布莱克博士和他的朋友瓦特发明了什么?
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发布时间：2022-05-01 12:50
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时间：2023-10-13 08:24
18世纪60年代，苏格兰化学家布莱克教授也对热的本质很感兴趣。在工业化的格拉斯哥和爱丁堡，热这个问题尤为重要，因为苏格兰和英格兰在英国化学家布莱克第一个分离出二氧化碳并演示了二气化碳的特性（他称之为“固定空气”）。1707年的合并带来了富庶的经济，这就为当地威士忌酒工业开发了良好市场。大型酿酒厂用大量燃料，产生大量的热，把液体转变为蒸气，然后又不得不释放这些热量，使蒸汽凝聚成液体。为了经济地管理酿酒厂，绝对需要知道在这些过程中究竟涉及多少热量。实际上，需要从蒸汽中释放大量热，这直接影响了酿酒厂的收益。
布莱克常常说，他不能理解为什么酿酒厂的经理们不更多关注有关的科学原理，这些原理显然对他们的生计有非常重要的影响。但是在传统上，纯粹科学和技术进步之间的联系却很少被意识到，也很少得到支持。甚至今天，每当生意需要紧缩开支时，研究和开发部门经常是首先被削减的对象，经济衰退时，大学也经常是缩减预算的对象。
布莱克从未发表他的讲演稿，在讲演中他透彻地讨论了自己的思想，但是他的编辑罗比孙（John Robison，1739—1805）却发表了选自布莱克的笔记本和自己记录的材料：
“鉴于阳光充足的冬日山峦上的积雪并不立即融化，严寒的夜晚也不是立刻使池塘水面覆盖厚冰，因此布莱克博士确信，大量热已经被吸收，并且固定在从雪花里缓慢融化的水滴中；另一方面，当水缓慢地转变成冰时，大量热从水里释放出来。因为，在解冻过程中，当温度计从空气移到融雪中时，温度计往往下降；在严寒中，把温度计插入结冰的水里，温度计往往上升。因此，在第一种情况里，雪获得了热；而在后一种情况里，水正在重新释放热。”
1762年，在大学哲学俱乐部聚会期间，一些教授在格拉斯哥非正式相聚，布莱克进一步讨论了他的观点。他指出，冰在融化时并不改变温度，但是，冰附近的物质却变得更冷了，然而冰的温度并没有升高。这是怎么一回事？热消失了吗？华伦海特曾经观察到，水可以冷却到冰点之下而不结冰，不过此时对水不能有任何扰动，否则它立刻结冰。当发生这种情况时，实际上温度是上升了！所以，当水冻结，也就是说，它的状态从液态变成固态时，它放出热。布莱克看出，水仍然保持液态，因为它含有一定的热量；当热被释放，液态消失，液态的水变成了固态的冰。
由于液态水中的热不会在温度计上显示，布莱克称之为“潜热”，表示它存在却不能用平常的方法来测量。
布莱克还提出一种测量潜热的方法。他测量融化一定量的冰所需的热量，然后把这些热量用于冰融化后所得的水，发现它的温度上升了140°F。
在1762年至1764年之间，布莱克把冰的潜热概念延伸到水转变为汽这一相似现象。他发现，用同样的火力把沸水转变为水蒸气，所需时间是把水从室温加热到沸点所需时间的5倍。
此时，一位意想不到的新朋友加入了这一研究，这位新朋友就是为大学制作仪器的技师瓦特。瓦特设计了一种装置，用于演示布莱克在课堂上讨论的潜热概念并为之提供实验证据。一个意外的惊喜是，瓦特根据他从布莱克那里得到的理论启发，成功地为他正在修理的蒸汽机发明了一种新装置：分离凝聚器。结果这一发明成为提高蒸汽机效率，使之成为运输和工业获取足够经济的能源之关键。瓦特的蒸汽机以煤或焦炭为燃料，于是工厂可以在任何地方设立，可以远离河边，而靠水力开设的工厂必须就设在河边。蒸汽机不久就用于几乎所有的工业，从煤矿到冶炼厂，再到纺织厂，以及后来出现的火车和轮船。
特勒维斯克设计的高压煤车发动机，这种发动机也许类似于1801年他根据瓦特的蒸汽机建造的蒸汽马车。布莱克对此非常满意，他乐于给学生们讲述瓦特的成就。当瓦特在1769年申请到专利时，他获得了应有的回报。罗比孙写道：“布莱克博士从未这样高兴过，就像这些收益是给他自己的一样。……两个朋友都认为这一段成功的研究是他们一生中最愉快的事情。”
更早些时候，布莱克还证明过，不同物质的同样质量，需要不同的热量（比热）才能使它们升至同样的温度。或者，换一种说法，当两种重量相同、温度不同的不同物质放在一起时，其平衡温度并不是两个温度的中点。也就是说，同样的热量作用于两种不同的物质，产生的温度变化各不相同。布莱克信奉的是热的流体理论，因此当他得出不同物质具有不同的所谓“比热”时，他更加相信，培根的（以及后来伦福德重新制订的）热动说与比热的存在是矛盾的。遗憾的是，这一观点后来成为科学史的一个案例，说明正确的科学有时似乎也不支持一个有效的理论。
