中国古代的热学成就
大学物理演示(热学)1(赵)
M Mdw
W是Mi的概率
20.2 统计物理学基础 20.2.1 微观量与宏观量
热学的研究对象： 大量微观粒子组成的宏观体系
热力学系统 或简称系统
阿伏伽德罗常数 NA= 6.023 ×10 23 /mol
宏观量: 描述系统整体特征的物理量.
宏观状态参量
如: 气体的 V, P, T...
微观量: 系如统: 中粒描子述的单m个,粒p子,特v征, 的物理量.
1) 常温常压下，分子的数密度
n～1025 / m3
2) 分子的平均平动动能
t
3 kT 2
3 1.381023 300
2
6.211021J 3.8810 2 eV
3) 氧气的方均根速率
2 3RT
M
3 8.31 300 3210 3
483 m/s
• ………
20 统计物理学基础
20.1 统计规律与概率理论
物质的微观模型
1.宏观物体由大量微粒—分子(原子)组成的
N A 6.022 1023 mol-1
2.物质的分子在永不停息地做无序热运动
扩散
布朗运动
f
3.物质的分子存在相互作用力
斥力 合力
f
rs
rt
(s t)
r0
O
r
s 9～15 t 4～7
20.2.2 平衡态与非平衡态 平衡态： 在不受外界影响的条件下，一个系统的宏观性质
不随时间改变的状态。
动态平衡
平衡态的特点
真空膨胀
p,V ,T
p',V ',T
1）单一性; 2）稳定性； 3）自发过程的终点； 4）热动平衡.
中国古代对物理学的贡献
一、中国古代对力学的研究力学知识起源于古代人对自然现象的观察和生产劳动中的实践经验，并逐步发展为生产技术和初步的自然哲理，这在东西方古代都是如此。
在我国古代，手工工艺技术成果远比经验性的理论总结突出得多，这是中国古代对力学研究的主要特点。
从时间来看，大体可分为春秋战国、两汉、宋明三个高潮。
（1）春秋战国时期（公元前770〜前221年）公元前316年，蜀守李冰修建都江堰，“正面取水，侧面排沙”，其飞沙堰工程巧妙地利用了弯道环流，说明当时测河水流量、了解泥沙规律等水力学知识及水利工程已有相当的水平，成都平原二千多年来始终受益。
传为齐人著的《考工记》，是记录我国古代农具、兵器、乐器、炊具、酒具、水利、建筑等古代手工艺规范的专著，现存版本中如《裘氏》、《筐氏》、《雕氏》等篇内容已散佚。
其中惯性现象的记述［”马力既竭，螭（zhou,指车辕）犹能一取焉”］,车轮大小与拉力的关系（轮太低，马总是像上坡一样费劲），箭羽影响箭飞行速度的关系（“后弱则翔，中强则扬，羽丰则迟”），检验木料强度的经验方法［如“置而摇之，以视其蜗（yudn,蠕动程度）］,“横两墙间，以视其槎之均”，“横而摇之，以视其劲”），以及堤坝设计的经验尺寸等，都反映了我国当时的生产技术水平和经验知识水平。
与《考工记》几乎同时的《墨经》，则进一步得出一些初步的力学哲理（如“奋”、“衡”、“本”、“标”、“重”、“权”等），给力下了比较科学的定义：“力，刑（形）之所以奋也。
”可惜这一形成科学的抽象思维进程在后世没有顺利继续下去。
这一时期是以记录与积累生产经验为主，也形成了初步哲理。
（2）两汉到五代时期（前206〜960）简单机械逐渐发展为精巧的或大型的联合机械，如张衡的水运浑天仪、候风地动仪，西汉未巧工丁缓（公元1世纪）的“被中香炉”是世界上已知最早的常平支架，祖冲之（429〜500年）的水磨等等。
隋代造船业已很发达，如隋炀帝的龙舟已高40尺,宽50尺，长200尺。
物理学史--热学发展简述
古代热学 近代热学 现代热学
热学发展简述
虽然人们在远古时代就用火,在古代还用火制造出陶器. 虽然人们在远古时代就用火,在古代还用火制造出陶器.铜器和铁器,在生产和生 活上接触到许多的热现象,但是,由于古代和中世纪的生产发展比较缓慢,积累的知 识还不够丰富,因而,从远古到18世纪初这个时期,热学还不能作为一个系统的科学 识还不够丰富,因而,从远古到18世纪初这个时期,热学还不能作为一个系统的科学 建立起来,人们对于热的本质只有一些不成熟的想法.在古希腊,对于热的本质曾产 生过两种不同的看法.一种看法是毕达哥拉斯在大约公元前500年提出的四元素(土. 生过两种不同的看法.一种看法是毕达哥拉斯在大约公元前500年提出的四元素(土. 水.火.气)学说,他把火当做自然界的一个独立的基本要素.这种学说与我国古代的五 行学说很相似,五行学说认为万事万物的根本是无恙东西,即水火木金土,称为五行. 另一种看法认为火是一种运动的表现形式,这是根据摩擦生热的现象由古希腊的柏拉 图提出来的.
