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之间的相互渗透，并正式宣告了电学与化学的交互作用产生的一门新兴的边
缘学科——电化学的诞生。伏打电池的发明，是电学发展与化学发展交互作
用的结果，而伏打电池发明之后，它反过来又推动了电学与化学的发展，而
自电化学诞生之后，电学与化学都进入了19世纪的高速发展时期。伏打电池
的发明，首次揭示出了电能与化学能之间的内在联系，这就为后来的能量守
恒和转化定律的发现进一步奠定了实验基础。因此，它对18世纪的僵化自然
观念是又一次打击，而对于19世纪的辩证自然观的形成，也是一个重要的开
端。
（6）电化学的奠基
当伏打实验的新的化学电源的消息报道在英国传播后，这一新的发明即
引起一个青年化学家的重视，正是他，后来在伏打的电化学成就的基础上，
从实验和理论两方面进一步为电化学的发展开辟了道路，他就是英国当时的
青年化学家戴维（1778—1829年）。
1806年，戴维在已经进行的一些电化学实验基础上，写成了《论电的化
学作用》的实验报告。同年，他又以此为题，在皇家家学会作了演讲。这一
著名的演讲很快名扬欧洲大陆，刚刚称帝不久的拿破仑也决定授予戴维3000
法郎奖金，以奖励他在电化学上的贡献。
1807年，戴维在电化学实验中又取得两项重大成就。其一，他在伏打电
堆的基础上，制成了一个由250对铜片和锌片组成的能产生强大电流的巨型
电堆；其二，他以这种巨型电堆为电源，成功地实现了对草木灰（碳酸钾）
和苏打 （碳酸钠）的电解，从中发现了两种重要的新金属元素钾和钠。他并
没有止步，仍试图以电解法寻找新元素。最初他曾试图以钾为还原剂，对生
石灰、重晶石、苦土进行电解，以图从中寻找新元素，但经过多次实验，均
以失败告终。戴维又设法寻找新的实验方法，一方面，他对电堆再次进行改
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革，制出了一种由五百对铜板和锌板组成的更大的电堆；另一方面，戴维在
瑞典化学家贝齐力乌斯的来信中受到启示，采用了一些新的电解法，终于在
1808年6月成功地实现了对生石灰、重晶石、苦土及锶矿石的电解，发现了
钙、钡、镁、锶四种新的金属元素。
戴维在实验电化学方面的贡献是巨大的。首先，他制成了新的能产生强
大电流的伏打电堆，从而为电化学实验找到了强大的电源。其次，他在贝齐
力乌斯的启示之下改进了电解方法，成功地电解了一些在过去被当作元素的
化合物，并相继发现了钾、钠、钙、钡、镁、锶这些新的金属元素。正是从
电源与电解两方面，戴维为电化学的发展进一步奠定了实验基础。
戴维在进行实验电化学研究的同时，即进行电化学的理论探索。如同他
后来的助手法拉第（1791—1867年）所说过的那样，他的电化学理论十分庞
杂，但他的电化学理论还是有特色的，这就是他的电化学理论集中在电的化
学效应上。
早在拉瓦锡的化合物结构理论中，就曾有对于化学亲和力的一种朦胧的
二元论见解。后来，德国物理学家和化学家格罗杜斯（1785—1822年）也曾
在电解实验中研究过化合物的结构理论。戴维在研究了他们的理论后认为，
物质在溶液中被电解时，电流把物质分解为带阳电与带阴电的两部分，带阳
电的部分被阴极吸引，而带阴电的部分被阳极吸引，可见，物质是由两部分
构成的，而把它们结合在一起的化学亲和力，即为它们之间的静电引力。这
就是戴维的二元论的电化学说。
戴维以他的二元论的电化学为基础，对化学变化的本质进行了探讨。他
认为，化学变化的本质是电变化，他说：“化学变化是由电变化引起的。除
此之外，我再没有别的假说了。”
戴维以他的二元论的电化学说为基础，对物质的化学结构理论也进行了
探讨。他认为，不同的原子在相互接触时，即产生相互感应，并随即在相互
感应中分别带上相反的电荷，这样就使得它们在静电力引力作用下结合在一
起。
戴维的二元论的电化学说的基本要点，是认为原子的电势起源于原子的
接触。不同的原子在相互接触中产生相反的电荷，相反的电荷就会使不同的
原子相互结合。因此，接触理论是戴维的二元论的电化学说的基本特色。正
因为如此，所以戴维的二元论的电化学说后来又被称为接触学说。此后，戴
维的接触学说被贝齐力乌斯进一步发展为极化学说，从而形成戴维——贝齐
力乌斯的二元论的电化学说。
