Второе начало термодинамики Сади Карно, В.Томпсон, Р. Клаузиус, Д. Больцман, М. Смолуховский, страница 6

Можно даже представить себе, что тела А и В сами собой остаются при постоянной температуре, хотя бы они теряли или приобреталн определенные количества тепла. Если, например, тело А было бы паром при температуре его ожиженкя и тело  — льдом при те 1пературе замерзания, то, как известно, эти тела Могли бы отдавать и принимать теплород, не меняя температуры. 24 САДИ КАРНО щения указанным методом теплорода от тела В к телу А, от холодильника к нагревателю, как первоначальное состояние было бы восстановлено;можно было бы возобновить подобную операпию и действовать так и далее: зто было бы не только вечным движением, но и беспредельным создаванием движущей силы без затрзты теплорода или каких- либо других агентов.

Подобное создаванне совершенно противоречит общепринятым идеям, законам механики и здравой физике. Оно недопустимо ". Необходимо заключить, что максцмул«движущей силы, получаемый упогяреблекивм пара, есть также лсаксимум движущей силь«, получаемой любым средством [ге]. Мы дадим, кроме этого, скоро второе, более точное доказательство этой теоремы. Предыдущее следует рассматривать, как предварнтетьное рассуждение (стр. 26), Справедливо задать нам по поводу выведенного результата следующий вопрос; какой смысл имеет слово максииумр Чем можно обнаружить, что максимум достигнут? Как мы узнаем, что пар употреблен самым выгодным образом для развития движущей силыр Всякое восстановление равновесия теплорода может быть причиной возникновения движущей силы, поэтому всякое восстановление равновесия, происходящее без образовцния этой силы, можно считать за настоящую потерю: ото!ода, немного подумав, увидим, что всякое изменение температуры, происходящее не от изменения объема тел, не может быть ничем иным, как бесполезным восстановлением равновесия теплорода з*.

Отсюда необходимое условие максимума будет: в телах, «Могут адесь спроситгк если доказана невозможность регре1кигя шведе для чисто механических действий, то имеет ли это место при употреблении тепла нли электричества; но равве возможно для явлений тепла и электричества придумать иную причину, кроме какого-либо движения тел, и разве эти движения не должны подчиняться законам механики? Кроме того, разве не известно а розьепог1, что все попытки какими бы то нн было методами осуществить регрепзшп пгоЫ!е остались бесплодными; что никогда не удается получить настоящий регре1вшп шоЬг!е, т.

е. движение, которое продолжается вечно, без изченения употребляемых тел? Считали, что электромоторный прибор (столб Вольты) дает возможность создать регре[цпш пюЬг!е; пробовали осуществить эту идею устройством столбов, считая нх неиаменяемыми. Но что бы ни делали, прибор скоро испытывал заметные изменения, если только его заставляли действовать некоторое время со значительной энергией.

Общее и философское поннтие «регрегккш жоане«содержит в себе не только представление о движении, которое после первого толчка продолжается вечно, но действие прибора ичи какого-нибудь собрания таковых, способного развивать в неограниченном количестве движущую силу, способного выводить последовательно нз покоя все тела природы, если бы они в нем находились, нарушать в них принцип инерции, способного, наконец, черпать иа самого себя необходимые силы, чтобы привести в движение всю вселенную, поддерживать и беспрерывно ускорить ее движение. Таково было бы действительное создание двингугцей силы. Если бы вто было возможным, то стало бы бесполезным искать двпнгушую силу в потоках воды и воадуха, в горючем материале; мы имели бы оесконачный источник, иа которого могла бы беспредельно черпать,- "'" Мы адесь не предполагаем никаких хпиических действий между телами, взятымн для получения движущей силы теплоты.

Химическое действме, происходящее в топке, есть, в некотором роде, предварительное действие, предназначенное не для непосредственного получения движущей силы, но для нарушения Равновесия теплорода, для создания равности температур, которая унсе затем дает возникновение движущей силы [и[. Размышления о движущей силе огня 2б уяоиьреблясмых для развития двиоюугаеб си,аы тепла, не должно быть ни одного изменения температуры, происходяеаего не от изменения обьема. Обратно, всякий раз, когда это условие будет выполнено, максимум будет достигнут. Этот принцип никогда не следует терять из виду при конструкции тепловых машин; это основное условие. Если его нельзя выполнить точно, то следует как можно меньше удаляться от него. Всякое изменение температуры, обязанное не изменению объема плп химическим действиям (которые мы здесь впредь исключаем), осязательно происходит от непосредственного перехода теплорода от более илп менее нагретого тела к телу более холодному.