铜器和铁器在生产和生铜器和铁器在生产和生活上接触到许多的热现象但是由于古代和中世纪的生产发展比较缓慢积累的知活上接触到许多的热现象但是由于古代和中世纪的生产发展比较缓慢积累的知识还不够丰富因而从远古到识还不够丰富因而从远古到1818世纪初这个时期热学还不能作为一个系统的科学世纪初这个时期热学还不能作为一个系统的科学建立起来人们对于热的本质只有一些不成熟的想法
热学发展简述
16~17世纪以后,欧洲的航海和对外贸易发展迅速 16~17世纪以后,欧洲的航海和对外贸易发展迅速
热学发展简述
热学发展简述
热学发展简述
热学发展简述
Hale Waihona Puke 热学发展简述热学发展简述
热学发展简述
热学发展简史演示文稿
温度和温度计
• 热现象的定量研究首先遇到的问题就是确定物 体的冷热程度，而表征物体的冷热程度的物理量 就是温度。为了给温度概念以确切的定义，我们 考察一个人们所熟悉的基本热现象，这就是热平 衡。从热平衡这个实验得出的结论，可以概括为： 如果两个物体中的每一个物体都与第三个物体处 于热平衡，则这两个物体彼此也必定处于热平衡。 因为这个结论是由大量实验事实所确证的，所以 看作是一条独立的定律，被称为热力学第零定律。
• 18和19世纪随着气体温度计的制作和改进，气体膨胀规律的研究有了 较大的进展。 1702年阿蒙顿进一步改进了伽利略的空气温度计，他发现了一定量 的空气在定容情况下，从 冰的熔点加热到水的沸点其压强增加了三倍。 法国化学家和物理学家盖· 吕萨克(1778—1850)对氧、氢、氮等多种 气体的膨胀系数又作了 细心的测定，得出了相同的数值，即都是 0.00375或1/266.6。这样就得到了著名的盖· 吕萨克定律：
热学作为物理学的一门分支学科，其任务是研究 与物质冷热程度有关的以热现象为主要标志的物 质热运动规律。热学在建立发展过程中孕育产生 的热力学和统计物理学知识与方法是研究多体问 题的有效手段，从而成为现代物理的重要基础。
一、古代物理学中的热学 古代西方：火、土、水、气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。
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热力学的这些基本定律是以大量实验事实为根据建立起来的，在此基础上， 又引进了三个基本状态函数：温度、内能、熵，共同构成了一个完整的热力 学理论体系。此后，为了在各种不同条件下讨论系统状态的热力学特性，又 引进了一些辅助的状态函数，如焓、亥姆霍兹函数(自由能)、吉布斯函数等。 这会带来运算上的方便，并增加对热力学状态某些特性的了解。从热力学的 基本定律出发，应用这些状态函数，利用数学推演得到系统平衡态各种特性 的相互联系，是热力学方法的基本内容。 热力学理论是普遍性的理论，对一切物质都适用，这是它的优点，但它不能 对某种特殊物质的具体性质作出推论。例如讨论理想气体时，需要给出理想 气体的状态方程；讨论电磁物质时，需要补充电磁物质的极化强度和场强的 关系等。这样才能从热力学的一般关系中，得出某种特定物质的具体知识。 平衡态热力学的理论已很完善，并有广泛的应用。但在自然界中，处于非平 衡态的热力学系统(物理的、化学的、生物的)和不可逆的热力学过程是大量存 在的。