[53]物体提高1英尺的机械功。”

焦耳的论文同样被当时的科学界权威们嗤之以鼻，不予理睬。然而，焦耳是个勇往直前的年青人，他坚持做了大量的实验，以精确的数据有力地说明各种能量在转化时确实是守恒的。这些精确的实验，是无法抹煞的！经过整整10年的奋战，焦耳接二连三地发表了一系列论文，这才逐渐引起了各国科学界的重视。

与此同时，许多不同国籍的科学家各自独立地进行着这方面的研究：

丹麦28岁的科学家柯尔丁（1815—1888），通过对摩擦生热现象的研究，写成了关于能量守恒定律的论文，送给哥本哈根科学院。

1847年，德国年仅26岁的军医赫尔曼·赫尔姆霍茨（1821—1894）写了论文《论力的守恒》，阐述能量守恒的思想。他的论文寄到《物理学和化学年鉴》杂志，同样被主编波根道夫所压制，没有发表。后来，赫尔姆霍茨自费印刷了这篇论文。

1842年，英国31岁的律师格罗夫（1811—1896），也独立地提出了能量守恒定律。

……就这样，在一批年青的、各种职业的业余科学家们的努力之下，终于用排炮轰开了那些科学界“权威人士”的顽固脑壳，使他们不得不在事实面前，承认了能量守恒定律——自然界的又一重要定律。

恩格斯把能量守恒定律作为19世纪的三大发现（能量守恒定律、细胞学说、达尔文进化论）之一，热烈地赞颂它：

“第一是由热的机械当量的发现（罗伯特·迈尔、焦耳和柯尔丁）所导致的能量转化的证明。自然界中所有无数起作用的原因，过去一直被看作一种神秘的不可解释的存在物，即所谓力——机械力、热、放射（光和辐射热）、电、磁、化学化合力和分解力，现在都已经证明是同一种能（即运动）的特殊形式，即存在方式；不仅可以证明，它在自然界中经常从一种形式转化到另一种形式，而且甚至可以在实验室中和工业中实现这种转化，使某一形式的一定量的能总是相当于另一形式的一定量的能。……自然界中整个运动的统一，现在已经不再是哲学的论断，而是自然科学的事实了。”
参考文献资料：
http://iask.sina.com.cn/b/6960724.html

能量守恒定律目录[隐藏]

