什么是热历史

『壹』 热机的发展史是什么

蒸汽机→蒸汽轮机→内燃机→喷气发动机→火箭发动机

内燃机：燃料在气缸内燃烧的热机。最常见的内燃机，以汽油或柴油为燃料，分别叫做汽油机和柴油机，我们先来了解汽油机。

『贰』 历史上关于热的本质有两种说法分别是

历史上会热的本只有两种说法分别是历史上的说法历史上的说法一般的就是去火之类的伙儿然后热的本质云雾里的方法可以有很多种说法的精忠就没注意注意点啦

『叁』 热化学历史

焓是一个热力学系统中的能量参数。规定由字母H（单位：焦耳,J）表示，H来自于英语 Heat Capacity（热容）一词。此外在化学和技术文献中，摩尔焓 Hm（单位：千焦/摩尔 KJ/mol）和特别焓 h（单位：千焦/千克 KJ/Kg）也非常重要，它们描述了焓在物质的量 n 和物质质量 m 上的定义。焓是内能和体积的勒让德变换。它是SpN总合的热势能。

在介绍焓之前我们需要了解一下分子热运动、热力学能和热力学第一定律： 1827年，英国植物学家布朗把非常细小的花粉放在水面上并用显微镜观察，发现花粉在水面上不停地运动，且运动轨迹极不规则。起初人们以为是外界影响，如振动或液体对流等，后经实验证明这种运动的的原因不在外界，而在液体内部。原来花粉在水面运动是受到各个方向水分子的撞击引起的。于是这种运动叫做布朗运动，布朗运动表明液体分子在不停地做无规则运动。从实验中可以观察到，布朗运动随着温度的升高而愈加剧烈。这表示分子的无规则运动跟温度有关系，温度越高，分子的无规则运动就越激烈。正因为分子的无规则运动与温度有关系，所以通常把分子的这种运动叫做分子的热运动。 在热学中，分子、原子、离子做热运动时遵从相同的规律，所以统称为分子[1]。 既然组成物体的分子不停地做无规则运动，那么，像一切运动着的物体一样，做热运动的分子也具有动能。个别分子的运动现象（速度大小和方向）是偶然的，但从大量分子整体来看，在一定条件下，它们遵循着一定的统计规律，与热运动有关的宏观量——温度，就是大量分子热运动的统计平均值。分子动能与温度有关，温度越高，分子的平均动能就越大，反之越小。所以从分子动理论的角度看，温度是物体分子热运动的平均动能的标志（即微观含义，宏观：表示物体的冷热程度）。 分子间存在相互作用力，即化学上所说的分子间作用力（范德华力）。分子间作用力是分子引力与分子斥力的合力，存在一距离r0使引力等于斥力，在这个位置上分子间作用力为零。分子引力与分子斥力都随分子间距减小而增大，但是斥力的变化幅度相对较大，所以分子间距大于r0时表现为引力，小于r0时表现为斥力。因为分子间存在相互作用力，所以分子间具有由它们相对位置决定的势能，叫做分子势能。分子势能与弹簧弹性势能的变化相似。物体的体积发生变化时，分子间距也发生变化，所以分子势能同物体的体积有关系。
原理
物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的热力学能，也叫做内能。热力学能与动能、势能一样，是物体的一个状态量。 初中我们学过，改变物体内能的方式有两个：做功和热传递。 一个物体，如果它跟外界不发生热交换，也就是它既没有吸收热量也没有放出热量，则外界对其做功等于其热力学能的增量： ΔU1=W 如果物体对外界做功，则W为负值，热力学能增加量ΔU1也为负值，表示热力学能减少。 如果外界既没有对物体做功，物体也没有对外界做功，那么物体吸收的热量等于其热力学能的增量： ΔU2=Q 如果物体放热，则Q为负值，热力学能增加量ΔU2也为负值，表示热力学能减少。 一般情况下，如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程，那么物体热力学能的增量等于外界对物体做功加上物体从外界吸收的热量，即： ΔU=ΔU1+ΔU2=Q+W 因为热力学能U是状态量，所以： ΔU=ΔU末态-ΔU初态=Q+W 上式即热力学第一定律的表达式。 化学反应都是在一定条件下进行的，其中以恒容与恒压最为普遍和重要。 在密闭容器内的化学反应就是恒容过程。因为系统体积不变，而且只做体积功（即通过改变物体体积来对物体做功，使物体内能改变，如在针管中放置火柴头，堵住针头并压缩活塞，火柴头会燃烧），所以W=0，代入热一定律表达式得： ΔU=Q 它表明恒容过程的热等于系统热力学能的变化，也就是说，只要确定了过程恒容和只做体积功的特点，Q就只决定于系统的初末状态。 在敞口容器中进行的化学反应就是恒压过程。所谓恒压是指系统的压强p等于环境压强p外，并保持恒定不变，即p=p外=常数。由于过程恒压和只做体积功，所以： W=W体积=-p外(V2-V1)=-(p2V2-p1V1) 其中W为外界对系统做的功，所以系统对外做功为负。压强乘以体积的改变量是系统对外做的功，可以按照p=F/S，V=Sh，∴Fh=pV来理解。 将其代入热一定律表达式得： Q=ΔU-W=U2-U1+(p2V2-p1V1)=(U2+p2V2)-(U1+p1V1) 因为U+pV是状态函数（即状态量）的组合（即一个状态只有一个热力学能U，外界压强p和体积V），所以将它定义为一个新的状态函数——焓，并用符号H表示，所以上式可变为： Q=H2-H1=ΔH 它表明恒压过程中的热等于系统焓的变化，也就是说，只要确定了过程恒压和只做体积功的特点，Q就只决定于系统的初末状态。 焓的物理意义可以理解为恒压和只做体积功的特殊条件下，Q=ΔH，即反应的热量变化。因为只有在此条件下，焓才表现出它的特性。例如恒压下对物质加热，则物质吸热后温度升高，ΔH>0，所以物质在高温时的焓大于它在低温时的焓。又如对于恒压下的放热化学反应，ΔH<0，所以生成物的焓小于反应物的焓。 在化学反应中，因为H是状态函数，所以只有当产物和反应物的状态确定后，ΔH才有定值。为把物质的热性质数据汇集起来，以便人们查用，所以很有必要对物质的状态有一个统一的规定，只有这样才不致引起混乱。基于这种需要，科学家们提出了热力学标准状态的概念。热力学标准状态也称热化学标准状态