因此，这方面的研究工作十分重要，并已取得一些重要的进展。目前， 研究非平衡态热力学的一种理论是在一定条件下，把非平衡态看成是数目众 多的局域平衡态的组合，借助原有的平衡态的概念描述非平衡态的热力学系 统。并且根据“流”和“力”的函数关系，将非平衡态热力学划分为近平衡 区(线性区)和远离平衡区(非线性区)热力学。这种理论称为广义热力学，另一 种研究非平衡态热力学的理论是理性热力学。它是以热力学第二定律为前提， 从一些公理出发，在连续媒质力学中加进热力学概念而建立起来的理论。它 对某些具体问题加以论证，在特殊的弹性物质的应用中取得了一定成果。 非平衡态热力学领域提供了对不可逆过程宏观描述的一般纲要。对非平衡态 热力学或者说对不可逆过程热力学的研究，涉及广泛存在于自然界中的重要 现象，是正在探讨的一个领域。如平衡态的热力学和统计力学的关系一样， 从微观运动的角度研究非平衡态现象的理论是非平衡态统计力学。
中国古代物理学与热有关的发明创造
中国古代物理学与热有关的发明创造西汉《淮南万毕术》中记载了鸡蛋壳在大风中飞扬的事：“艾火令鸡子飞”。
东汉高诱注释说：“取鸡子去其汁，燃艾火，纳空卵中，疾风因举之飞。
”(《太平御览》卷九二八)据此推知，将鸡蛋内蛋汁吸尽(大概尚需烘干蛋壳)，通过其一端小孔将燃烧着的艾草插入壳内，在疾风下高举蛋壳，蛋壳将自行飞扬。
这可能是燃烧着的艾草使壳内温度升高，加热壳内气体，并将气体从小孔排出，整个蛋壳比重减小，加之疾风影响，因而在空中飞扬。
可以说，这是热气球升空的一个最古老的游戏。
有人认为，即使蛋壳内全部空气排净，所获得的浮力也不可能使蛋壳上升；甚至仅有壳衣，也不能自行上升。
这可能是他们没有注意到文献记载的“疾风”的影响，大概也没有烘干蛋壳。
研究中国科学技术史的英国学者李约瑟博士就此有关的问题说：17世纪的欧洲人，欢度复活节时，曾作过蛋壳升空的游戏。
其方法极简单，但要有点诀窍。
吸尽蛋汁，烘干蛋壳，然后由小孔注入少许水，并以蜡封小孔。
这样的蛋壳在炎日下逐渐呈不稳状态，逐渐变轻，并终于飘浮起来，飘浮极短时间后即行落下。
这是因为壳内水份蒸发，气体膨胀。
待小孔封蜡经日晒融化，小孔成为排气孔，壳内蒸气适足使壳体升空一个短时间。
待蒸气排尽，空气再渗入，蛋壳即落下。
如果加热空气，造成气流，并以此气流推动轮轴旋转，古代人按此原理制造的玩具称为“走马灯”。
图6-2 走马灯上元节玩灯笼，可能起于隋唐时期。
其中，“走马灯者，剪纸为轮，以烛嘘之，则车驰马骤、团团不休。
烛灭则顿止矣”(《燕京岁时记》)。
(图6-2)它的制作方法是，在一个方形或圆形灯笼中，插一根铁丝当立轴，轴上方装一纸质叶轮。
立轴中央装二根交叉细铁丝，在铁丝每一端贴上人、马一类剪纸。
当灯笼内点燃灯烛后，热气上升，形成气流，推动叶轮旋转，于是剪纸随立轴旋转。
剪纸的影子投射在灯笼纸罩上。
从外表看，就成“车驰马骤、团团不休”。
走马灯又称“马骑灯”，在宋代盛行。
宋代市上有专卖灯笼的店铺。
中国古代物理学贡献【课题研究】
中国古代物理学贡献【课题研究】榆中县恩玲中学课题研究论文高一十五班第五组中国古代物理学贡献专业：物理学生姓名：杨文浩、马晓智、丁梓雪等指导教师：任德鑫完成时间：2021年4月29日特别发达，出现了“百工匠”；如造车轮的“轮匠”，造车轴的“轴匠”，造箭的“矢匠”等。
