Из истории термодинамики |
![]() |
Автор naturalscience.ru | |
В XVIII веке считалось, что одно тело бывает теплее другого потому, что содержит больше теплорода - невесомого вещества, создающего ощущение тепла. Считалось также, что теплород нельзя ни создать, ни уничтожить; он только переходит от одних тел к другим, вызывая охлаждение первых и нагревание вторых. Однако в 1798 г. министр внутренних дел Баварии, граф Б.Румфорд проделал опыт, оставивший теорию теплорода лишь в пыли библиотек. В те времена пушки изготавливали так. Из расплавленного металла отливали пушечные стволы, не оставляя внутри них канала для ядер. Его высверливали позже - при помощи огромных сверлильных станков, приводившихся в движение лошадьми. Румфорд заметил, что во время сверления стволы очень сильно нагревались. Румфорд предположил, что причина нагревания - трение сверла о пушечный ствол, то есть совершение механической работы.
Из опыта следовало два вывода: либо теплород можно "изготавливать" в неограниченных количествах (и это приведет к переделке всей теории теплорода), либо нагревание тел объясняется совсем иными причинами, а теплорода не существует вообще. Дальнейшее развитие науки подтвердило правильность именно второго вывода.
Спустя полвека на арену научной деятельности выходит соотечественник Румфорда, манчестерский пивовар Д.Джоуль. Его экспериментальной установкой стал калориметр с погруженной в него мешалкой, которая приводилась во вращение опускавшейся гирей (см. рисунок). Трение лопастей мешалки о воду или ртуть, которыми заполнялся калориметр, приводило к их нагреванию.
В XIX веке количество теплоты и работу измеряли не "джоулями", как сегодня, а другими единицами. Несмотря на это, вывод Джоуля остается справедливым: при любых явлениях, в ходе которых механическая работа полностью превращается в теплоту, совершение 1 Дж работы всегда приводит к возникновению именно 1 Дж теплоты. Этот вывод лег в основу термодинамики - новой теории тепловых явлений. С тех пор она существенно расширилась и превратилась в теорию о взаимопревращениях работы, теплоты и энергии вообще: химической, электрической, ядерной и т.д. В таком виде термодинамика существует и по сей день.
|