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时间：2023-11-04 09:21
18世纪60年代，苏格兰化学家布莱克教授也对热的本质很感兴趣。在工业化的格拉斯哥和爱丁堡，热这个问题尤为重要，因为苏格兰和英格兰在英国化学家布莱克第一个分离出二氧化碳并演示了二气化碳的特性（他称之为“固定空气”）。1707年的合并带来了富庶的经济，这就为当地威士忌酒工业开发了良好市场。大型酿酒厂用大量燃料，产生大量的热，把液体转变为蒸气，然后又不得不释放这些热量，使蒸汽凝聚成液体。为了经济地管理酿酒厂，绝对需要知道在这些过程中究竟涉及多少热量。实际上，需要从蒸汽中释放大量热，这直接影响了酿酒厂的收益。
布莱克常常说，他不能理解为什么酿酒厂的经理们不更多关注有关的科学原理，这些原理显然对他们的生计有非常重要的影响。但是在传统上，纯粹科学和技术进步之间的联系却很少被意识到，也很少得到支持。甚至今天，每当生意需要紧缩开支时，研究和开发部门经常是首先被削减的对象，经济衰退时，大学也经常是缩减预算的对象。
布莱克从未发表他的讲演稿，在讲演中他透彻地讨论了自己的思想，但是他的编辑罗比孙（John Robison，1739—1805）却发表了选自布莱克的笔记本和自己记录的材料：
“鉴于阳光充足的冬日山峦上的积雪并不立即融化，严寒的夜晚也不是立刻使池塘水面覆盖厚冰，因此布莱克博士确信，大量热已经被吸收，并且固定在从雪花里缓慢融化的水滴中；另一方面，当水缓慢地转变成冰时，大量热从水里释放出来。因为，在解冻过程中，当温度计从空气移到融雪中时，温度计往往下降；在严寒中，把温度计插入结冰的水里，温度计往往上升。因此，在第一种情况里，雪获得了热；而在后一种情况里，水正在重新释放热。”
1762年，在大学哲学俱乐部聚会期间，一些教授在格拉斯哥非正式相聚，布莱克进一步讨论了他的观点。他指出，冰在融化时并不改变温度，但是，冰附近的物质却变得更冷了，然而冰的温度并没有升高。这是怎么一回事？热消失了吗？华伦海特曾经观察到，水可以冷却到冰点之下而不结冰，不过此时对水不能有任何扰动，否则它立刻结冰。当发生这种情况时，实际上温度是上升了！所以，当水冻结，也就是说，它的状态从液态变成固态时，它放出热。布莱克看出，水仍然保持液态，因为它含有一定的热量；当热被释放，液态消失，液态的水变成了固态的冰。
由于液态水中的热不会在温度计上显示，布莱克称之为“潜热”，表示它存在却不能用平常的方法来测量。
布莱克还提出一种测量潜热的方法。他测量融化一定量的冰所需的热量，然后把这些热量用于冰融化后所得的水，发现它的温度上升了140°F。
在1762年至1764年之间，布莱克把冰的潜热概念延伸到水转变为汽这一相似现象。他发现，用同样的火力把沸水转变为水蒸气，所需时间是把水从室温加热到沸点所需时间的5倍。
此时，一位意想不到的新朋友加入了这一研究，这位新朋友就是为大学制作仪器的技师瓦特。瓦特设计了一种装置，用于演示布莱克在课堂上讨论的潜热概念并为之提供实验证据。一个意外的惊喜是，瓦特根据他从布莱克那里得到的理论启发，成功地为他正在修理的蒸汽机发明了一种新装置：分离凝聚器。结果这一发明成为提高蒸汽机效率，使之成为运输和工业获取足够经济的能源之关键。瓦特的蒸汽机以煤或焦炭为燃料，于是工厂可以在任何地方设立，可以远离河边，而靠水力开设的工厂必须就设在河边。蒸汽机不久就用于几乎所有的工业，从煤矿到冶炼厂，再到纺织厂，以及后来出现的火车和轮船。
特勒维斯克设计的高压煤车发动机，这种发动机也许类似于1801年他根据瓦特的蒸汽机建造的蒸汽马车。布莱克对此非常满意，他乐于给学生们讲述瓦特的成就。当瓦特在1769年申请到专利时，他获得了应有的回报。罗比孙写道：“布莱克博士从未这样高兴过，就像这些收益是给他自己的一样。……两个朋友都认为这一段成功的研究是他们一生中最愉快的事情。”
更早些时候，布莱克还证明过，不同物质的同样质量，需要不同的热量（比热）才能使它们升至同样的温度。或者，换一种说法，当两种重量相同、温度不同的不同物质放在一起时，其平衡温度并不是两个温度的中点。也就是说，同样的热量作用于两种不同的物质，产生的温度变化各不相同。布莱克信奉的是热的流体理论，因此当他得出不同物质具有不同的所谓“比热”时，他更加相信，培根的（以及后来伦福德重新制订的）热动说与比热的存在是矛盾的。遗憾的是，这一观点后来成为科学史的一个案例，说明正确的科学有时似乎也不支持一个有效的理论。