1809年，戴维在多次改进伏打电池的基础上，试制成功一种用2000多
组伏打电池组成的强大电源，并利用弧光放电的原理，发明了一种光照耀眼
的弧光灯，又称为电弧灯。它是在电灯发明之前，人们首次获得的一种足以
驱逐黑暗的强大光源。电弧灯的发明，使戴维的科学荣誉达到了他一生的顶
峰。1812年4月8日，英国王子授命在伦敦的威斯敏斯特广场为戴维举行隆
重的授爵仪式，授予他以“勋爵”称号。1817年，戴维又以发明“矿用安全
灯”而被授予“伦福德勋章”，1820年，他被选为英国皇家学会主席。
自戴维之后，电化学取得迅速的进步，而实验电学即以电化学和此后由
法拉第等人开创的电磁学为双翼，旋即高高地飞腾起来。
3。热学
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（1）计温学 （测温学）
冷和热这两个词习惯上指两种完全相反的感觉，也经常表示对这两种感
觉物理原因的推测，如果一个物体能对我们产生冷和热的作用，就推测它是
冷的或是热的，或认为它包含冷或热。在亚里士多德的哲学体系中，冷和热
都属于基本的性质，它们和干与湿一起构成四元素。
在近代，对热现象的实验研究是从测量“热度”开始的，在科学地定义
温度概念之前，人们往往把温度的变化与物体所含热量的多少混为一谈，用
“热度”来表示。如要定量地测定热度，许多科学家致力于测温计的研制。
1593年，伽利略制造了一个空气测温计，它是利用空气受热膨胀的道理来反
映温度变化的。可是由于他的设计不好，影响气体膨胀的因素太多，所以这
一仪器不能准确地表示温度的变化，后来它就很快地为液体测温计所代替。
1641—1645年间，意大利西门图学院的科学家制造了一种用带色的酒精作材
料的液体温度计，并在该仪器上标出刻度。以后，科学家们一方面寻找更理
想的材料，另一方面改进标记刻度的方法。经过半个多世纪的努力，终于形
成了三种较为适用的温标，这就是世界上仍在通行的华氏、摄氏和勒氏温标。
由于生产技术的发展，要求对热现象进行定量的研究，温度计的制作和
改进最初是和进行气象观测的实际需要相联系的，直到十八世纪末，液体温
度计才制得校为完善，“温标”的概念也已逐步形成。
1714年，德国人华仑海特（1686—1736年）制造出一种充填水银的温度
计。虽然他不是水银温度计的发明者，但是由于他发明了净化水银的办法而
使这一液体得以在温度计中普遍采用。1724年，他被选到伦敦皇家学会，同
一年，他投寄给《哲学会报》五篇用拉丁文写的短文，第一次揭示了他制作
温度计的过程。
华仑海特作了两种温度计：一种装上酒精；另一种装上水银。从他的第
一篇论文看来，他那时所用的温度计选用了两个固定点：结冰的盐水混合物
的温度和人体血液的温度，并把它们之间的间隔分成96度。从他的第二篇论
文看来，他还使用了冰和水混合的温度32度决定了第三个固定点。他叙述
说：“那些温度计的刻度仅仅是使用在始于零度和止于96度的气象观察而
已。这个刻度取决于三个固定点的测定，它们是用如下方法得到的：首先，
最低点……是以冰、水和氨化铵或海盐的混合物来确定的，如果把温度计浸
在这种混合物中，则液体降落到记为零的点。这个试验在冬天比在夏天更成
功。第二点是这样得到的，如果混合物是由水和冰混合而成，但没有刚才所
说的盐，如把温度计浸在这种混合物中，则温度将固定为32度。第三点是
96度，如果温度计是放入健康人的口中与腋下，酒精就膨胀到这一点。”以
后他又增加了水的沸点212度作为第四个固定点，这是在测量标准大气压下
水的沸点时确定的。他发现，同一种液体的沸点将随气压的降低而减小。利
用这一关系，他把温度计与气压计联合起来，制造了一种温度气压计。华仑
海特的温度标记方法称为华氏温标，用°F来表示。他的温度计和温标在英
美国家中最为流行。
1730年，法国人勒奥默（1683—1757年）制造了一种酒精温度计。他反
对使用水银这种膨胀系数较小的材料而选用酒精。他采用的温标是以水的冰
点为零度，水的沸点为第二固定点，把其间分为80等份。这是因为他通过实
验发现，酒精的体积如果在水的冰点时为1000份，当它达到水的沸点时体积
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变为1080份，所以他定点水的沸点为80度。这样，