مستخدم:Elsheemy/ملعب

تاريخ الديناميكا الحرارية

يعتبر تاريخ الديناميكا الحرارية فرع رئيسي من أفرع تاريخ الفيزياء و تاريخ الكيمياء و تاريخ العلوم بشكل عام. و نظراً لأهمية الديناميكا الحرارية لكثير من العلوم و التطبيقات التكنولوجية، فإن تاريخها قد إرتبط إرتباطاً وثيقاً بتطور الميكانيكا الكلاسيكية، و ميكانيكا الكم، و المغناطيسية، و علم الحركة الكيميائية. كما أنها ترتبط بمجالات تطبيقية أكثر تعقيداً مثل علم الأحوال الجوية، و نظرية المعلومات، و علم الأحياء (علم وظائف الأعضاء). فضلاً عن إرتباطها بالتطور التكنولوجي للمحركات البخارية، و محركات الإحتراق الداخلي، و فيزياء درجات الحرارة المتدنية، و توليد الكهرباء. كما أن تطور علم الديناميكا الحرارية قد أثر و تأثر بالنظرية الذرية. كما أنها قد دفعت بإستخدام الوسائل الإحصائية و الإحتمالية في إتجاهات جديدة (و إن كان ذلك بطريقة غير مباشرة)؛ أنظر أيضاً إلى المسيرة التاريخية للديناميكا الحرارية. التاريخ إن القدماء نظروا إلى الحرارة على أن لها علاقة بالنار. فقد نظر المصرييون القدماء - في عام 3000 قبل الميلاد – إلى أن الحرارة لها علاقة بنشأت الأساطير.]1[ و كذلك نجدها في تراث الفلسفة الغربية - بعد العديد من النقاشات التي دارت بين الفلاسفة قبل العصر السقراطي حول المادة الأولية التي تتكون منها كل المواد حولنا – فالفيلسوف إمبيدوكليس قد إقترح نظرية العناصر الأربعة، و هي نظرية تقوم على أساس أن المواد تتكون من عناصر أولية هي التراب و الماء و الهواء و النار. و ربما يكون عنصر النار الإمبيدوكليسي هو أصل مفاهيم ظهرت لاحقاً مثل الكالوري و اللاهوب. و قبل ذلك - في حوالي 500 عام قبل الميلاد - كان الفيلسوف اليوناني هيراقليطس مشهور بفيلسوف "الفيض و النار" و ذلك لمقولته المشهورة: "كل الأشياء تتدفق." و قال هيراقليطس أن العناصر الأساسية في الطبيعة حولنا هي ثلاثة عناصر: النار، و التراب، و المياه.

حالياً مذهب الفلسفة الذرية هو محور العلاقة بين الديناميكا الحرارية و الميكانيكا الإحصائية. فالمفكرين القدامى مثل ليسيباس و ديمقريطيس و من بعدهم الأبيقوريين قد وضعوا الأساس للنظرية الذرية التي ظهرت مؤخراً من خلال تطويرهم لمذهب الفلسفة الذرية. فبشكل كبير يعود فضل ظهور النظرية الذرية إلى الإعتبارات الفلسفية و البديهية العلمية قبل أن يتم إثبات وجود الذرة بالتجارب العلمية في القرن العشرين.

لقد قام الفيلسوف اليوناني بارامنيادس في القرن الخامس قبل الميلاد بإستخدام المنطق اللفظي لإفتراض أنه لا يمكن وجود مساحات فارغة في العالم من حولنا و خصوصاً ما يعرف الآن بإسم الفراغ، و ذلك من خلال عملة الوحيد المنسوب إليه، و هي قصيدة معروفة بإسم وصف الطبيعة On Nature. و لقد دعمت هذه النظرة حجج أرسطو، إلا أنها قد تعرضت لإنتقاد ليسيباس و هيرو الإسكندراني. و في خلال الفترة من العصور القديمة إلى العصور الوسطى قد تم تقديم العديد من الحجج لإثبات صحة أو خطأ وجود الفراغ، كما تم بذل العديد من المحاولات لإيجاد الفراغ إلا أنها كلها قد بائت بالفشل. كان العلماء الأوربيين (كورنيليوس دريبل، و روبرت فلاد، و جالليو جاليلي، و سانتيريو سانتيريو) في الفترة من القرن السادس عشر إلى القرن السابع عشر قادرين على قياس مقدار البرودة النسبية و السخونة النسبية للهواء بإستخدام ترمومتر هوائي بدائي (thermoscope). و ربما قد تأثرت وسائل القياس التي إستخدموها بطريقة عمل جهاز أقدم منه قام بتصنيعه فيلو البيزنطي و هيرو الإسكندراني، و كان الهواء في ذلك الجهاز يمكنه التمدد و الإنكماش.

حوالي عام 1600 تكهن العالم و الفيلسوف الإنجليزي فرانسيس باكون بالآتي: "إن جوهر و مكنون الحرارية عبارة عن حركة فقط لا غير". و لقد إعتقد جاليلو جاليلي في عام 1643 – أثناء قبوله لتفسير "الإمتصاص" لكراهية الفراغ "horror vacui" الذي وضعه أرسطوا - بأن الفراغ المكروه في الطبيعة محدود. فلقد أثبتت بالفعل الطلمبات التي تعمل في المناجم بأن الطبيعية يمكنها فقط ملئ الفراغ بالمياه حتى إرتفاع لا يتعدى 30 قدم. و بعد معرفة هذه الحقيقة الغريبة قام جاليليو بتشجيع تلميذه السابق إيفانجليستا توريشيللي بدراسة هذه الحدود المقترحة للفراغ الطبيعي. إلا أن إفانجليستا توريشيللي لم يعتقد بأن كراهية الفراغ (Herror Vacui) - في سياق منظور الإمتصاص الذي وضعه أرسطوا - هي المسئولة عن رفع المياه. و بديلاً عن هذا التفسير قام بتعليل ذلك الإرتفاع على أنه نتيجة للضعط الذي يبذله الهواء المحيط على المياه.

لقد قام إيفانجليستا توريشيللي لإثبات هذه النظرية بملئ أنبوبة من الزجاج مفتوحة من احدى طرفيها بالزئبق، ثم بعد ذلك قام بتغيير وضع الأنبوبة رأساً على عقب و وضع طرفها المفتوح في طبق يحتوي أيضاً على الزئبق. فوجد أن جزء فقط من الأنبوبة الزجاجية قد أصبح فارغاً من الزئبق؛ حتى أصبح إرتفاع الزئبق المتبقي في الأنبوبة هو 30 بوصة تقريباً. و أن الجزء الذي قد تم تفريغه من الزئبق أعلى الأنبوبة الزجاجية قد تكوّن فيه فراغ جزئي. و إستنتج أن قوى الجاذبية على عنصر الزئبق الثقيل هي التي منعته من إعادة ملئ الجزء الفارغ من الأنبوبة. الإنتقال من الكيمياء إلى الكيمياء الحرارية لقد ظهرت نظرية اللاهوب في القرن السابع عشر، و ذلك في أواخر فترة الخيمياء. و في القرن الثامن عشر حل محلها نظرية الكالوري، و هي تمثل أحدى العلامات التاريخية التي تسببت في التحول من الخيمياء إلى الكيمياء. فاللاهوب هو مادة إفتراضية كانوا يعتقدون أنها تنطلق من المواد القابلة للإحتراق أثناء إشتعالها، و المواد المعدنية خلال عملية الصدأ. و الكالوري مثل اللاهوب قد تم إفتراض أنه مادة حرارية تتدفق من الأجسام الساخنة إلى الأجسام الباردة و تتسبب في تسخينها.

إن أول تحدي جوهري لنظرية الكالوري أمام التجارب المعملية قد ظهر في أعمال رامفورد عام 1798، و ذلك عندما وضّح أن عملية سكب المدافع المصنوعة من الحديد الظهر يصاحبها توليد كميات كبيرة من الحرارة التي أرجع سببها إلى الإحتكاك، و أعماله كانت من أوائل الأعمال التي قوضت نظرية الكالوري. كما أن تطور المحركات البخارية قد ركز الإهتمام أيضاً على قياس كميات الكالوري و الحرارة المتولدة من إحتراق أنواع مختلفة من الفحم. و أول بحث معملي كمّي على تغير كميات الحرارة أثناء التفاعلات الكيميائية قد بدأها لافوسيير بإستخدام كالورومتر ثلجي و قد تلتها أبحاث عن الحرارة الكامنة في المياه قام بها جوزيف بلاك.

