约瑟夫·布莱克(Joseph Black),1728年4月16日出生于法国波尔多,但他是苏格兰人,并在英国的科学界留下了深刻的印记。他的家庭背景虽未详细记载,但他在科学领域的成就却熠熠生辉。
布莱克在1746年进入格拉斯哥大学学习医学和自然科学,并于1754年获得爱丁堡大学的博士学位。他在格拉斯哥大学担任过医学教授和化学讲师,随后又在爱丁堡大学担任化学教授,这些职位为他提供了广阔的研究平台。
布莱克在化学领域的贡献尤为突出。他首先使用天平来研究化学变化,开创了定量化学分析方法。这一方法使他在研究石灰石煅烧过程中发现了二氧化碳(他称之为“固定空气”),并详细研究了其性质,动摇了当时流行的燃素说,为气体化学的发展开辟了新道路。
在物理学方面,布莱克对热量和温度的概念进行了澄清,提出了比热容的理论。他创立了测定热量的方法——量热术,并发现了物态相变中的“潜热”。他定量地确定了冰熔解的潜热,并估计了水汽化的潜热,这一发现为后来的蒸汽机技术改进提供了重要的理论依据,特别是启发了詹姆斯·瓦特在蒸汽机上装上冷凝器的技术改造。
布莱克还参与了爱丁堡皇家学会的成立,并在1788年至1790年间担任爱丁堡皇家医学院院长。他的科学成就不仅限于化学和物理学,还影响了工程学领域的发展。
布莱克在热学领域的贡献尤为显著。他提出的比热容理论,即单位质量物体改变单位温度时吸收或放出的热量,为后来的热力学研究奠定了基础。他还通过实验发现,物质在物态变化时存在潜热现象,即物质在固态到液态、液态到气态的转变过程中,虽然温度保持不变,但会吸收或释放大量的热量。
这一发现不仅丰富了热力学理论,还为蒸汽机的改进提供了关键的理论支持。瓦特的蒸汽机改进正是基于布莱克对潜热和热量测量的深入研究。
约瑟夫·布莱克作为18世纪的苏格兰科学巨匠,在化学和物理学领域做出了卓越的贡献。他的定量化学分析方法、比热容理论和潜热发现,不仅推动了科学的发展,还为后来的工程师和技术人员提供了宝贵的理论依据。尽管他的名字可能不为大众所熟知,但他在科学史上的地位却是不可撼动的。