在这些手工技术中有丰富的物理学知识，但人们没有认识。
2、奴隶社会向封建社会过渡期(公元前770年—前221年)此时期对物理学知识有了系统研究和论述，主要著作有:《墨经》和《考工记》等.对力、热、光等都有论述。
2. 1力学方面《墨经》最早对力下了定义：“力荆之所以奋也”.意思是力是使物体运动状态改变的原因.《墨经》第114. 116条对时间和空间最早作出了正确定义:“宇或徒，说在长宇久”；“行修以久，说在先后。
”意思是说物体位置改变是空间随着时间自近而远的持续增长。
“墨经”还最早论述了“杠杆原理”和“浮体平衡原理”。
《论衡.状留篇》中的:“是故车行于陆，船行于沟，其满而重者行迟，空而轻者行疾。
" “任重，其进取疾速，难矣。
”意即在一定外力条件下，较重的物体运动较慢，其开始运动和加快运动也难。
《论衡》中:“古之多力者、身能负荷千钧。
手能决角伸钧，使之自举，不能离地”。
最早提出系统的内力不能使物体运动的结论。
2. 2热学方面《考工记》中：“凡铸金之状，金(铜)与锡；黑蚀之气竭，黄白次之;黄白气竭，青白次之；青白之气竭，青气次之.然后可铸也。
”是我国最早对温度的认识，这段大意是在熔炼金属过程中，根据物体颜色判断物体冷热程度。
《论衡》中:“云雾、雨之徽也，夏则为露，冬则为霜，温则为雨，寒则为雪，雨露冻凝者，皆由地发，不从天降也。
”的论述是世界上最早分析一年四季物态变化形成的原因。
《论稀 .寒温篇》中的论述:“夫近水则寒，近火则温，远则渐微。
何则?气之所加，远近有差也”。
是世界上最早对热传导的论述。
2. 3磁学方面春秋末期(约公元前5世纪)《管子·地数篇》有：“山上有慈石，其下有铜金"。
中国古代物理学史100题
中国古代物理学史100题一、选择题1.春秋时代，有几何光学，力学等研究成果在科学史上有名的著作是：（1）《墨经》（2）《礼记》（3）《禹贡》（4）《内经》答（1）2.春秋末年，记载了当时手工业的主要工种，是我国古代第一部工程技术方面的专著是：（1）《易经》（2）《诗经》（3）《尚书》（4）《考工记》答（4）3.春秋时记载了声音共振现象的著作是：（1）《管子》（2）《韩非子》（3）《庄子》4）《山海经》答（3）4.1954年，在长沙出土了我国最早的天平及砝码是什么朝代的？（1）周（2）战国（3）秦（4）汉答（2）5.世界上第一台测定地震方位的仪器叫“侯风地动仪”，它的发明者是：（1）张衡（2）马均（3）丁缓（4）刘安答（1）6.明朝时，以等比数列创立了十二平均律的科学家是：（1）徐光启（2）宋应星（3）朱载土育（4）沈括答（3）7.唐初，在《礼记注疏》中解释虹的形成原因的人是：（1）刘禹锡（2）一行（3）孙思邈（4）孙颖达答（4）8.我国关于透镜聚焦的最早记载是公元2世纪的：（1）《论衡》（2）《淮南方毕术》（3）《春秋纬》（4）《初学记》答（2）9.《汉书西域传》记载有公元3年观察到：（1）摩擦起电（2）磁石吸铁（3）尖端放电（4）光的折射答（3）10.西汉刘歆写的什么书记载了指南车？（1）《太平御览》（2）《西京杂记》（3）《博物志》（4）《后汉书》答（2）11.西汉墓出土的弩机装有带刻度瞄准用的什么东西，可提高射击确度，类似近代步枪标尺。