إن العديد من الدراسات الكمية التي قام بها جيمس بريسكوت جول بداية من عام 1843 و الأعوام التي تلتها قد قدمت نتائج راسخة، و ساعدت في وضع موضوع الديناميكا الحرارية على أرض صلبة. فعلى سبيل المثال قد ظل وليام طومسون يحاول شرح ما قد رصده جول في إطار نظرية الكالوري حتى عام 1850. و رغم ذلك فإن القوة التفسيرية و النفعية للنظرية الحركية بدأت بسرعة تزيح نظرية الكالوري حتى أصبحت بشكل كبير بائدة في نهاية القرن التاسع عشر. و لقد أضاف كلاً من جوزيف بلاك و لافوسيير بمساهمات مهمة في القياس الدقيق للتغيرات الحرارية بإستخدام الكلوروميتر، و هي أعمال أصبحت معروفة بإسم الكيمياء الحرارية. الوعي بعلم الديناميكا الحرارية قانون بويل (1662) أول من قام بنشر قانون تشارلز هو جوزيف لويس غاي لوساك و ذلك في عام 1802، إلا أنه قد أشار إلى أعمال جاك تشارلز منذ حوالي عام 1787. و هذه العلاقة قد توقعها غيوم أمونتنس عام 1702. قانون غاي لوساك (1802) مَوْلِد علم الديناميكا الحرارية إن نشأة الديناميكا الحرارية إرتبطت بدراسة المحركات. فأول بشائر المحركات قام بتصميمها العالم الألماني أوتّو فون غريكه. ففي عام 1650 قام أوتّو بتصميم و بناء أول مضخة تفريغ، و التي خلقت أول فراغ يعرفه العالم، و الذي عُرف بإسم كرات ماغديبرج النصف كروية. و السبب الذي دفع أوتّو لخلق ذلك الفراغ هو محاولة دحض فرضية أرسطو التي كانت راسخة لفترة طويلة من الزمن، و هي كانت تنص على أن "الطبيعة تَكْرَه الفراغ".

بعد ذلك بفترة وجيزة قام الفيزيائي و الكيميائي الأيرلندي روبرت بويل بدراسة تصميمات غريكه، و في عام 1656 و بالتعاون مع العالم الإنجليزي روبرت هوك قاموا ببناء مضخة هوائية. و بإستخدام تلك المضخة قام كلاً من بويل و هوك بفحص العلاقة بين الضغط و الحجم و التي أظهرت أن حاصل ضرب الضغط في الحجم تساوي مقدار ثابت "P.V=constant". و في ذلك الوقت كانوا يفترضون أن الهواء عبارة عن منظومة من الجسيمات عديمة الحركة، و لا يقومون بتفسيرها على أنها منظومة من جزيئات متحركة. فمبدأ الحركة الحرارية قد أتى بعد ذلك بقرنين من الزمان. و لذلك فإن ما قام بويل بنشره عام 1660 كان يتحدث عن المبدأ الميكانيكي: الزنبرك الهوائي.]2[ و لاحقا - بعد إختراع الترمومتر - أصبح من الممكن أن يتم دراسة خاصية درجة الحرارة دراسة كمية. و هذا الإختراع قد أتاح للعالم غاي لوساك الفرصة لإستنباط قانونه، و الذي أدى بعد ذلك بوقت قصير إلى معرفة قانون الغاز المثالي. و لكن بالفعل قبل تأسيس قانون الغاز المثالي قام مساعد بويل – أسمه دنيس بابن – ببناء هاضم العظام في عام 1679، و هو عبارة عن خزان مغلق بغطاء محكم يقوم بحبس البخار حتى يصل الضغط بداخله إلى قيم مرتفعة. 

إن التصميمات اللاحقة قد أضافت على الماكينة محبس تحرير بخار لمنعها من الإنفجار. و عندما شاهد بابن المحبس يتحرك صعوداً و هبوطاً بشكل إيقاعي جاءته فكرة المحرك ذو المكبس و الإسطوانة. و رغم ذلك فإنه لم يستمر في العمل على تحويل تلك الفكرة إلى تصميم قابل للتطبيق. و لكن على الرغم من ذلك فإن المهندس توماس سيفري قد قام في عام 1679 بتصميم أول محرك بخاري بناءً على التصميم الذي إقترحه بابن. و مع أن هذه المحركات البدائية كانت بسيطة و كفائتها متدنية إلا أنها قد جذبت إنتباه العلماء الرواد في ذلك الوقت. و من ضمن هؤلاء العلماء نجد سادي كارنوت "أبو علم الديناميكا الحرارية" الذي قام في عام 1824 بنشر الورقة البحثية "إنعكاسات القدرة الحركية للنار"، و هي كانت محاضرة عن الحرارة، و الطاقة، و كفاءة المحركات. و هي تعتبر من العلامات الهامة في بداية تحول الديناميكا الحرارية إلى مادة من مواد العلوم الحديثة. إن الإنسان قبل عام 1698 كان يستخدم الحصان لإدارة البكرات ، و ذلك قبل إختراع محرك سيفري ، و هذه البكرات كانت مزودة بمجموعة من الدلاء (جمع دلو) على محيطها الخارجي، و بإدارة هذه البكرات تقوم الدلاء برفع المياه من مناجم الملح المغمورة بالمياه بإنجلترا. و لقد تم تصميم المزيد من المحركات البخارية المختلفة في السنوات التي تلت إختراع محرك سيفري، و من ضمن هذه المحركات نجد محرك نيوكُمِن و أخيراً محرك وات. و في ذلك الوقت كان أقصى إستفادة من هذه المحركات البدائية هو إن تحل محل تلك الأحصنة. و لذلك فقد بدأ إرتباط وصف قدرة المحرك بعدد معين من "الأحصنة" بناءً على عدد الأحصنة التي كان يحل محلها في إدارة البكرات. و المشكلة الرئيسية في هذه المحركات البدائية أنها كانت بطيئة و خرقاء، فهي كانت تحوِّل أقل من 2% من طاقة الوقود التي تستهلكها إلى شغل مفيد. و بصيغة أخرى فإنها كانت تحتاج إلى حرق كميات كبيرة من الفحم (أو الخشب) لتسفر عن جزء صغير من مخرجات المحرك على هيئة شغل. و من هنا فقد دعت الحاجة إلى علم جديد عن ديناميكا المحركات.

معظم الناس يستشهدون بأن كتاب سادي كارنوت "إنعكاسات القدرة الحركية للنار" بأنها نقطة البداية للديناميكا الحرارية بإعتبارها علم من العلوم الحديثة. و قد قام كارنوت بتعريف "القدرة الحركية" بأنها تعبير عن التأثير المفيد الذي يمكن للمحرك أن ينتجه. و بناء عليه فإن كارنوت قدم لنا أول تعريف في العصر الحديث عن "الشغل" و ينص على أنه: الوزن المرفوع خلال مسافة رأسية. و الرغبة لفهم هذا التأثير المفيد المتعلق "بالشغل" - من خلال صيغ رياضية - هو قلب كل موضوع من مواضيع الديناميكا الحرارية في العصر الحديث.
لقد أسس جيمس جول بالتجارب لمبدأ القدرة الميكانيكية المكافئة للحرارة، و ذلك في عام 1834. و في عام 1845 قدّم جول تقرير عن أفضل تجربة معروفة قام بها، و هي تتضمن إستخدام وزن يهبط من أعلى لإدارة عجلة ببدال داخل برميل من المياه، مما أتاح له تقدير القدرة الميكانيكية المكافئة للحرارة و وجدها تساوي 819ft.lbf/Btu (4.41J/cal). و ذلك أدي إلى ظهور نظرية بقاء الطاقة، و قامت بتفسير سبب إمكانية الحرارة لقيامها ببذل شغل. 

