Гельфер Я.М. История и методология термодинамики и статистической физики (Гельфер Я.М. История и методология термодинамики и статистической физики.djvu), страница 10

2821. Из приведенного отрывка видно, что Бернулли правильно представлял себе давление газа на стенку сосуда как результат совокупного действия молекул. При этом величина давления должна быть пропорциональна плотности газа. Далее он устанавливает связь между давлением и объемом газа: «Требуется теперь определить величину груза и, который в состоянии сжать воздух ЕСОР до объема еСОР, в предположении, что скорости частиц в том и другом воздухе, т. е.

естественном и сжатом. равны. Пусть ЕС=1, еС=Я. Когда крышка ЕР перемещается в положение ей она, конечно, испытывает со стороны жидкости повььшенное давление по двум причинам: во-первых, вследствие того, что число частиц по отношению к пространству, в котором они заключены, становится теперь большим, и, во-вторых, вследствие того, что каждая частица чаще повторяет свой удар» [2, с. 2831. Обе эти причины Бернулли учитывает в своем расчете.

Обозначив через Е отношение еС!ЕС, т. е. отношение объемов сжатого воздуха и исходного, через Р— вес груза, сжимающего воздух, и через т — расстояние тС, т. е. то «расстояние, на которое переместится крышка ЕР, прижатая бесконечно большим грузом ..., при котором все частицы соприкасаются», Бернулли получает, что ('-'':-)' Поскольку расстояние 5 много меньше высоты цилиндра, то отсюда следует, что и-Р(3. Пусть У, — начальный объем газа, а У вЂ” объем, соответствующий давлению Р, так что Я= Уз/У. Тогда получаем ма» тематическое выражение закона Бойля — Мариотта: пУ-РУ,. Далее Бернулли пишет: «Таким образом, сжимающие грузы находятся между собою почти в обратном отношении к объемам, занимаемым воздухом, сжатым в различной степени, 39 что многократно подтвердилось на опыте. Это правило люжет быть, конечно, полностью принято и для воздуха, более разреженного, чем естественный. Но может ли оно быть также принято для воздуха, значительно более сгущенного, это я считаю еще недостаточно выясненным.

Ведь до сих пор еще не было поставлено опьпов с такой степенью, какая требуется в данном случае. Вся задача сводится к тому, чтобы определить значение буквы т, но тем точнее следует эту задачу решить и притом с воздухом чрезвычайно сжатым; степень же теплоты воздуха во еречя его сжатия должна тщательно поддерживаться неиз.пенной [2, с. 284]. