布拉克与“热质说”

布拉克，1728年出生在英国，是人类研究热现象的前驱之一。

　　布拉克生活在科学界对热现象进行热情探索的时代，因而他很早就投入了对热现象的探索。人类使用热能为自己服务虽然有着极其悠久的历史，但对于热的本质的认识却是很晚的事情。因为火是人类最早利用的一种热能，但当问及由火产生的热究竟是什么时，却就把人难住了。所以人们虽然对这一问题进行了长期探索，但直到布拉克时仍然处于盲无所知状态，在热研究领域中流行着错误的热由热质构成的“热质说”。按照热质说，越热的物体中含有热质越多，即物体的温度是由物体中的热质数量构成的。然而布拉克的实验却表明，温度和热并不是一回事儿。他把温度为150℃的金子与同质量的50℃的水混合，使它们达到平衡温度。结果平衡是55℃，即金子的温度下降了95℃，水的温度升高了5℃。证明相同质量的金子和水之间，其温度每下降或上升1℃，放热与吸热的能力之比为1∶19，物质的吸热与放热能力和它们的密度并不是成比例变化的。据此，布拉克提出了“比热”概念，把温度与热第一次明确区分开来。1756年，布拉克又在实验中发现将热输入冰中，最终会使冰全部融化成水，但温度始终保持在0℃；将热输入100℃的沸水中，水越来越多地被汽化，但温度始终保持不变。布拉克认为，这可能是由于热潜藏起来了的缘故，为此他把这种不表现为温度升高的热叫潜热，并测出了冰变成水时所吸收的潜热，是同质量的水升高1℃时吸收热量的78倍；水汽化时吸收的潜热，是同质量的水升高1℃时吸收热量的78倍；水汽化时吸收的潜热，是同质量的水升高1℃时吸收热量的450倍。写出了冰加潜热等于水，水加潜热等于汽的公式，再次把温度与热的不同区分了开来。

　　布拉克通过上述实验研究，本应得出热是运动的正确热学结论了，而且他也已经从中看到了热“将不是化学的，而是力学的”，即热的本质是运动的科学结论。但由于他是燃素说的忠实信徒，虽然他在后期改变了观点，接受了拉瓦锡的正确燃烧学说，但在这时他却仍从错误的燃素说观点出发，认为建立热是运动的学说还有不少困难。比如若说热是物质内部粒子的运动，那么密度大的物质由于其内部粒子吸引力强而不易振动，比热就应该越大，但为何水银的比热反而比水的比热小呢？对于潜热，用粒子的机械运动则就更难做出解释。所以布拉克仍从燃素说的错误观点出发，否定了他看到了热“是力学的”正确结论，而错误地宣称他“不能形成这种内部振动的概念”，坚信错误的热学中的“热质说”，使他放跑了热的运动说重大科学结论，造成了他的重大失误。

　　错误的思想出发点给布拉克造成了失误，他强调的热质说又阻碍人们对热现象研究达半个多世纪之久。