لقد قام الفيزيائي الرياضي المشهور رُودَلف كُلُوسِس في عالم 1850 بتعريف مصطلح الإنتروبي S على أنه الحرارة المفقودة أو التي تحولت إلى عادم، و هي نابعة من الكلمة اليونانية entrepein و معناها التحول. إلا أن كلمة "الديناميكا الحرارية" لم تكن معروفة حتى عام 1854، ففي ذلك العام صاغ الفيزيائي و الرياضي البريطاني وليام طومسون (اللورد كيلفين) مصطلح الديناميكا الحرارية في ورقته البحثية "حول النظرية الديناميكية للحرارة".]3[ قام الفيزيائي و الرياضي الأسكتلندي جيمس كليرك ماكسويل في عام 1871 بالإشتراك مع كُلُوسِس بصياغة فرع جديد من الديناميكا الحرارية يُسمى الديناميكا الحرارية الإحصائية، و هي تقوم بتحليل عدد كبير من الجسيمات تحت حالة الإتزان، مما يعنى أنظمة لا يحدث فيها تغيير، بحيث لا تصبح أياً من خصائصها مهمة إلا الخواص المتوسطة مثل درجة الحرارة T، و الضغط P، و الحجم V. بعد ذلك بفترة وجيزة قام الفيزيائي النمساوي لودفيغ بولتزمان في عام 1875 بصياغة علاقة دقيقة بين الإنتروبي S و الحركة الجزيئية: S=k log⁡W بحيث تم تعريفها من خلال عدد من الحالات [W] الممكنة، فإن هذه الحركة يمكن أن تشغل حيز المادة، حيث أن k هو ثابت بولتزمان. حدثت في عام 1876 نقطة هامة في تطور المفاهيم البشرية. فخلال هذه الفترة الجوهرية قام المهندس الكيميائي ويلارد جبس (و هو أول شخص في أمريكا يحصل على الدكتوراة في الهندسة (جامعة ييل Yale)) بنشر ورقة بحثية غامضة مكونة من 300 صفحة و عنوانها: حول حالة الإتزان في المواد غير المتجانسة، و قام فيها بصياغة أحدى المعادلات الكبري، و هي معادلة جبس للطاقة الحرة، و التي تعطي مقدار "الشغل المفيد" الذي من الممكن الحصول عليه من أنظمة التفاعلات الكيميائية. كما أن جبس قد أنشأ المبدأ الذي نعرفه حالية بإسم الإنثالبي H، و أطلق عليه إسم "دالة الحرارة للضغط الثابت".4[ أما الكلمة الحديثة إنثالبي H فقد قام هايكه كاميرلنج أونس]5[ بصياغتها بعد ذلك بعددة سنوات، و قد قام بوضعها بناءً على الكلمة اللاتينية enthalpein و هي تعني المتسببة في التسخين. بناءً على هذه الأسس قام عددة علماء من أمثال لارس أنسيجر، و إروين شرودنغر، و إليا بريغوجين، و آخرين بوضع هذه المبادئ المتعلقة بالمحركات على طريق معظم فروع العلم في العصر الحديث. النظرية الحركية (Kinetic Theory)

ربما تكون فكرة أن الحرارة شكل من أشكال الحركة هي فكرة قديمة، و لكن بالتأكيد قد قام فرانسيس بيكون بمناقشتها في مقالته "الصك الجديد" (Novum Organum) عام 1620. و من المحتمل أن يكون أول صدى مكتوب عن الطبيعة الميكروسكوبية للحرارة هو ما قام ميخائيل لومونوسوف بكتابته على النحو التالي: 