（1）望山（2）准尺（3）瞄镜（4）靶标答（1）12.我国什么时代已有玩器竹蜻蜓的记载，竹蜻蜓能飞起的原理与直升飞机相同。
（1）汉代（2）唐代（3）秦代（4）晋代答（4）13.北宋初年，杨亿记载了什么光学现象？（1）反射（2）天然晶体的色散（3）折射（4）衍射答（2）14.北宋时，谁在《萍州可谈》中第一次记载了指南针用于航海，比英国人纳肯早71年（1）朱或（2）梅文（3）曾公亮（4）张载答（1）15.明末，宋应星在《论气》中对什么物理现象作出合乎科学的解释？（1）气体流动（2）大气压（3）空气成份（4）声音的产生和传播答（4）16.我国最早有关毛发摩擦生电的记载，是西晋张华写的（1）《庄子》（2）《水经注》（3）《博物志》（4）《淮南子》答（3）17.反映我国古代声学成就的北京天坛内的回音壁、三音石、圜丘建于何时？（1）清代（2）明代（3）元代（4）宋代答（2）18.明代发明的用于水战的什么武器是两级火箭的雏型，它当时已有多级火箭的设想（1）火弹（2）神火飞鸦（3）飞筒（4）火龙出水答（4）19.宋代谁用浮船打捞沉落江中的铁牛？这是现代沉箱打涝技术的最早应用。
热学的发展历程分析
热学的发展历程分析热学的发展历程始于古代文明时期的实践经验和观察，随着时间的推移逐渐演变成今天的热力学和热物理学。
下面将分析热学的重要里程碑和发展过程。
古代文明时期，人们对热的概念有一定的认知，他们通过火的使用和金属工艺等实践经验，了解到热能的传导和利用。
然而，这种认识还停留在经验层面，缺乏科学的理论支持。
公元前4世纪，亚里士多德提出了理论物质的学说，将热与其他四种元素（水、土、气体和冷）联系起来。
他认为热是物体内部的元素之一，可以通过温度差进行传递。
尽管亚里士多德的学说在许多方面都是错误的，但他的贡献对热学的发展起到了重要的作用。
17世纪，将火力的利用从经验分析转向科学研究的时期到来。
实验家罗伯特·伯尔发现了气体体积与温度关系的规律，这个现象后来成为了皮亚泽定律。
这是热学发展的重要转折点，也为后来的研究提供了参考。
18世纪，约瑟夫·布蒂奇利和詹姆斯·瓦特等科学家开始研究热能的转化和传递。
他们发现了热能可以转化为机械能，并提出了机械功等于热量的原理，这奠定了热力学的基础。
19世纪初，卡尔·弗里德里希·高斯和约瑟夫·赫姆霍兹等科学家进一步发展了热力学的理论体系。
高斯提出了温度和熵的概念，并提出了热力学第一法则（能量守恒定律）和第二法则（熵增定律）。
赫姆霍兹则通过热动力学等研究，进一步发展了热力学的数学理论。
20世纪，热物理学的研究逐渐与其他学科相结合，为热能利用和环境保护等问题提供了有力的解决方案。
随着科学技术的进步，热力学的应用范围不断扩大，从发动机设计、化工工艺到空调制冷等领域都发挥着重要作用。
总结来说，热学的发展历程经历了从实验经验到科学理论的转变。
古代人通过实践获得了对热的认知，亚里士多德提出了热学的学说，18世纪科学家们开始研究热能转化和传递，19世纪建立了热力学的理论体系，20世纪热物理学的研究与其他学科相结合。
这些历史里程碑都为我们对热的认知和利用提供了重要的理论基础。
