History of Physics

第 11 篇图片与制图说明

核对日期:2026-09-16。

真实史料图

  • 文件:ph11-joule-plate-vii.png。
  • 作者与文献:James Prescott Joule,On the Mechanical Equivalent of Heat,Philosophical Transactions of the Royal Society of London,140(1850),61—82 页,Plate VII。
  • 实际取得的扫描 PDF:Princeton。本地研究文件 research_assets/joule1850.pdf;采用 PDF 第 5 页(零起始索引 4)。图版位于印刷页 64 与 65 之间。
  • 权利:1850 年原作已进入公有领域;可参照同一论文的 Commons 权利记录与 Public Domain Mark 1.0。Commons 是权利参考,本篇实际扫描来源为上述 Princeton 文件。
  • 制作:用 pypdfium2 将原 PDF 第 5 页以 scale=2.5, rotation=90 渲染为 PNG,输出 1920 × 1363。旋转只纠正扫描方向;保留整页,无裁切、补绘、文字替换或生成式处理。
  • 图版包含多种装置,不能整体称为同一台水搅拌器。图 1—3 为水的装置及容器;图 4—6 为汞的装置;图 7—8 为铸铁摩擦;图 9 为总体传动安排。对应关系依据原论文正文核对。

原创教学图

以下四图为本系列原创,采用 Python 与 Pillow 绘制;脚本为 chapter11_figures.py(代码保留在本地笔记库),共享样式为 history_illustration.py(代码保留在本地笔记库)。可在具有 Microsoft YaHei 字体的 Windows 环境重新生成。它们不是历史人物的原始绘图,也不冒充实验照片。

文件 说明与范围
ph11-separate-condenser.png 独立冷凝器的功能示意,依据科学博物馆的工程说明;省略完整机械结构,左图冷热箭头是不同阶段。
ph11-carnot-reinterpretation.png 1824 年热质前提与现代热机收支的概念对照;左图不使用现代焦耳数值,不声称热质假说成立。
ph11-joule-energy.png 现代近似绝热模型,M=10 kg 为全部重物总质量,h=5 m,g=9.8 m/s²,输入功 490 J;C_eff=1000 J/K,则温升 0.49 K。非历史实测。
ph11-efficiency-limit.png 现代两热库循环:500 K、300 K,Qh=100 J。可逆上限 W=40 J、Qc=60 J、两热库总熵变为 0;虚构的反例 W=70 J、Qc=30 J,总熵变 −100/500+30/300=−0.10 J/K,不可能实现。系统无其他能量与熵交换。

图中文字、示例数值、箭头与正文逐项检查;所有历史事件引用入口见正文。全部图片保存在笔记库本地,正文通过相对路径引用。

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