『肆』 热力学发展历史

古代人类早就学会了取火和用火，但是后来才注意探究热、冷现象本身，直到17世纪末还不能正确区分温度和热量这两个基本概念的本质。在当时流行的“热质说”统治下，人们误认为物体的温度高是由于储存的“热质”数量多。1709—1714年华氏温标和1742—1745年摄氏温标的建立，才使测温有了公认的标准。随后又发展了量热技术，为科学地观测热现象提供了测试手段，使热学走上了近代实验科学的道路。1798年，冯·朗福德观察到用钻头钻炮筒时，消耗机械功的结果使钻头和筒身都升温。1799年，英国人H.戴维用两块冰相互摩擦致使表面融化，这显然无法由“热质说”得到解释。1842年，J.迈尔提出了能量守恒理论，认定热是能的一种形式，可与机械能互相转化，并且从空气的定压比热容与定容比热容之差计算出热功当量。英国物理学家J.焦耳于1840年建立电热当量的概念，1842年以后用不同方式实测了热功当量。1850年，焦耳的实验结果已使科学界彻底抛弃了“热质说”，公认能量守恒 、而且能的形式可以互换的热力学第一定律为客观的自然规律。能量单位焦耳（J）就是以他的名字命名的。热力学的形成与当时的生产实践迫切要求寻找合理的大型、高效热机有关。1824年，法国人S.卡诺提出著名的卡诺定理，指明工作在给定温度范围的热机所能达到的效率极限，这实质上已经建立起热力学第二定律，但受 “热质说”的影响，他的证明方法还有错误。1848年，英国工程师开尔文（即W.汤姆森）根据卡诺定理制定了热力学温标。1850年和1851年，德国的R.克劳修斯和开尔文先后提出了热力学第二定律，并在此基础上重新证明了卡诺定理。1850—1854年，克劳修斯根据卡诺定理提出并发展了熵。热力学第一定律和第二定律的确认，对于两类 “永动机”的不可能实现作出了科学的最后结论，正式形成了热现象的宏观理论热力学。与此同时，在应用热力学理论研究物质性质的过程中，还发展了热力学的数学理论，找到反映物质各种性质的相应热力学函数，研究了物质在相变、化学反应和溶液特性方面所遵循的各种规律。1906年，德国的W.能斯脱在观察低温现象和化学反应中发现热定理。1912年，这个定理被修改成热力学第三定律的表述形式。20世纪初以来，对超高压、超高温水蒸汽等物性和极低温度的研究不断获得新成果。随着对能源问题的重视，人们对与节能有关的复合循环、新型的复合工质（包括制冷剂或冷煤）的研究发生了很大兴趣。

『伍』 聚合物热历史的含义

个人理解是，聚合物发生变化过程中，和外界发生能量交换的历史。
主要在聚合物热分析中用到，像DSC、DTA、DTG、DMA等，可以参看近代聚合物分析技术之类的书籍。