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中国古代的热学成就人类在史前时期就使用火，中国北京周口店和山西芮城西侯度旧石器时代遗址中，先后发现50万年和180万年以前的用火遗迹；公元前7000～前6000年，中国仰韶文化时期就已有陶窖及手制、模制的陶器；上古时期的各种铜器、铁器都显示了古代人类不仅利用火取暖、加热食物，还能用以制造简单的工具。
从史前时期直到18世纪初，虽然人们对热现象的本质进行过许多探索，虽然掌握的知识不够丰富，方法不够科学，但对热的本质认识却也产生了一些设想，留下了许多值得称颂的宝贵财富。
一、对热的本质的探讨热的本质究竟是什么？直到19世纪上半叶还有许多人相信热是一种物质。
在中国古代，阴阳观、五行元素观以及运动观都有人持之。
周末春秋时期的《尚书·洪范》，已归纳出万物是由“五行”组成的理论。
西周末年，史伯又提出“以土与金术水火杂，以成百物”的说法。
因此，火是组成自然万物的元素之一。
这在中国古代有悠久的历史传统。
中国古代早就产生热是运动的思想，《庄子·外物篇》说：“木与木相摩则燃”。
《淮南子·原道训》说；“两木相摩而燃”。
这些说法的立足点在于“摩擦”运动本身，在他们看来，发热燃烧是由于摩擦运动的结果。
古代科学家谭峭抓住了发热燃烧的实质，在《化书》中述及一系列自然现象。
他说：“动静相摩所以化火也，燥湿相蒸所以化水也，水火相勃所以化云也，汤盎投井所以化雹也，饮水雨日所以化虹蜺也。
”在这里，“燥湿相蒸”是指蒸发遇冷，“水火相勃”是指蒸发，“汤盎投井”即盛夏造冰的过程，“饮水雨日”即在光学中述及的人造虹实验。
谭峭以自然过程中矛盾本身说明自然现象，从而正确地解释了钻木取火、摩擦生火的实质，它是由于“动静”相摩即运动的结果。
热是运动的思想一直影响到清代，郑光祖（1776～约1848）在《一斑录》中说：“火因动而生，得木而燃”。
从钻木取火中得到的这些经验结论是科学的，它和伦福德伯爵从钻炮孔中得出的结论完全一致，而这种观念在中国却萌芽于战国时期。
在有关热的理论中，还有些极有趣的哲学猜测。
方以智写道：“火，内阴而外阳主动者也。
……天恒动，人生亦恒动，皆火之为也。
……天非此火不能生物，人非此火不能自生。
”这是万物统一于火，由火而生万物包括人在内的见解。
方以智的老师王宣在其著《物理所》中又阐述了天地演化与热的关系的论题。
王宣说：“太虚之凝为地，地之散为太虚，莫非因热而散，因冷而凝之理。
”这种天地演化观显然基于热力学中蒸发与冷凝的一些生活实例，然而将这实例推广到猜想宇宙天地的形成与毁灭亦是由于冷热之故，这不能不说是一种大胆的科学思辩。
二、热胀冷缩与物态变化热胀冷缩原理最早被应用开凿河道、粉碎巨石。
据载，在秦昭王三十年至秦孝文王之间（前277～前250），蜀守李冰主持开凿都江堰工程。
两岸悬崖，巨石坚硬，石斧“不可凿”，李冰“乃积薪烧之”。
据载，古代名门权贵身佩“辅转剑”。
所谓“辅转”是由两块球形玉相套合而成，外形似“吕”字，“形口中间，似艘护旋转，无分毫隙缝”。
那么，如何将一个球形玉的轴塞进另一个的孔洞之中，元初陶宗仪（？～约1397）对此作过历史性考察，并在实验之中发现了其中的热学原理就是关于热胀冷缩原理的应用。
陶宗仪明确记述道：辗转“当间煮之胖胀”；“胖胀”即今膨胀。
将带孔窍的玉球蒸煮加热，然后将另一球的轴塞入其孔窍之中，从而就有“入窍关注”、“宛转无碍”的效果。
其中加入牛筋，其作用类似今日橡皮垫圈。