定律内容
能量守恒定律的重要意义
——能量守恒和转化定律的发现
能量守恒定律的检验

[编辑本段]定律内容
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。能量守恒定律如今被人们普遍认同，但是并没有严格证明。
(1)自然界中不同的能量形式与不同的运动形式相对应：物体运动具有机械能、分子运动具有内能、电荷的运动具有电能、原子核内部的运动具有原子能等等。
(2)不同形式的能量之间可以相互转化：“摩擦生热是通过克服摩擦做功将机械能转化为内能；水壶中的水沸腾时水蒸气对壶盖做功将壶盖顶起，表明内能转化为机械能；电流通过电热丝做功可将电能转化为内能等等”。这些实例说明了不同形式的能量之间可以相互转化，且是通过做功来完成的这一转化过程。
(3)某种形式的能减少，一定有其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等．某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等。
能量守恒的具体表达形式
保守力学系统：在只有保守力做功的情况下，系统能量表现为机械能（动能和位能），能量守恒具体表达为机械能守恒定律。
热力学系统：能量表达为内能，热量和功，能量守恒的表达形式是热力学第一定律。
相对论性力学：在相对论里，质量和能量可以相互转变。计及质量改变带来能量变化，能量守恒定律依然成立。历史上也称这种情况下的能量守恒定律为质能守恒定律。
总的流进系统的能量必等于总的从系统中流出的能量加上系统内部能量的变化,能量能够转换，从一种形态转变成另一种形态。
系统中储存能量的增加等于进入系统的能量减去离开系统的能量
[编辑本段]能量守恒定律的重要意义
能量守恒定律，是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。从物理、化学到地质、生物，大到宇宙天体。小到原子核内部，只要有能量转化，就一定服从能量守恒的规律。从日常生活到科学研究、工程技术，这一规律都发挥着重要的作用。人类对各种能量，如煤、石油等燃料以及水能、风能、核能等的利用，都是通过能量转化来实现的。能量守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器。
小医生与啤酒匠发现科学新理
[编辑本段]——能量守恒和转化定律的发现
能量守恒和能量转化定律与细胞学说，进化论合称19世纪自然科学的三大发现。而其中能量守恒和转化定律的发现，却是和一个“疯子”医生联系起来的。
这个被称为“疯子”的医生名叫迈尔（1814~1878），德国汉堡人，1840年开始在汉堡独立行医。他对万事总要问个为什么，而且必亲自观察，研究，实验。1840年2月22日，他作为一名随船医生跟着一支船队来到印度尼西亚。一日，船队在加尔各达登陆，船员因水土不服都生起病来，于是迈尔依老办法给船员们放血治疗。在德国，医治这种病时只需在病人静脉血管上扎一针，就会放出一股黑红的血来，可是在这里，从静脉里流出的仍然是鲜红的血。于是，迈尔开始思考：人的血液所以是红的是因为里面含有氧，氧在人体内燃烧产生热量，维持人的体温。这里天气炎热，人要维持体温不需要燃烧那么多氧了，所以静脉里的血仍然是鲜红的。那么，人身上的热量到底是从哪来的？顶多500克的心脏，它的运动根本无法产生如此多的热，无法光靠它维持人的体温。那体温是靠全身血肉维持的了，而这又靠人吃的食物而来，不论吃肉吃菜，都一定是由植物而来，植物是靠太阳的光热而生长的。太阳的光热呢？太阳如果是一块煤，那么它能烧4600年，这当然不可能，那一定是别的原因了，是我们未知的能量了。他大胆地推出，太阳中心约2750万度（现在我们知道是1500万度）。迈尔越想越多，最后归结到一点：能量如何转化（转移）？
他一回到汉堡就写了一篇《论无机界的力》，并用自己的方法测得热功当量为365千克米/千卡。他将论文投到《物理年鉴》，却得不到发表，只好发表在一本名不见经传的医学杂志上。他到处演说：“你们看，太阳挥洒着光与热，地球上的植物吸收了它们，并生出化学物质……”可是即使物理学家们也无法相信他的话，很不尊敬地称他为“疯子”，而迈尔的家人也怀疑他疯了，竟要请医生来医治他。他因不被人理解，终于跳楼自杀了。
和迈尔同时期研究能量守恒的还有一个英国人——焦耳（1818~1889），他自幼在道尔顿门下学习化学、数学、物理，他一边经营父亲留下的啤酒厂，一边搞科学研究。1840年，他发现将通电的金属丝放入水中，水会发热，通过精密的测试，他发现：通电导体所产生的热量与电流强度的平方，导体的电阻和通电时间成正比。这就是焦耳定律。1841年10月，他的论文在《哲学杂志》上刊出。随后，他又发现无论化学能，电能所产生的热都相当于一定功，即460千克米/千卡。1845年，他带上自己的实验仪器及报告，参加在剑桥举行的学术会议。他当场做完实验，并宣布：自然界的力（能）是不能毁灭的，哪里消耗了机械力（能），总得到相当的热。可台下那些赫赫有名的大科学家对这种新理论都摇头，连法拉第也说：“这不太可能吧。”更有一个叫威廉·汤姆孙（1824~1907）的数学教授，他8岁随父亲去大学听课，10岁正式考入该大学，乃是一位奇才，而今天听到一个啤酒匠在这里乱嚷一些奇怪的理论，就非常不礼貌地当场退出会场。
焦耳不把人们的不理解放在心上，他回家继续做着实验，这样一直做了40年，他把热功当量精确到了423.9千克米/千卡。1847年，他带着自己新设计的实验又来到英国科学协会的会议现场。在他极力恳求下，会议主席才给他很少的时间让他只做实验，不做报告。焦耳一边当众演示他的新实验，一边解释：“你们看，机械能是可以定量地转化为热的，反之一千卡的热也可以转化为423.9千克米的功……”突然，台下有人大叫道：“胡说，热是一种物质，是热素，他与功毫无关系”这人正是汤姆孙。焦耳冷静地回答到：“热不能做功，那蒸汽机的活塞为什么会动？能量要是不守恒，永动机为什么总也造不成？”焦耳平淡的几句话顿时使全场鸦雀无声。台下的教授们不由得认真思考起来，有的对焦耳的仪器左看右看，有的就开始争论起来。
汤姆孙碰了钉子后，也开始思考，他自己开始做试验，找资料，没想到竟发现了迈尔几年前发表的那篇文章，其思想与焦耳的完全一致！他带上自己的试验成果和迈尔的论文去找焦耳，他抱定负荆请罪的决心，要请焦耳共同探讨这个发现。
在啤酒厂里汤姆孙见到了焦耳，看着焦耳的试验室里各种自制的仪器，他深深为焦耳的坚韧不拔而感动。汤姆孙拿出迈尔的论文，说道：“焦耳先生，看来您是对的，我今天是专程来认错的。您看，我是看了这篇论文后，才感到您是对的。”焦耳看到论文，脸上顿时喜色全失：“汤姆孙教授，可惜您再也不能和他讨论问题了。这样一个天才因为不被人理解，已经跳楼自杀了，虽然没摔死，但已经神经错乱了。”
汤姆孙低下头，半天无语。一会儿，他抬起头，说道：“真的对不起，我这才知道我的罪过。过去，我们这些人给了您多大的压力呀。请您原谅，一个科学家在新观点面前有时也会表现得很无知的。”一切都变得光明了，两人并肩而坐，开始研究起实验来。
1853年，两人终于共同完成能量守恒和转化定律的精确表述。
能量的转化和守恒定律有三种表述：永动机不能造成，能量的转化和守恒定律及热力学第一定律。这三种表述在文献中是这样叙述的：“热力学第一定律就是能量守恒定律。”“根据能量守恒定律，……所谓永动机是一定造不成的。反过来，由永动机的造不成也可导出能量守恒定律。”这里不难看出，三种表述是完全等价的。但笔者认为，这种等价是现代人赋予它们的现代价值，若从历史发展的角度来考查就会发现，三种表述另有它连续性的一面，

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