Этот переход имеет, главным образом, место при соприкосновении тел с различной температурой; такие соприкосновения должны быть уменьшены насколько возможно. Конечно они не могут быть исключены совершенно; но, по крайней мере, следует стремиться к тому, чтобы соприкасающиеся тела мало разнились друг от друга по температуре.

В нашем предыдущем рассуждении, употребляя теплород тела А для образования пара, мы полагали, что пар образуется при температуре самого тела А: таким образом соприкосновение имелось только между телами с одинаковой температурой; изменения температуры, происшедшие затем с паром, были обязаны расширению, т. е. изменению ооъема; наконец конденсация производилась также без соприкосновения тел с различной температурой.

Она происходила при приложении постоянного давления к пару, приведенному в соприкосновение с телом В той же температуры, что и пар. Условия максимума выполнены. На сапом деле явления не могут точно происходить так, как мы это предполагали. Чтобы обусловить переход теплорода от одного тела к другому, первое из них должно иметь более высокую температуру; но разность температур можно взять сколь угодно малой; в теории ее можно считать за нуль без того, чтобы рассуждения потеряли в точности.

Против нашего доказательства можно привести более серьезное зозрлясение, а именно. Когда мы отнималн тепло от тела А, чтобы получить пар, и затем «опденспровали пар, присоединяя к телу В, то вода, служившая для ого образования и первоначально бышпая при температуре тела А, в конце операции будет находиться при температуре тела В; она охлалптся. Если мы хотим возобновить операцию, подобную первой, получить новое количество движущей силы с тем же прибором и с тем же паром, то нужно сперва восстановить первоначальное состояние, воде нужно придать ту температуру, котзрую она имела сначала. Это можно безусловно сделать, приводя ее прямо в соприкосновение с телом А, но тогда будет соприкосновение между телами с различной температурой гче '. * г бг р " эта потеря встречается во всех паровых машинах: в самом деле, вода, вводнман в котел, всегда холоднее находящейся там воды; между ними происходит бесполезное восстановление равновесия теплорода.

Легко а роменом убедиться, что ото выравнивание действительно представлнет потерю в даня ущей силе, если принять во внимание, что воду, подаваемую в котел, можно сперва 20 ОАДИ КАРНО ош.рацию, т. е. вернуть телу А теплород, употребленный для цовьппемия температуры жидкости.

Зту трудность можно уничтожить, полагая разность температур между телами А и В бесконечно малой; количество тепла, необходимое для приведения жидкости к ее начальной температуре, будет также бесконечно малым, и им можно будет пренебречь по сравнению с теплотой, нужной для образования пара — величиной всегда конечной. Заключение, выведенное сперва для случая бесконечно малой разности температур между двумя телами, может быть легко распространено ва общий случай.

В самом деле, если требуется получить движущую силу от переноса теплорода от тела А к телу Я, причем температура последнего сильно отличается от тсмпературы первого тела, то следует представить себе ряд тел В, С, Р и т. д. с температурами, средними между температурами тел А и Я и выбранными таким образом„ чзо разности от А до В, от В до С и т. д. все бесконечно малы. Теплород, клятый от А, дойдет до Я, только пройдя через тела В, С, Р и т. д.

и развив при каждом из своих переходов максимум движущей силы Я. Обратные операции также будут все возможны, и рассуждения стр. 28 станут точно приложимы. После установленных вьппе положений можно с достаточным основанием сравнить движущую силу тепла с силой падающей воды: обе имеют максимум, который нельзя превзойти, какая бы ни была бы и одном случае машина для использования действия воды, и в другом— вещество, употребленное для развития силы тепла. Движущая сила падающей воды зависит от высоты падения и количества воды; движущая сила тепла также зависит от количества употребленного теплорода и зависит от того, что можно назвать и чтб мы на самом деле и будем называть высотой его падения ", — т. е.

от разности температур тел, между которыми происходит обмен теплорода. При падении воды движущая сила строго пропорциональна разности уровней в верхнем и нижнем резервуаре. При падении теплорода движущая сила без сомнения возрастает с разностью температур между горячим и холодным телэми; но мы не знаем, пропорциональна ли она этой разности. Мы не знаем, например, образует ли падение теплорода от 100 до 50' больше или меньше движущей силы, чем падение того же самого теплорода от 50 до 0'.

Этот вопрос мы предполагаем разобрать несколько ниже. Здесь мы дадим второе доказательство основного положения, выведенного на стр. 24, и выскажем его в более общем виде, чем это было сделано до сих пор, Когда газообразная жидкость быстро сжимается, то ее температура повышается; наоборот, она понижается при быстром разрежении. согреть, употребляя ее как воду для конденсапии пара в маленькой побочной машине, питаемой паром из того же котла, что и большая, и имеющей в холодильнике температуру среднюю между температурой котла и главного холодильника.