由此可见古代人已充分掌握了热胀冷缩原理的应用。
在古代，气象观察及其经验曾积累了许多热学知识；有关物态变化、蒸发、汽化和固化的知识，除了生活经验之外，大部分是从天气变化及气象观察中而获得的。
王充在《论衡·感虚篇》中写道：“夫云气出于丘山，降散则为雨矣。
人见其从上而坠，则谓之天雨水也。
夏日则雨水，冬日天寒则雨凝为雪，皆由云气发于丘山，不从天上降集于地。
”他又在《论衡·说日篇》中写道：“云雾，雨之微也。
夏则为露，冬则为霜，温则为雨，寒则为雪。
雨露冻凝者，皆由地发，不从天降。
”从雨水在地面蒸发为云气，云气随大气温度的不同而凝结为雨、露、霜、雪，表明人们观察并认识到水的状态变化与气温的关系。
从气象学而言，人们知道：“冰迎春则释为水，水向冬则凝为冰”。
由此，人们做出了冰与水之间温度变化的一般结论。
王夫之亦曾写道：“汞见火则飞，不知何往，而究归于地”。
王夫之还以诸如此类的例子，说明物质的状态虽常有变，而物质总量是守恒的思想。
对蒸发现象的研究，明代庄元臣在《叔苴子内篇》卷一中曾指出：“置水于室，弗动弗易，久而水减寸焉”。
宋代陆游曾记述砚盒中墨水蒸发、而盒内过饱和蒸汽又凝结为水的现象。
他写道：“唐彦猷砚录言：青州红丝石砚，覆之以匣，数日墨色不干，经夜即其气上下蒸濡，着于匣中，有如雨露。
”陆游的记述无异与蒸发以及过饱和蒸汽凝结雨滴的实验。
文中包括了今日蒸发的概念。
虽然他未曾解释其中热学道理，但他对此过程的观察记录是完全正确的。
对物态变化的研究中国古人的观察记录及其判断都是相当高明的；许慎《说文解字》指出：“露，润泽也”。
班固《白虎通》说：“露者霜之始，寒则变为霜”。
三国魏时阮籍（210～263）在其《泳怀诗》中写道：“清露被兰皋，凝霜沾野草”。
刘熙《释名》将霜露雾气称为“氛”，并解释说：“氛，粉也。
润气著草木，因寒冻凝，色自若粉之形也。
”在刘熙看来，是由于湿气著草木上，因寒冷凝结而成露，或再冷而成霜。
在西方，人们长期认为露是从天上星体中落下来的，或者至少从高空落下的。
直到19世纪初，伦敦的医生韦尔斯（William Charles Wells，1757～1817）于1814年发表《论露》一文，首次科学地研究了露的形成。
中国人早在汉代就已经观察到霜露不从天降。
三、对热传导现象的研究东汉王充关于热传导现象有许多经验叙述，他说：“夫近水则寒，近火则温，远之渐微。
何则？气之所加，远近有差也。
”这个叙述表明热源的冷热程度对周围的影响，而且叙述了热传导与远近距离的关系。
他又写道：“夫候一炬火置一经水，终日不能热也；倚一尺冰置扈厨中，终夜不能寒也。
何则？微小之感不能动大巨也。
”“谨薪燃釜，火猛则汤热，火微则汤冷。
”所谓“一炬火”，即一支蜡烛火；“一壤水”是一大锅水。
王充的这些叙述表明热量的多少与其发生热传导的外界系统的关系。
热量太少，不足于影响或改变巨大的外界系统的温度。
他的这些说法是很有科学见地的。
方以智曾描述过关于热传导最有趣的古代观察，他写道：“以针插地，雪时遍满，而此处独化。
试腽肭脐亦然。
脐以暖，故雪化。
针何暖耶？针滑而下耶。
”我们知道，插在雪地的金属针是一种良导体，它能吸取其周围的热量，因此其所处之周围雪被融化了。
方以智仔细地观察到这种热传导现象，但他不能正确解释其缘故。
方以智还写道：“冰在暑时以厚絮裹之，虽置日不化。