『陆』 热是什么自古以来就有不同的看法。十六世纪以后，热的本质又是什么

历史上关于热本质的争论，归结到一点，就是热是物质还是分子运动的宏观表现。人类对于火以及与火密切相关的热的探索，可追溯到上古时代。古代人视火为神灵，例如，在我国就有火神祝融的传说。其后，随着人类文明的发展，对火的认识也在变化。公元前5
世纪左右，古希腊的赫拉克利特（Heraclitus，前540～前480）认为火是万物之源；古希腊的亚里士多德提出四元素（土、水、火、气）说；我国殷商时期出现了五行说。他们都把火视为构成世间万物的“基元”物质。然而，几乎就在上述同一时期，古希腊的柏拉图根据摩擦生热现象，认为火是一种运动的表现。我国东汉时期的王充的“元气”说，把热视为“气”的运动与变化。可见早在古代，人们对火和热的本质就存在两种对立的看法。在欧洲，人们探索自然界的热情在文艺复兴后重新兴起。古希腊原子论者猜想热是一种特殊的、不可直接察觉的物质：当不同温度的物体接触时，温度总要趋于相同，这种现象被解释为一种物质从高温物体流向低温物体。这种物质类似于笛卡儿提出的那种无所不在的流体。不过，英国的F·培根（FrancisBacon，
1561～1626）、伽利略和玻意耳等人则认为热的流体理论是不可信的，他们试图把热解释为受热物体的微粒的机械振动。特别值得一提的是，F．培根在考察热的本质时，列举28
个具有热的例证，32 个缺乏热的例证，41 个比较例证，运用归纳法，得出“热的精英和本质就是运动”。
不过，整个17 世纪和18 世纪初叶，无论是热的流体说，还是热的运动说，都因缺乏实验基础而未能牢固建立起来。1741
年，华伦海特（参见“华伦海特”）改良了温度计并定出华氏温标，建立起测温学；1756 年，英国的布莱克（Joseph
Black，1728～1799）及其学生欧文提出比热和潜热概念，奠定了量热学的基础，从此，热学走上了实验科学的道路。人们对不同温度物体混合在一起进行量热实验时，发现热量守恒。若联想到当时已被公认的质量守恒，自然会想到热是某种热物质，这使热流体观点占了上风。
从18 世纪60 年代起，布莱克等人对热流体[1787
年拉瓦锡称之为热质（Caloric）]理论作了深入探讨，他建立了一种热流体模型：①热质是由自身彼此排斥而为普通物质粒子所吸引的、无重量的微粒所组成的流体，它不生不灭；②热质能扩散到所有普通物质的“空隙”中，并在普通物质粒子周围形成一气层，这气层的密度随温度的升高而增加。这样，热质说得到了明确的理论表示。这一模型对于热传导、热膨胀和量热学的一些实验结果，都能给予相当成功的解释。于是，自18
世纪80
年代起，几乎在整个欧洲，热质说占了统治地位。与热质说相对立，一些科学家认为热不是什么热质，而是物质运动的一种表现。俄国科学家罗蒙诺索夫在1744
年写的论文《论热与冷的原因》中认定热是物体内物质的运动。1798
年，伦福德伯爵（参见“本杰明·汤普逊”）在炮筒镗孔实验过程中观察到钻头越钝产生的热越多，热几乎是取之不尽的。这么多热从哪里来的呢？他的结论是：“不消说，任何与外界隔绝的物体或物体系所能无限制地持续提供的某种东西不可能是实物性的物质，而且在我看来，除非它是运动。”次年，戴维（HumPhry
Davy，1778～1829）通过将两块冰相互摩擦而使之全部融化的实验，也得出与伦福德同样的结论。这使得热质说主张的普遍的热量守恒定律遭到了失败，但它并未被彻底摧毁。因为一方面当时尚未建立起可替代热质说的可靠理论，另一方面，对热辐射现象，伦福德的热运动说无法给出解释，而热质说视热为一种特殊物质，倒能说明热可穿透虚无空间传播这一事实。因此，19
世纪30 和40 年代，热质说又在某些“以太论”中出现。
1842 年，德国医生迈尔（Julius RobertMayer，
1814～1878）在“论无机界的力”的论文中认为热与机械能可以转换，并建立起量值上具有相当性的概念。其后，焦耳从 1840 年起花了近40
年时间，用电的、机械的等各种方法精益求精地做实验，证明：要使一磅水的温度升高1 华氏度，需做功772 英尺磅。这个数值相当于1cal＝4．157 J
．这与目前国际公认的热功当量的精确值4．1868
焦非常接近。焦耳实验以雄辩的事实说明热和功是能量传递与转换的两种不同形式，并可以一定的当量关系相互转换，从而从实验上彻底推翻了热质说。在焦耳进行实验的同时，R．克劳修斯（Rudolf
Clausius，
1822～1888）进行了大量的理论性工作（参见“气体动理论的发展”），证明物体温度是组成该物体的分子无规则热运动的宏观表现，这就从理论上推翻了热质说，确立了热的分子运动论。

『柒』 热历史是什么

十九世纪初，美国展开一场向西部扩张的西进运动，一批批冒险家纷纷向太平洋西岸推进。加利福尼亚发现金矿的消息被证实后，引发另一波的移民潮，人们放下手边的工作涌向圣弗朗西斯科，试图一圆淘金的梦想。

十九世纪初，美国开始了势不可当的西进运动，使美国的边疆从密西西比河不断向太平洋西岸推进。一八四八年，前进到加利福尼亚的人们在这里发现了金矿，立刻引起世界的轰动，迅速形成规模空前的淘金热，并对西进运动和美国西部的开发产生了极大的刺激。淘金热是西进运动的一个重要内容，犹如是一幅壮丽画卷上一个亮丽的片段。