"(...) لا ينبغي إنكار الحركة بناء على أنها غير مرئية. فمن يمكنه إنكار حركة أوراق الأشجار عندما تقوم الرياح بخشخشتها، و ذلك على الرغم من كونها غير ملحوظة من مسافات بعيدة؟ فمثلما أن تلك الحالة تظل مختفية عن الأنظار، فإن حركة الجزيئات الساخنة تظل مختفية أيضاً عن الأنظار نظراً لمدى صغر حجمها. ففي كلتا الحالتين نجد أن زاوية الرؤية صغيرة لدرجة أن الأجسام و حركتها لا يمكن رؤيتهما." لقد قام دانيال برنوللي في نفس العام (1738) بنشر كتابه "الهيدروديناميكا"، و قد إشتق صيغة رياضية لضغط الغاز بعد الأخذ في الإعتبار إصطدام ذراته بجدران الوعاء الذي يحتويه. و لقد أثبت أن ضغط الغاز يساوي ثلثي متوسط طاقة حركة جزيئاته الموجودة في كل وحدة من وحدات الحجوم التي يشغلها الغاز. و على الرغم من ذلك فإن فكرة برنوللي لم تُأثر في ثقافة الكالوري - التي كانت مهيمنة على المجتمع الأوربي في ذلك الوقت - إلا تأثيراً طفيفاً. و لقد قام برنوللي بربط فكرته مع مبدأ القوة الحية "vis viva" لغوتفريد ليبنتز – الصيغة البدائية لمبدأ بقاء الطاقة – و أصبحت نظرياتهما متشابكتين إشتباكاً وثيقاً خلال فترة تاريخهما العلمي. و على الرغم من أن بنجامين طومسون قد إقترح أن الحرارة هي عبارة عن شكل من أشكال الحركة - وفقاً لنتائج تجاربه التي أجراها في عام 1798 – إلا أنه لم يتم عمل محاولات للتوفيق بين المنهج النظري و التجريبي المتعلق بهذه المسألة، و من غير المحتمل أن يكون قد فكر في مبدأ القوة الحية "vis viva". لقد قام جون هيراباث فيما بعد بصياغة النظرية الحركية في عام 1820 بشكل مستقل، إلا أنه عن طريق الخطأ قد ربط درجة الحرارة بقوة دفع التحرك بدلا من القوة الحية "vis viva" أو طاقة الحركة. و في نهاية المطاف فشل ذلك العمل أمام لجنة "مراجعة النظراء" و من ثم تم تجاهله. و في عام 1843 قد قدم جون جيمس واترستن حسابات دقيقة جداً – و مرة أخرى قام بدراستها بشكل مستقل – إلا أن عمله قد تلقى نفس المصير و فشل أمام لجنة مراجعة النظراء، حتى أنها لم تحوز على رضا احد المتعاطفين مع مبدأ النظرية الحركية مثل العالم ديفي. لم يبدأ المزيد من التقدم في النظرية الحركية إلا بعد منتصف القرن التاسع عشر، و ذلك ظهر في أعمال رودلف كلوسس، و جيمس كلرك ماكسويل، و لودفينج بولتزمان. ففي عام 1857 قد نص كلوسس لأول مرة و بمنتهى الوضوح أن الحرارة هي متوسط طاقة الحركة للجزيئات، و ذلك في مقاله "حول طبيعة الحركة التي تُسمى الحرارة". و ذلك العمل قد أهتم به ماكسويل و قام بعدها في عام 1859 بإشتقاق دالة توزيع قوة الدافع الحركية و الذي سماها على إسمه "دالة ماكسويل لتوزيع قوة الدافع الحركية". و من ثم قام بولتزمان بتعميم شكل التوزيع الذي قام بإشتقاقه في حالة وجود الغازات في المجالات الخارجية. ربما يكون بولتزمان هو أكثر شخصية ساهمت مساهمة ملحوظة في النظرية الحركية، و ذلك حيث أنه قام بتقديم العديد من المبادئ الأساسية لهذه النظرية. و بجانب توزيع ماكسويل بولتزمان التي تم ذكرها عالياً، فإنه أيضاً قام بربط النظرية الحركية للجزيئات مع درجة حريتها. و معادلة بولتزمان المتعلقة بدالة توزيع الغازات في حالة عدم الإتزان ما زالت هي أكثر معادلة مؤثرة عند دراسة ظواهر الإنتقال في الغازات و المعادن. و عندما قام بتقديم مبدأ إحتمالية الديناميكا الحرارية على صورة عدد الحالات الجزيئية المقابلة للحالات الكلية الراهنة، فإنه قد أوضح أن دالتها اللوغارتمية تتناسب طرديا مع الإنتروبي. أفرع الديناميكا الحرارية إن القائمة التالية تبين المسيرة الزمنية تقريبية لنشأة الأفرع الرئيسية لعلم الديناميكا الحرارية. الكيمياء الحرارية – 1780 الديناميكا الحرارية الكلاسيكية – 1824 الديناميكا الحرارية الكيميائية – 1876 الميكانيكا الإحصائية – 1880 الديناميكا الحرارية في حالة الإتزان الديناميكا الحرارية الهندسية هندسة الديناميكا الحرارية الكيميائية - 1940 الديناميكا الحرارية في حالة عدم الإتزان - 1941 الديناميكا الحرارية في الأنظمة الصغيرة – 1960 الديناميكا الحرارية البيلوجية – 1957 الديناميكا الحرارية للنظم البيئية – 1959 