Cтраница 2
Любое химическое взаимодействие сопровождается выделением или поглощением энергии. Все виды энергии переходят друг в друга в строго эквивалентных количествах, поэтому, в принципе, любую форму энергии взаимодействующих компонентов можно свести в конце концов к тепловой. При химической реакции выделение или поглощение теплоты связано с изменением запаса энергии у продуктов реакции по сравнению с исходными веществами. Теплота выделяется в результате работы тепловых установок при сжигании того или иного вида топлива. Для существования любого организма требуются реакции, при протекании которых в организме выделяется тепловая энергия. Немаловажно знать, сколько джоулей ( калорий) получит организм, переваривая пищу. Следовательно, изучение энергетики химических процессов важно для биохимии и медицины. [16]
Согласно закону сохранения энергии, каким бы путем мы не превращали теплоту в механическую работу, из каждой килокалории всегда будет получаться 426 8 кгм работы. Эта величина носит название механического эквивалента теплоты. Такие эквиваленты существуют между любыми формами энергии. [17]
Очевидно, что указанное преобразование возможно только потому, что поле тяготения обладает фундаментальным свойством сообщать всем телам одинаковое ускорение, или, иначе говоря, потому, что тяжелая и инертная массы всегда равны. Это утверждение имеет очень надежный экспериментальный фундамент. Из принципа эквивалентности, действительно, следует, в сочетании с законом инертности энергии, что любой форме энергии нужно приписать также вес. Если бы внутренняя энергия, освобождающаяся при радиоактивном распаде урана, имела инертную массу и не обладала тяжелой, то указанные отношения отличались бы друг от друга на 1 / 26000, Этвеш [263] подтвердил это, причем точность оказалась еще большой. [18]
Существует принципиальное различие между арифметической эквивалентностью разных источников энергии и эквивалентностью преобразования энергии из одной формы в другую. Энергосодержание топлив может быть измерено по количеству тепла, выделяемого при сгорании, однако два вида топлива с равной теплотой сгорания не могут быть превращены одно в другое без определенной потери энергии. Так, например, уголь и мазут, взятые в определенном количестве, могут обладать одинаковой теплотой сгорания, и тем не менее они не будут эквивалентными топливами, так как в процессе преобразования угля в синтетический мазут часть энергии теряется. Таким образом, арифметическую эквивалентность энергии угля и мазута в данном случае не следует отождествлять с эквивалентностью преобразования угля в синтетический мазут. То же самое справедливо при рассмотрении любых форм энергии. [19]
Отвергая существование невесомых флюидов, Ломоносов под материей понимал то, что мы называем теперь веществом, и мерилом количества вещества считал вес его. В 1756 г. опытами по обжиганию металлов в запаянных стеклянных сосудах он экспериментально подтвердил неизменность веса вещества при химических реакциях и, следовательно, справедливость закона сохранения материи. Количественная оценка движения была найдена в понятии энергии, которая определяется как мера движения при переходе одних ее форм в другие. Мысль Ломоносова о сохранении движения высказывалась и ранее, но не в столь общей форме, а лишь в применении к простому перемещению тел. Энергия не творится и не исчезает. Любая форма энергии способна превращаться в эквивалентное количество любой другой формы. [20]