惟见风始化。
”以几层棉被将冰裹起，这就相当于隔绝了它和外界系统的热交换。
因此虽在日光下，它也不融化，或融化极为缓慢。
然而一旦风吹，当风透过棉被时，热交换随即产生，冰就融化了。
方以智观察自然现象是极仔细认真的，但对此类现象的解释亦未免过于笼统。
四、热现象的技术应用古代就曾有现代意义下的所谓“热气球”的描述；《淮南万毕术》写道：“艾火令鸡子飞。
”高诱注曰：“取鸡子去壳，燃艾火内空中，疾风高举，自飞去。
”这个过程与今日热气球升空十分相似。
无论蛋膜升空实验是否成功，在淮南王刘安的上千门客中，可能有人知道热气球升空的原理。
虽然一些技术细节使我们无从知晓，致使我们今天的复原猜测或实验感到为难。
但有一点可以肯定，从“艾火今鸡子飞”的记载中表明汉代人知道热气球可以升空。
李约瑟博士对《淮南万毕术》的记载也极感兴趣。
他评述道：17世纪欧洲人，欢度复活节，曾作过蛋壳升空游戏。
其方法极简单，但要有点诀窍。
吸尽蛋汁，烘干蛋壳，然后由小孔注入少许水，并以蜡封小孔。
这样的蛋壳在炎日下逐渐呈不稳定状态，逐渐变轻，并终于飘浮起来。
飘浮极短时间后即行落下。
这是因为壳内水分蒸发，气体膨胀。
待小孔封蜡经日晒融化，小孔成为排气孔，壳内蒸气适足使壳体升空一个短时间。
待蒸气排尽，空气再渗入，蛋壳即落下。
这个欧洲人的游戏很可能通过来华商人或传教士从中国传播过去的。
中国古代人利用加热空气、造成气流，并用这种气流推动轮轴旋转创制了“走马灯”；走马灯的发明是在《燕京岁时纪》成书之前千余年。
宋代的许多著作记述了走马灯或马骑灯，吴自牧《梦梁录》在述及南宋京城临安（今杭州）夜市时说；“杭城大街，买卖昼夜不绝”，其“春冬，扑卖玉栅小球灯，……走马灯……等物。
”《武林旧事》一书是周密在元朝统治下回忆南宋京城旧事而作，其中述及“灯品”时曾说：“若沙戏影灯，马骑人物、旋转如飞”。
可见，走马灯在南宋时期极为盛行。
清末成书的《燕京岁时纪》写道：“走马灯者，剪纸为轮，以烛嘘之，则车驰马骤、团团不休。
烛灭则顿止矣。
”“走马灯”被称为近代燃气轮机的始祖。
1978年，随县墓考古发掘出曾侯乙（公元前433年之前）使用了一种特殊的青铜制保温器，这种保温器里外两层，外为一方鉴，内装一方壶。
方鉴的盖中有方孔，刚好套在内方壶口上。
盛夏之时，方鉴盛冰，内方壶即可盛食物，或冰冻酒水。
因外方鉴容积大，热容量也大，盛冰时方壶不易升温，保持食物新鲜而不致腐败。
它或许就是西周时期所谓冰鉴，也未可知。
当方鉴盛热水时，方壶内酒水或食物可以保温，以便冬日使用。
这种夹层的保温装置，是热传导原理的巧妙应用。
或许正是它启发人们创制利用热辐射原理的保温瓶。
洪迈的《夷坚志》中记载：中国人确实在实践上发明了最早的陶瓷质地或琉璃质地的保温瓶。
即使古代发明者对于热辐射、热传导的物理概念尚无所知，而这些技术成就却是非凡的。
另外，古人对石棉隔火特性也有清楚的认识。
石棉，又称石绒，“烧之不燃”，是世界上最早对石棉不燃特性的科学记录。
李时珍还曾描述它的结晶特性：“形如针，文全若木，烧之无烟”。
明代屠龙还特地指出其“隔火”功能。
古代中国人对热现象的技术应用中还有许多发明、发现，如火药的发明，各种固体和液体燃料（如煤、石油）的使用，活塞风箱的创制等等，这充分反映了中国古人的聪明才智。