الديناميكا الحرارية النسبية – 1965 الديناميكا الحرارية الكمومية – 1968 الديناميكا الحرارية للثقوب السوداء – 1970 الديناميكا الحرارية للتطور البيلوجي – 1978 الديناميكا الحرارية للجولوجيا الكيميائية – 1980 الديناميكا الحرارية للهواء الجوي – 1980 الديناميكا الحرارية للأنظمة الطبيعية – 1990 الديناميكا الحرارية للتركيبة الجزيئية – 1990 الديناميكا الحرارية للزلازل الأرضية – 2000 الديناميكا الحرارية لمستقبلات الأدوية بالخلايا الحية – 2001 الديناميكا الحرارية لأنظمة المستحضرات الدوائية – 2002 كما أن بعض أفكار الديناميكا الحرارية قد تم تطبيقها أيضا في مجالات أخرى، على سبيل المثال: الإقتصاد الحراري – 1970 الإنتروبي و القانون الثاني للديناميكا الحرارية على الرغم من أن أعمال سادي كارنوت كانت مبنية على نظرية الكالوري، إلا أنه في عام 1824 قد قام بإقتراح أن بعضاً من كميات الكالوري المتاحة لتوليد شغل مفيد تُفْقَد أثناء أي عملية حرارية تتم في الواقع الفعلي. و في مارس من عام 1851 - عندما تصارعت أفكار اللورد كلفين للتوافق مع أعمال جيمس بريسكوت جول - قد بدأ كلفين في التفكير بأن هناك فقد في الحرارة المفيدة لا مفر منها في كل العمليات الحرارية. و لقد قام هيرمان فون هيلمهولتز في عالم 1854 بصياغة هذه الفكرة بشكل أكثر إثارة، حيث إفترض موت حرارة الكون من حولنا. لقد بدأ وليام جون ماكون رانكن في عام 1854 في إنشاء الحسابات التي سماها بدالة رانكن للديناميكا الحرارية. و تلك الحسابات أظهرت فيها بعد أنها متطابقة مع مبدأ الإنتروبي الذي قام بصياغته رودلف كلوسس عام 1865. و في نفس ذلك العام قد إستغل كلوسس هذا المبدأ لتطوير صيغته الكلاسيكية للقانون الثاني للديناميكا الحرارية. إنتقال الحرارة إن ظاهرة إنتقال الحرارة بالتوصيل ندركها إدراكاً مباشراً في كل صورة من صور الحياة من حولنا. و في عام 1701 قام السير إسحاق نيوتن بنشر أعماله عن قانون التبريد. و مع ذلك فإن الناس كانوا يعتقدون في القرن السابع عشر بأن كل المواد لها نفس التوصيلية الحرارية و أن الإختلافات الحسية بين بعضها و بعض السبب فيه هو الفرق بين قيمة السعة الحرارية بين كل مادة و أخرى. و مما يدل على أن هذه النظرة قد تكون خاطئة هو ما أظهرته علوم الكهرباء، فقد كان واضحاً و بمنتهى السهولة أن بعض المواد لها توصيلية كهربائية جيدة بينما كانت المواد الأخرى تمثل عوازل كهربائية فعّالة. و قد قام جان إنجن هاوس في الفترة ما بين عامي 1785 و 1789 بإجراء بعض التجارب الأولى عن هذه الخاصية، كما قام بنجامين طومسون بإجراء تجارب مماثلة في نفس هذه الفترة. إن حقيقة إرتفاع الهواء الساخن و أهمية هذه الظاهرة في علم الأرصاد الجوية كان أول من أدركها هو إدموند هالي في عام 1686. و لقد قام السير جون ليسلي في عام 1804 بإكتشاف زيادة التأثير التبريدي للتيارات الهوائية بزيادة سرعتها. لقد قام كارل فيلهام شيل في عام 1777 بتمييز إنتقال الحرارة بالإشعاع الحراري عن إنتقال الحرارة بالحمل و التوصيل. و في عام 1791 قام بيير بريفوست بإيضاح أن كل الأجسام تشع حرارة، و ذلك بغض النظر عن كونها ساخنة أو باردة. و في عام 1804 رصد ليسلي أن الأسطح المعدنية السوداء تشع حرارة بفاعلية أكثر مما تشعها الأسطح المصقولة، مما يشير إلى أهمية إشعاع الأجسام السوداء. و على الرغم من إن هذه الملحوظة أصبحت موضع إرتياب حتى في أعمال شيل نفسه، إلا أن ماسيلونيو مالوني وضح أن إشعاع الأجسام السوداء من الممكن إنعكاسه، و إنكساره و إستقطابه بنفس الطريقة المُتَّبَعَة في التعامل مع الضوء. لقد بدأ التحليل الكمي للإشعاع الحراري نتيجة وجهة النظر التي أبداها جيمس كلرك ماكسويل في عام 1862 عن أن الضوء و الحرارة الإشعاعية هي شكل من أشكال الأمواج الكهرومغناطيسية. و لقد رصد جوزيف إستفان في عام 1879 أن الفيض الكلي للإشعاع الحراري من الأجسام السوداء يتناسب طرديا مع المضروب الرابع لدرجة حرارتها و بين قانون ستيفان بولتزمان بناء على هذه المشاهدة. و في عام 1884 قام لودفينج بولتزمان بإشتقاق القانون بطريقة نظرية. فيزياء درجة الحرارة المتدنية