「西进运动」的产物
加利福尼亚淘金热与美国历史上的西进运动有着不解之缘。它直接起源于西进运动中人们的一系列活动：首先，一八四八年在加利福尼亚发现的金矿位于新赫尔维蒂亚的萨特社区，这里地处萨克拉门托河与美利坚河的交会处，是太平洋沿岸两个最大的美国移民早期殖民地之一，由美国移民萨特在一八四八年开始修建；其次，金矿的发现者马歇尔正是那些征服太平洋沿岸的美国移民，他出生于资本主义发达的新泽西，在一八四四年踏上了「西进」的征途，从密苏里迁入俄勒冈，次年定居萨特社区；复次，金矿发现点处于马歇尔与萨特合营的锯木场的水车引水沟，淘金热爆发时，这里的木材加工立即解决了淘金者在生产和生活上的燃眉之急。

其实，在这以前，在太平洋沿岸已多次发现金矿。据记载，较大的金矿发现是一八四一年在洛杉矶附近和一八四二年在南加利福尼亚。这两次都没有引起震撼性影响，尽管一八四二年的那次金矿发现也吸引了几百位淘金者，但很快就无声无息了。这是因为在一八四八年以前的几次发现均发生于印第安人的区域，印第安人的社会还处于相当原始的状态，他们并不懂得黄金的经济价值。再者，当时这里的移民很少，商品经济的发展程度较低，与外界的联系也很有限，以致发现金矿的消息传播不出去。

然而，时至一八四八年，情况则因西进运动而大为改观。随着移民的不断进入、经济生产的持续发展以及与外界交往的愈加密切，使得发现金矿之类的事情不会再「始终是地方性的」。一八四八年一月二十四日，金矿被发现；三月十五日，圣弗朗西斯科的《加利福尼亚人报》首先刊登这一消息；五月十二日，商人布兰纳带着金沙样品从金矿区来到圣弗朗西斯科，使发现金矿的消息得到证实；八月十九日，一封描述这次发现的信件在美国东部纽约的《先驱报》上刊载，消息随之几乎传遍了全世界。淘金热由此开始。

西进运动不仅仅是意味着美国领土面积的扩大，更为深刻的是使商品经济与资本主义生产方式在北美得以广泛的传播和移植。一八四○年代，美国人在加利福尼亚的发展以及他们的思维方式、行为规范、人际关系构成了淘金热得以如火如荼的文化背景。上述提及的锯木场就是按照现代的经营方式运行的。根据合同，萨特为锯木场提供必要的资金，而负责经营的马歇尔则以四分之一的产品作为报酬，人员管理实行雇佣劳动方式。而使金矿发现的消息「最终扩大到全世界」的布兰纳是一个「冒险商人、操纵者和土地投机家」，他在加利福尼亚创办有一系列企业，并在萨特社区设有一家「总店」。一八四八年三月，这个总店的老顾客们开始提出用黄金支付威士忌和其他商品的价钱，布兰纳马上领悟到这次发现的意义。于是，意识到将有无限商机来临的他立即千方百计地去筹集货源，以满足顾客们对其商品的需求，进而换取大量金沙。这三人的活动与关系是当时的一个社会缩影，反映出淘金热的兴起与市场经济的刺激和调剂是相联系的。而这种联系是西进运动造就的。

加利福尼亚淘金热的「爆发」和进行还直接受到美国政府的推动。从大局来看，美国政府十分重视西进运动，一向全力支持美国的牛仔们向西部披荆斩棘；具体而言，美国政府在淘金热兴起前后正在准备正式兼并加利福尼亚。当时，美国刚刚打完以实现「天定命运」为目的的墨西哥战争，把加利福尼亚变成美国国旗上的又一颗星的设想已是大势所趋。政府正需要有美国人能大量进入加利福尼亚，使这地区的人口能达到以州的名义申请加入联邦的法定数额规定。一八四八年六月，美国驻加利福尼亚总督梅森专门向总统波尔克送交了一份报告，称金矿的价值「足以支付几百倍以上的墨西哥战争的费用」。十二月五日，波尔克在致国会的咨文中正式公布了这份报告，证实加利福尼亚金矿的发现。许多原本半信半疑的美国东部人恍然大悟，立即西进，涌向加利福尼亚。当淘金热导致人口剧增，进而影响商品匮乏时，美国政府又想方设法调剂和统筹商品货源，甚至还派遣了一个代表团到中国，要求中国商人能直接将商品运到加利福尼亚。这些都体现出了政府的作用与影响。

涌向金矿发现地
在加利福尼亚发现金矿的消息被证实后，美国沸腾，世界震撼。近在咫尺的圣弗朗西斯科最先感受到淘金热的冲击，「几乎所有的企业都停了业，海员把船只抛弃在圣弗朗西斯科湾，士兵离开了他们的营房，仆人离开了他们的主人，涌向金矿发现地」；「农民们典押田宅，拓荒者放弃开垦地，工人扔下工具，公务员离开写字台，甚至连传教士也抛弃了他们的布道所，纷纷前往加利福尼亚」。在一八四八年六月时，圣弗朗西斯科一半的房子已人去楼空，两家报刊因排字工人离去和订户的离散而不得不停刊，连在美国海军「安妮塔号」军舰上也仅剩下六名水兵。这股热潮接着席卷圣弗朗西斯科北部的俄勒冈和南部的墨西哥。在俄勒冈，仅在一八四八年夏季，就有一半的成年男子，约三千多人，抛下即将收获的谷物南下加利福尼亚。与此同时，有四千多墨西哥人北上加利福尼亚。这年的八月十七日，梅森写道：在加利福尼亚前往矿区的路上，由于人们都赶向矿区，特别是男子劳动力，「沿途工厂闲置在那里，麦田任牛羊去啃食，一幢幢房屋空无人烟，农场也变得荒芜了」。整个世界似乎都在放歌〈哦！苏姗娜〉：「哦！加利福尼亚，那是为我安排的地方；我到萨克拉门托去啦，脸盆儿放在膝盖上。」

