Cтраница 2
В наше время, - писал он, - причина теплоты приписывается особой материи, которую большинство называет теплотворной, другие - эфиром, а некоторые - элементарным огнем. Говорят, что тем большее количество ее находится в теле, чем большая степень теплоты в нем наблюдается, так что в соответствии со степенью теплоты данного тела количество теплотворной материи в нем увеличивается или уменьшается. И хотя иногда принимают, что теплота тела увеличивается силою движения этой вошедшей в нее материи, но чаще всего считают истинной причиной увеличения или уменьшения теплоты простой приход или уход разных количеств ее. [16]
В холодном климате плохо функционируют мышцы. Возрастает риск получения скелетно-мышечной травмы и несчастного случая. Кроме этого, значительно увеличиваются затраты энергии, поскольку для поддержания теплоты тела необходимо тратить большое количество энергии. [17]
Все процессы, происходящие в природе, протекают самопроизвольно, в определенном направлении и в ряде случаев могут сопровождаться производством работы против внешних сил. Если первый закон термодинамики устанавливает эквивалентные соотношения между изменением внутренней энергии системы, поглощаемой ею теплотой и произведенной работой, но не определяет направленности процесса, то в соответствии со вторым законом термодинамики определяется направленность процесса и его пределы. Так, например, при соприкосновении горячего и холодного тел первый закон предусматривает лишь постоянство сумм теплоты тел, которое может выполняться даже и в том случае, когда теплота будет переходить от холодного тела к горячему, что согласно второму закону является маловероятным. [18]
Таким образом, мы доказали a priori - и подтвердили a posteriori, что причиною теплоты является внутреннее вращательное движение связанной материн; теперь переходим к рассмотрению мнений, которые большинство современных ученых высказывают относительно теплоты. В наше время причина теплоты приписывается особой материи, которую большинство называет теплотворной, другие - эфиром, а некоторые - элементарным огнем. Говорят, что тем большее количество ее находится в теле, чем большая степень теплоты в нем наблюдается, так что в соответствии со степенью теплоты данного тела количество теплотворной материи в нем увеличивается или уменьшается. И хотя иногда принимают, что теплота тела увеличивается силою движения этой вошедшей в нее материи, но чаще всего считают истинной причиною увеличения или уменьшения теплоты простой приход или уход разных количеств ее. Это мнение в умах ( Многих пустило такие глубокие корни и настолько укрепилось, что повсюду приходится читать в физических сочинениях о внедрении в поры тел названной выше теплотворной материи, как бы привлекаемой каюим-то приворотным зельем; или, наоборот - о бурном выходе ее из пор, как бы объятой ужасом. Поэтому мы считаем нашей обязанностью подвергнуть ату гипотезу проверке. [19]
Химическую силу, заставляющую проникать одно вещество в другое, нельзя вполне отождествлять даже с теми притягательными силами, которые заставляют прилипать или удерживают разнородные тела друг около друга, напр. Смешения этих сил с химическими не должно делать потому, что при действии последних одно тело проникается другим и образуется новое, чего не происходит при слипании - Но очевидно, что силы, определяющие сцепление разнородных тел, представляют переход от механических сил к химическим, потому что действуют только при полном прикосновении. Но точно такая же связь химических явлений с теплотными ( при химических явлениях теплота развивается и теплотою тела могут разлагаться) показывает только единство сил природы, способность одних сил производить другие, превращаться в них и их видоизменять. [20]
В этой системе будут происходить известные процессы, течение которых определится совершенно однозначно, если исходить из определенного начального состояния. При этом оказывается следующее. Если предположить, что справедливы вообще только законы механики и электродинамики, то процессы эти никогда не должны закончиться: в продолжение всего времени они сохраняют свой характер. Можно даже показать, что состояние, которое однажды уже имело место, с течением времени, если и не абсолютно точно, то с любым желаемым приближением повторится снова и притом любое число раз. Но как только в этих процессах начнет принимать участие теплота ( в виде ли теплоты тел или лучистой теплоты), они начнут приближаться, хотя бы и асимптотически, к определенному конц. Это состояние называют состоянием теплового равновесия. [21]
