Cтраница 3
Термодинамика изучает поведение больших множеств молекул, для к-рых характерен необратимый переход от менее вероятных состояний к более вероятным, в то время как собственно механические процессы не обладают подобной необратимостью. С др. стороны, в классической электродинамике выросло убеждение о несводимости законов возникновения и распространения электромагнитного поля к законам механики. Вместе с тем механическая теория тепла показала взаимный переход механических процессов в тепловые, а учение об электричестве установило переходы механических процессов в электрические и обратно. [31]
В основу молекулярно-статистической теории макроскопических систем положена модель вещества как механической системы, где частицы движутся в пустоте, а силы взаимодействия между частицами потенциальны. Таким образом, речь идет, естественно, о недиссипа-тивной системе. Задачей является как раз создание механической теории тепла. [32]
Им было введено понятие степени сухости пара и предложено теплоту парообразования рассматривать, как состоящую из двух частей - внутренней и внешней теплоты парообразования. Гирну принадлежит также метод калориметрического исследования паровой машины. Результаты исследований свойств водяного пара Гирна приведены в его книге Механическая теория тепла, изданной в 1854 г., третье, значительно дополненное издание этой книги вышло в 1875 г. Экспериментальными исследованиями Реньо и Гирна завершился первый период изучения термодинамических свойств воды и водяного пара, в основном насыщенного, для давлений до 12 ат. [33]
Поэтому наиболее естественною и заманчивою гипотезою в физике является допущение, что все физические явления объясняются неюото - - рыми явными и скрытыми движениями. Многие из них настолько хорошо согласуются с опытом и повели к открытию стольких новых явлений, новых частных и общих законов, что и до сих пор считаются прочно стоящими в науке. Таковы ньютонова механика, теоретическая акустика, оптика как учение о волнообразных движениях, механическая теория тепла и, в частности, кинетическая теория газов и пр. [34]
Карно считал, что тепловым машинам суждено совершить большой переворот в цивилизованном мй р е, и задался целью определить причины их несовершенства. Он доказывает теорему: Движущая сила тепла не зави сит от агентов, взятых для ее развития, ее количество исключительно определяется температурами тел, между которыми, в конечном счете, производится перенос теплорода. Из посмертных записок Карно выяснилось, что он вскоре отказался от теплорода, перейдя на позиции механической теории тепла раньше многих других. [35]
Гениальные мысли Бутлерова блестяще оправдались дальнейшей историей развития науки. Бутлеров полагал, что химическое движение качественно отлично от других форм движения материи и что одновременно согласно закону сохранения энергии между различными формами движения имеется глубокая связь. Не надо забывать, что эти мысли были высказаны Бутлеровым в 1861 г., когда только начинала развиваться механическая теория тепла, когда на Западе прочно продолжали еще держаться идеалистические взгляды. Это еще более поднимает значение этих замечательных высказываний Бутлерова. [36]
Хотя положения кинетической теории тепла Ломоносова не вполне совпадают с принятыми в настоящее время, тем не менее он на столетие опередил развитие западноевропейской научной мысли. Ломоносову же принадлежит честь открытия законов сохранения материи и энергии. Взгляды и положения Ломоносова, однако, не были приняты современной ему наукой; потребовалось целое столетие, чтобы они получили общее признание и возникла специальная отрасль науки - механическая теория тепла, из которой быстрыми темпами развилась техническая термодинамика, основоположником которой, безусловно, является Ломоносов. [37]
Термодинамика изучает поведение больших множеств молекул, для к-рых характерен необратимый переход от менее вероятных состояний к более вероятным состояниям, в то время как собственно механические процессы не обладают подобной необратимостью. С др. стороны, в классической электродинамике выросло убеждение о несводимости законов возникновения и распространения электромагнитного поля к законам механики. Вместе с тем механическая теория тепла показала взаимный переход механических процессов в тепловые, а учение об электричестве установило переходы механических процессов в электрические и обратно. [38]
С другой стороны, известное из древности превращение механического движения и теплоту указывало на то, что и теплота является формой движения материи. Это положение получило особенную поддержку в открытии превращения теплоты в механическое движение, приведшее к созданию паровой машины. Необходимо подчеркнуть, что когда создались условия для изгнания из учения о теплоте представления о теплороде, то, хотя стройное здание теории тепла казалось и лишилось своего фундамента, оно отнюдь не рухнуло, ибо, хотя существовавшая теория и не позволяла правильно ответить па вопрос о сущности тепловых явлений, она, являясь феноменологической теорией, правильно отражала закономерности тепловых явлений. Сущность таких явлений была вскрыта механической теорией тепла, которая, рассматривая теплоту как форму движения материи, пошла по пути, намеченному гениальными атомистами прошлого, среди которых следует отметить нашего соотечественника Ломоносопа. [39]