成千上万来自北美、欧洲及天涯海角的淘金者使加利福尼亚的人口猛增。一八四九年初，加利福尼亚大约有人口二万六千人，到年底已达十一万五千人，而且不少新近出现和形成的城镇很快就「几乎成了国际性的」。圣弗朗西斯科是当时世界上「发展最快的城市」，一八四八年三月只有八百一十二人，一八四九年初已接近五千人，一八五○年增至二万五千人。

星罗棋布的采金点分布在以圣弗朗西斯科为起点，沿萨克拉门托河向北和圣诺昆河向南，形成扇形，再向东一直延伸到内华达山脉。《加利福尼亚人报》描述了当时的气氛：「从圣弗朗西斯科到洛杉矶，从沿海到内华达山麓，整个地区都响彻着喊声：『黄金！黄金！』」起初，由于金沙在地表层，所以，只要用一个普通的洗脸盆，就可以从沙里淘洗出黄金。那时，平均每人一天能有二十美元的收入，这相当于美国东部工人日工资的二十倍。在一个富矿区，人均日收入是二千美元。一八五三年，淘金热达到顶点，加利福尼亚的黄金产值由一八四八年的五百万美元增加到一八五三年的六千五百万美元；一八五一至一八五五年美国的黄金产量几乎占全世界的百分之四十五。美国由此很快地成为世界上最大的产金国，各地淘洗出的金沙堆满了圣弗朗西斯科的仓库。据当时人的描写，梅尔斯和霍华德的商行「被金沙堆包围」，该行「从运抵这里的金沙中获得大量租金」，这笔收入达四十至五十万美元。布兰纳的库房从一八四八年五月一日至七月十日，就获得了价值三万六千美元、被用作支付库房租金的金沙。一八四八年至一八五一年，美国的金币铸造增加了二十倍。

在淘金热期间，由于人口的急剧增长，使得衣、食、住等生活物资供应陡然紧张，特别是服务性行业的发展无法满足社会需要，这导致物价飞涨。在圣弗朗西斯科，一片在美国东部只值四至五美分的面包要卖到五十到七十五美分；洗衣店洗一打衣服要价二十美元，这使得加利福尼亚的一些工人乾脆将衣服用轮船送到夏威夷去洗涤；原先一块只要十五美元的地皮，现在价格上涨到八千美元。许多商店直接要求顾客用金沙支付货款。由于受淘金热的影响，一八四八年到一八五一年，美国批发商品的价格指数(以一九一三年为一○○)从八十四七提高到一○二五。这些情况反映出这次淘金热对美国西部乃至整个美国市场都产生了重大影响。

淘金热的再度涌动及影响
从一八五四年起，加利福尼亚的淘金热出现降温的趋势，黄金的产值降至六千万美元，次年又降到五千五百万美元。但是，整个采金业则开始向深度和广度发展，采金范围遍及整个西部地区，在内华达、亚利桑那、科罗拉多、爱达荷、蒙大拿、怀俄明、犹他、新墨西哥等地都发现并建立了大大小小的金矿区，使新的采金高潮在一八五九年前后再度兴起，并持续到七○年代末。可见，淘金热不仅推动了西进运动，而且有力促进了美国西部的建设和发展。

同样重要的是，采掘矿种由采金发展到采银等多种矿物。位于内华达华绍地区的康斯托克，距离加利福尼亚东部边境仅二十英里，此地不仅金矿资源丰富，而且被认为是「世界上最丰富的银矿蕴藏地」。这新一轮的淘金热持续到一八七六年，大大小小的矿区几乎遍布西部各州。正是由于这些新的发展，使美国作为世界最大的产金国的地位一直保持到一八九八年。据统计，从一八四八年至一九三一年，在美国西部，共产金四十二亿美元，产银三十一亿美元。此外，还有大量其他矿物被开采，例如，蒙大拿的铜产量在一八八二年达到九百万磅，十年的产量则又增长了十七倍。