قام غيوم أمونتنس في عام 1702 بتقديم فكرة الصفر المطلق بناء على مشاهداته لتصرف الغازات. و في عام 1810 قام السير جون بتجميد المياة و تحويلها إلى ثلج بطريقة صناعية. و قد قام اللورد كلفين بتعميم فكرة الصفر المطلق في عام 1848. و في عام 1906 نص فالتر نرنست على القانون الثالث للديناميكا الحرارية.

أنظر أيضاً مبدأ بقاء الطاقة: التطور التاريخي تاريخ الكيمياء تاريخ الفيزياء سطح ماكسويل للديناميكا الحرارية المسيرة الزمنية للديناميكا الحرارية، و الميكانيكا الإحصائية، و الإجراءات العشوائية الديناميكا الحرارية المسيرة الزمنية لتقنيات المحركات الحرارية المسيرة الزمنية لتقنيات درجات الحرارة المنخفضة المراجع J. Gwyn Griffiths (1955). "ترتيب الآلهة في اليونان و مصر (وفقاً لما ذكره المؤرخ هيرودوت)". مجلة الدراسات اليونانية 75: 21-23. doi: 10.2307/629164 JSTOR 629164 تجارب جديدة للفيزياء الميكانيكية ، ما يتعلق بزنبرك الهواء و آثاره (1660). [1] Thomson, W. (1854). "حول النظرية الديناميكية للحرارة". موافقات الجمعية الملكية بإدنبرج 21 (الجزء الأول): 123. Doi: 10.1017/s0080456800032014. أعادة طباعته في مطابع السير وليام طومسون، LL.D. D.C.L., F.R.S. (1882). الورقات البحثية الرياضية و الفيزيائية 1. لندن, كامبريدج: C.J. Clay, M.A. & Son, مطابع جامعة كامبريدج. P. 232. و بالتالي فإن الديناميكا الحرارية تقع بطبيعة الحال بين قسمين هما علاقة الحرارة بالقوى المؤثرة بين الأجزاء المتواصلة للأجسام، و علاقة الحرارة بالقوى الكهربائية. Laidler, Keth (1995). الكيمياء الفيزيائية في العالم. مطبعة جامعة أكسفورد. P. 110. Howard, Irmgard (2002). "H ترمز إلى الإنثالبي، و يرجع الفضل إلى Heike Kamerlingh Onnes و Alfred W. Porter". مجلة التعليم الكيميائية (منشورات ACS) 79 (6): 697. Bibcode:2002JChEd..79..697H. doi:10.1021/ed079p697. لمزيد من القراءة Cardwell, D.S.L. (1971). من وات إلى كلوسس: ظهور الديناميكا الحرارية في بداية عصر الصناعة. لندن: هانيمن. ISBN 0-435-54150-1. Leff, H.S. & Rex, A.F. (eds) (1990). ماكسويل ديمون: الإنتروبي، و المعلومات، و الحساب. بريستول: آدم هيلجر. ISBN 0-7503-0057-4. روابط خارجية تاريخ الميكانيكا الإحصائية و الديناميكا الحرارية – المسيرة الزمنية (1575 إلى 1980) على موقع Hyperjeff.net تاريخ الديناميكا الحرارية – جامعة واترلوو ملاحظات عن تاريخ الديناميكا الحرارية – موقع WolframScience.com ملخص عن تاريخ الديناميكا الحرارية – بركلي بصيغة PDF تاريخ الديناميكا الحرارية – على موقع ThermodynamicStudy.net الخلفية التاريخة للديناميكا الحرارية – جامعة كارنيجي ميلون تاريخ الديناميكا الحرارية – في صور