Карно впервые сформулировал положения второго закона термодинамики. Термин теплород, имеющийся в приведенных словах Карно, не означает, что он был сторонником теории теплорода. Некоторые данные опыта представляются необъяснимыми при современном состоянии теории. Стремясь объяснить эти данные опыта, Карно пришел к механической теории тепла, к утверждению первого закона термодинамики об эквивалентности между теплотой и механической работой. Изданные в 1878 г. рукописи Карно, умершего в 1832 г., показывают, что он после выхода в свет его первого труда Размышление о движущей силе огня пришел к научно обоснованному выводу о механической теории тепла и теоретически определил величину механического эквивалента тепла в 370 4 кгм / ккал. [40]
Томсон в своем Докладе о теории Карно, опубликованном в 1849 г., обратился к работе Карно и сделал вывод о том, что существовавшая теория тепла требует пересмотра на основе новых детальных исследований. Клаузиус в работе О движущей силе теплоты рассматривал теорию Карно с позиций механической теории тепла. Позднее, в 1865 г., Клаузиус, так же как и Томсон, пришел к выводу о тепловой смерти вселенной. [41]
Было признано и развито его учение о законе сохранения и превращения энергии, а также были развиты его взгляды на природу тепловых явлений. Теория теплорода была окончательно отвергнута и принята механическая теория тепла. [42]
Карно впервые сформулировал положения второго закона термодинамики. Термин теплород, имеющийся в приведенных словах Карно, не означает, что он был сторонником теории теплорода. Некоторые данные опыта представляются необъяснимыми при современном состоянии теории. Стремясь объяснить эти данные опыта, Карно пришел к механической теории тепла, к утверждению первого закона термодинамики об эквивалентности между теплотой и механической работой. Изданные в 1878 г. рукописи Карно, умершего в 1832 г., показывают, что он после выхода в свет его первого труда Размышление о движущей силе огня пришел к научно обоснованному выводу о механической теории тепла и теоретически определил величину механического эквивалента тепла в 370 4 кгм / ккал. [43]
Из вышесказанного бесспорно следует, что А. М. Бутлеров является главой школы русских химиков как по нашему общему признанию, так и но признанию иностранцев, и естественно возникает вопрос, почему Бутлеров, а не кто-нибудь другой по праву занимает ото почетное место; ведь были у нас химики с мировыми именами и до Бутлерова, отчего же пи одному из них не удалось создать школы. Непонятый современниками, не оставив после себя учеников и последователей, он был так осно-натольно забыт, что только в начале нынешнего столетия получил должную оценку благодаря трудам Б. Н. Меншуткина, который извлек его труды из архива Академии наук, перевел их с латинского и дал возможность восстановить облик этого гениального человека. Труды Ломоносова по грамматике русского языка, по выработке стиха и стиля считаются эпохой и истории русской литературы. В своих научных трудах он имел несчастье сильно опередить свое время. Только теперь благодаря Б. Н. Меншуткину мы знаем, что Ломоносов был основателем физической химии за сто с лишком лет до ее позднейшего возникновения. IT iI) г. он создал механическую теорию тепла, а в 1748 г. кладет основание кинетической теории газов. Еще недавно Коген, амстердамский физико-химик писал, что ныне мы все смотрим с удивлением на научные труды Ломоносова, так как они не только дают то, что Лавуазье дал через полстолетие, но несомненно оказали бы влияние на развитие физической химии в других направлениях, если бы не остались совершенно неизвестными. [44]
В одном из примечаний к пятому изданию Основ химии, вышедшему в 1889 году, Менделеев, отстаивая свое право на приоритет открытия периодического закона, указывал: Законы природы исключений не терпят и этим явно отличаются от правил и правильностей, подобных, например, грамматическим... Мейер, писавший о периодическом законе, что было бы поспешно изменять данные принятые атомные веса на основании столь непрочного исходного пункта. Без такого способа испытания не может утвердиться ни один закон природы. Ни Шанкуртуа, которому французы приписывают права на открытие периодического закона, ни Ньюландс, которого выставляют англичане, ни Мейер, которого стали цитировать ныне многие как основателя периодического закона, не рисковали предугадывать свойства некоторых элементов, изменять принятые веса атомов и вообще считать периодический закон новым, строго поставленным законом природы, как это мною сделано с самого начала ( 1869 г.), а потому замеченные ими правильности, притом мне бывшие неизвестными, можно считать только подготовкою к открытию закона. Так, до Кирхгофа подготовлялись законы спектроскопии, до Мейера, Джоуля и Клаузиса механическая теория тепла, даже до Лавуазье и Ньютона открытия, им по существу принадлежащие. [45]