然而，十九世纪后半期采金业的大发展并非是重复前一时期淘金的轰轰烈烈，而是在深度上有所深化，广度上有所扩大，即采金业的进一步资本化。前一时期的淘金主要表现为群众性的浅层采金，矿工及夥伴或家人利用简陋的机械，甚至是手工，就能进行采掘；而现在金矿采掘转入深层开发，需要更多的设备和更复杂的技术，这是矿工个人或群体所无能为力的。于是，商人、工业家和银行家纷纷组成采矿公司，并逐步控制了西部的包括采金在内的采矿区。亚利桑那的希拉和图森矿区，就是由一个名叫「亚利桑那采矿和贸易公司」投资和控制的，该公司由圣弗朗西斯科商人所组成。又如，康斯托克矿区的主要投资者是一个名叫罗尔斯顿的人，这里使用的机器、木材等设备是他从加利福尼亚运进的。后来，罗尔斯顿还同他人一起组成「联合工业和采矿公司」，并控制了这一带的富矿区。在西部采矿业资本化的过程中，外国资本也发挥了不小的作用。据估计，从一八六○一九○一年，英国在美国西部采矿业中的资本，大约在五千万英镑左右。

在十九世纪美国西进运动和西部开发中，就发展速度和创造价值而言，难有哪个生产部门能和由淘金热带动起来的采矿业相匹敌，或媲美。因此，采矿业在美国历史上，特别在西部开发中，具有不可估量的作用。首先，采金业的发展使社会财富增长迅速，不仅使西部的社会面貌发生变化，而且为其他产业的发展积累和提供了资金；其次，采矿业带动了加利福尼亚等西部地区的相关工业的形成与发展，如木材加工、机械制造、冶金铸造等等；第三，大量人员的拥入，刺激了西部农业和畜牧业的发展。为了满足人们的需要，加利福尼亚的耕地从一八五二年的十一万多英亩增加到一八五五年的四十六万多英亩，这使粮食供应从供不应求，变为绰绰有余；第四，采矿业带动西部交通运输业的发展，以矿区为中心和联系各矿区的交通运输线从加利福尼亚逐步向外扩展，进而形成西部的交通网络，从而加快了西进运动的最终完成和西部的深入开发。美国历史学家格雷斯利写道：「采矿业是西部定居的重要因素」，它「有助于西部贸易中心的创立，广大的交通运输的完成和为农产品提供市场」。

淘金热中的华人
虽然，从一八二○年起，美国就有中国移民入境的记录，但在一八五○年以前，华人在美国居留者可谓寥若晨星。然而，汹涌澎湃的淘金热很快影响到中国沿海的广东和福建等地区，其中尤以广东的「四邑」为最。关于金山的传闻可能是激发黄金梦的最重要的动力，相对与澳洲墨尔本被称为「新金山」，贫穷的中国农民把圣弗朗西斯科称为「旧金山」，这称呼一直沿用至今，以致这已成为中国人对圣弗朗西斯科的习惯称呼。

为了寻找生计，许多中国人透过中间人的安排，以实为卖身的方式，签定契约，以「赊单制」的形式来到美国，即中国人所称的「卖猪仔」。他们由珠江三角洲直运到圣弗朗西斯科金门桥下，暗中交予当地的同乡会照看，然后前往深山里的金矿区。他们长期生活在荒山僻野，风餐露宿，不管是初期开矿，还是以后筑路或在农场工作，都是一天忙到晚，一年累到头，日复一日，年复一年地辛苦劳作，生活十分简朴。稍有闲暇，也因语言不通和受到歧视，只能与周围的中国人在一起排遣，久而久之，在一些美国城市里形成了中国人相对集中的区域唐人街。

从一八四九至一八八二年，共有三十万华人进入美国，大多集中于西部，这是中国历史上最大的一次移民潮。在初期，其中绝大部分人是为采掘黄金而来，而后来，则主要是从事筑路。一八五○年，第一批作为廉价劳动力的华人到达加利福尼亚，他们随即为这里的淘金者建造了住所和家宅，受到美国人的赞誉，「没有中国人的帮助，这些淘金者很难在加利福尼亚生活下去」。在加利福尼亚等西部金矿区，华工被称作「可以依赖的唯一的劳动力来源」。一八七三年美国出版的一本书中写道：「在矿区、农场、工厂以及加利福尼亚的劳工中，雇用华人是最理想的。华人做的大部分工作如果用要求很高的白人工人来做，那将不能持续下去。」华人大多数只是暂居美国，工作一段时间便返回中国，而新来的中国人则替代了他们，使得劳动力不断更新，始终基本上是青壮年男性。

华人首先是在加利福尼亚的矿山工作。据美国财政局统计，一八六二年加利福尼亚有大约二万华人矿工。按每人每月交纳四美元的开采税计算，他们一年要向加利福尼亚政府交纳近一百万美元；假如华人每人每天花费三十美分买水，那一年就是二百一十九万美元。直到一八八○年，加利福尼亚华人的五分之一仍在矿山工作。一八四八至一八八三年，加利福尼亚开采了价值十二亿美元的黄金，相当于美国同期黄金总产量的三分之二，其中相当一部分为华人所采挖。这是美国社会所公认的事实。