Жидкий объем любого масштаба может подвергаться воздействиям гидростатической подъемной силы, возникающим однократно или многократно от многих и разнообразных видов и сочетаний физических процессов. Подъемная сила может возникнуть из-за разности плотностей в поле объемной силы, а разность плотностей образуется вследствие тепло - и массопереноса. В свою очередь тепло - и массоперенос, вызывающий появление подъемной силы, может быть обусловлен действием многих и разных механизмов. Например, даже кажущийся простым эффект возникновения подъемной силы, действующей на лист кукурузы, освещенный солнцем, оказывается достаточно сложным. Солнце нагревает лист, который для поддержания теплового равновесия ( терморегулирования) может испарять водяной пар. Таким образом, в образовании результирующей подъемной силы одновременно участвуют перенос тепла и три процесса массопереноса. Эти процессы объединяются с переносом тепла излучением. Теплота тела порождает теплоперенос вблизи его поверхности. Но часто такое же по порядку величины воздействие оказывает потение. Испарения с поверхности тела увлаж - няют прилегающий слой воздуха. Таким образом, возникают две составляющие аэростатической силы, направленной вверх. [22]
Основные компоненты пищи - крахмал, сахара, жиры и белки-представляют большие молекулы, которые построены из меньших молекулярных структур, состоящих из атомов. Эти небольшие комплексы синтезируются растениями, связываются ими каким-то способом, образуя растительные вещества, такие, как углеводы и целлюлоза. Животные, поедая растительную или животную пищу, расщепляют эти вещества и перераспределяют их составляющие так, чтобы образовывались нужные большие молекулы. Однако сами животные не синтезируют их частей. Энергию, необходимую для движения и другой деятельности, они получают при дальнейшем расщеплении некоторых молекулярных комплексов на углекислый газ и воду. Эта энергия первоначально была усвоена растениями из солнечного света и запасена при синтезировании таких комплексов. Связывание и расщепление этих малых комплексов в пищеварительной системе животного - обычно дело нехитрое и не требует больших затрат энергии, оно бшстро совершается микробами или ферментами. Большие молекулы в нашей пище содержатся в углеводах и целлюлозе, которые составлены из множества групп простых молекул сахара наподобие глюкозы, жиров с длинными цепями СН2 и белков - еще больших по величине и очень сложных молекул, необходимых для строительства и обновления тканей. Процесс, посредством которого химическая энергия превращается в теплоту тела или работу мышц - в сущности то же горение. При сгорании топлива в пламени происходит соединение его с кислородом с образованием воды и углекислого газа. Простейшее топливо нашего тела, такое, как глюкоза, соединяясь с кислородом, поступающим из легких, также образует воду и углекислый газ, но процесс идет гораздо медленнее и более хитрым путем, нежели простое горение в пламени; температура невелика, а энерговыделение то же самое. [23]
Жидкий объем любого масштаба может подвергаться воздействиям гидростатической подъемной силы, возникающим однократно или многократно от многих и разнообразных видов и сочетаний физических процессов. Подъемная сила может возникнуть из-за разности плотностей в поле объемной силы, а разность плотностей образуется вследствие тепло - и массопереноса. В свою очередь тепло - и массоперенос, вызывающий появление подъемной силы, может быть обусловлен действием многих и разных механизмов. Например, даже кажущийся простым эффект возникновения подъемной силы, действующей на лист кукурузы, освещенный солнцем, оказывается достаточно сложным. Солнце нагревает лист, который для поддержания теплового равновесия ( терморегулирования) может испарять водяной пар. В процессе фотосинтеза хлоропласт листа поглощает СОа из воздуха и выделяет Ог. Таким образом, в образовании результирующей подъемной силы одновременно участвуют перенос тепла три процесса массопереноса. Эти процессы объединяются с переносом тепла излучением. Другой пример - потеря метаболической теплоты1) млекопитающими с-поверхности их тел. Теплота тела порождает тепл оперенос вблизи его поверхности. Но часто такое же по порядку величины воздействие оказывает потение. Испарения с поверхности тела увлажняют прилегающий слой воздуха. Таким образом, возникают две составляющие аэростатической силы, направленной вверх. [24]