如前所述，淘金热带动了加利福尼亚等地的经济发展，而在这些发展起来的经济部门中，华人也发挥出了重大作用。在西部制造业中，华人是主要劳动力，一八七二年，加利福尼亚工厂中百分之五十的工人是华人。当时的一位牧师说道：「没有华人劳工，加利福尼亚的制造业一天都不能存在下去。」与此同时，华人也是西部农业劳动力的主要来源。在淘金潮的发源地萨克拉门托，华人农业工人占该地农业劳动力的百分之八十六。一八九三年，美国《太平洋乡村报》评论道：华人农业工人「是专业的采摘者和包装者，如果没有华人，我们就难以看到我们每年的水果收获并运往市场的。」最为壮阔的是在受淘金热刺激而发展的铁路修筑中，逐步从金矿转业而来的华人工人为修建横贯美国的铁路作出了重要的贡献。直到一九四三年五月，美国的《基督教世纪》还发表了一位当时的铁路工程师的文章：「我想提醒你们，不要忘记华工为开发这个国家的西部所做的一切。」美国学者海因茨评价道：「加利福尼亚的华人对加利福尼亚早期经济的发展作出了与其他任何一个民族至少是同样的贡献。在加利福尼亚很多主要行业的形成时期，华人曾经起过强有力、至关重要的作用。」

然而，原本就种族主义意识浓厚的美国白人，并没有正视华人的贡献和尊重华人的人格，认为工作勤奋努力和待遇要求不高的华人对他们形成了竞争，对他们的就业构成威胁，造成他们生活水平下降。于是，对华人的排斥、攻击、侮辱等事件此起彼伏，仇华居然形成一股颇有影响的思潮和势力。从十九世纪八○年代起，美国政府也不惜动用法律来限制华人入境。在美国社会上，抹杀和贬低华人在美贡献的事已屡见不鲜，习以为常。在美国的一本历史教科书中有一幅插图，描述当时两条铁路贯通时的情景，图上每一个人下面都标注有姓名，唯独两个人没有注明，这两人都是华人。

『捌』 热学的发展简史

人类对热现象的认识首先源于对火的认识 古代西方：火、土、水、风是构成万物的四个主要元素。
中国古代：金、木、水、火、土五行学说。
实际古代物理学主要成就是古代原子论，人们用古代原子论解释一切现象，其特点是猜测性的思辫。 热是物质内部分子运动的表现这一基本思想逐步确立，但由于缺乏精确实验根据，尚未形成科学理论。
18世纪中叶以后，系统的计温学和量热学的建立，使热现象的研究走上实验科学的道路，由于各种物理现象的相互联系尚未被揭示出来，“热质”这一特殊的“物质”被臆想出来,在以“将错就错”的形式发挥一定作用后最终退出历史舞台。 在1644年笛卡儿在《哲学原理》中就提出了运动不变的思想，但没有给出具体反映这种不变性本质的物理概念。随着人们对自然界认识的不断加深和拓广，逐步发现不同的物理现象之间存在着内在的联系。德国科学家迈耶从哲学角度首先确定了这种永恒性，他坚信“无不生有，有不变无”，通过对马拉车运动过程进行了细致地分析，指明轮子摩擦散热和马做功一定有确定的比例；后来英国科学家焦耳通过大量精确和严格的实验，测量出热功当量为4.18J/cal，确立了建立能量转化与守恒定律的实验基础；德国科学家亥姆霍兹最终建立了能量守恒定律的数学表达。他从v=推出了mgh=1/2mv^2,并建议用1/2mv^2代替mv表示机械运动的强弱，用来度量能量的改变。能量转化与守恒定律的建立过程说明了正确的哲学思想、严格的实验和严密的数学推理是自然科学认知过程的三个基本要素。
热力学第一定律就是能量转化与守恒定律在热现象过程中的具体表现。在热力学第一定律建立以后，德国物理学家克劳修斯和英国物理学家开尔文通过分别对法国工程师卡诺关于理想热机效率问题研究成果的细致分析，各自独立的发现了热力学第二定律，并找到了反映物质各种性质的热力学函数。
1850年前后，物理学界普遍认识到了热现象和分子运动的联系，但微观结构和分子运动的物理图像仍是模糊或未知的。凭借着对分子运动的假设和运用统计方法，克劳修斯正确地导出了气体实验公式。另外，麦克斯韦和玻尔兹曼在研究分子分布规律和平衡态方面也做出了卓有成效的工作。后来吉布斯把玻耳兹曼和麦克斯韦所创立的统计方法推广而发展成为系统的理论，将平衡态和涨落现象统一起来并结合分子动理论一起构成统计物理学。 在1900年欧洲物理年会上，英国物理学家开尔文发表过一段非常著名的讲话，其中他不仅讲道“19世纪已将物理学大厦全部建成，今后物理学家的任务就是修饰完善这座大厦了”，而且又讲道“在物理学的天空中几乎一片晴朗，只存在两朵乌云。”他所指的两朵乌云其实就是迈克尔逊—莫雷测量“以太风”实验和测量黑体辐射实验中用现有的经典物理无法解释。后来对“以太”的测量的研究和爱因斯坦狭义相对论的建立，揭示了经典牛顿时空观的严重缺陷；而对黑体辐射能谱分布规律的研究及对热容量的研究，揭示了经典统计物理学理论的重大缺陷，发现了微观运动的新特性。1900年普朗克提出了能量量子化的假设，用这种假设成功地揭示了黑体辐射问题。与量子力学的有机结合使经典统计物理学发展成为量子统计物理学。二十世纪五十年代以后，非平衡态热力学和统计物理学得到迅速发展，其代表人物是比利时物理学家普里高金。

『玖』 地球的热历史

地球的热历史与地球的起源、演化有密切关系，要计算和演绎地球的热历史，须了解地球的初始温度，这便涉及地球的起源问题。有关地球的热起源问题，主要存在两种假说，一种是高温起源说，另一种是低温起源说。

高温起源说认为原始地球和其他行星一起是从太阳分离出来的。按照这一观点，原始地球的温度从一开始就很高，以后逐渐冷却，地球内部的热量就是原始地球的残余热。但后来发现，地球的残余热量，远不能使地球内部维持到现在的热状态。自20世纪初（1903年）发现放射性元素以来，有人才认为放射性元素衰变产生的能量，不断地补充着地球向宇宙空间散失的热量，从而大大延缓了地球的冷却速度。

图8-11 斯梅斯洛夫综合的地球内部温度分布曲线

低温起源说则认为，由于地球是由冷的星云物质集聚而形成的，因此开始时温度并不高，以后由于星际物质中放射性元素衰变释放的能量，储存于地球内部，才使地球内部逐渐聚积起越来越多的热能。

从20世纪40年代起，人们对高温起源说的怀疑越来越大，因为它不符合许多天文观测事实和地球上所见到的大量地质证据。目前，多数人认为，地球是由一些低温的尘埃、气体和陨石等原始星云物质结合而成。这些原始星际物质在其相互碰撞、集聚过程中，大部分动能转变成热能，由于它们的导热性能差，热量不易散失，于是聚积起来的热能可使原始地球内部的温度很快升高。据统计，原始地球内部的平均温度约为1000℃（Press et al.，1974）。在（45～47）×10⁸a以前，地球已作为一个独立的星体出现，但由于温度尚未达到原始星云物质的熔点，因此，当时的地球还只是一个未曾分异和较为均质的“混沌体”。原始地球一旦形成以后，星云物质撞击生热和重力压实转换热能就逐步居次要地位，而放射性元素的衰变热在地球内部加热过程中则起着越来越大的作用。据李氏（1967）及迪肯松和鲁斯（1971）等推算，45×10⁸a前地球的放射性生热量约为现今的7.5～8倍，当时的平均地温梯度可高达15℃/100m。在这种情况下，原始地球内部的温度将继续快速上升。汉克斯和安德森推算了不同时期地球内部的温度变化，据估算结果，在原始地球生成后的5×10⁸a内[即大约（40～42）×10⁸a前]，地球内部平均温度约已升高至1500℃。再过5×10⁸a[即大约（35～37）×10⁸a前]，地表下400～800km处的温度已达到铁在该深度相应的压力下的熔点。铁一旦熔融，将不断向地心集中，于是又释放出大量由重力分异能转换来的热能。这部分热量将使整个地球的平均温度升高至2000℃，足以使绝大部分地球物质处于熔融状态。

俄罗斯人留比莫娃和美国的麦克唐纳对研究地球如何演化到目前状态进行了各种模拟计算，认为即使地球在30×10⁸a或45×10⁸a以前处在低温状态，但随着时间的推移，其内部的温度却会大大升高，使部分地幔熔化，铁质集中到地球的中心变为地核，而轻元素则集中在地球的表层形成地壳。

由上述可见，在原始地壳分异过程中，温度起着决定性作用，可以说，地球内部生成和储存的巨大能量，是推动整个地球发展的内在动力，整个地球的发展史在一定程度上是一部地球的热发展史。

『拾』 地质热历史模拟

使用 Solve软件(Ketcham et al.,1999,2000)对三清山山体的热历史进行了反演模拟。根据获得的磷灰石裂变径迹参数,确定了热史模拟的初始条件。模拟时间从90Ma(晚白垩世)开始,模拟温度从高于磷灰石径迹退火带的130℃到现今地表温度,4个磷灰石样品的模拟结果见图4.6。图中实线表示样品的热历史路径,虚线区代表反演模拟的较好拟合区,点线区代表可接受区。图左上角表示的是样品代号、实测径迹长度和模拟径迹长度,实测Pooled年龄和模拟Pooled年龄,K-S值和GOF值。可以看出裂变径迹的实测和模拟长度,实测和模拟Pooled年龄均非常接近,以及K-S检验和GOF年龄拟合参数均在0.9以上(注:一般认为,K-S和GOF参数大于0.5,模拟结果是可接受的)。三清山热历史模拟图表明,模拟条件接近真实条件,也获得了理想的模拟结果,每个样品均获得了最佳的热历史路径。

图4.6 三清山地质热演化历史模拟图

模拟表明,三清山的热演化历史总体上可以分为4阶段:①约90Ma到65～60Ma,温度较高,主体高于100℃,处于磷灰石裂变径迹退火带底部温度;②从65～60Ma 到45Ma,较快速降温,由120～100℃降至95～85℃;③从约45Ma 到20～15Ma,缓慢降温,温度由95～85℃降至约80℃;④从20～15Ma到现今,快速降温,温度由约80℃降至现在的地表温度约12℃左右。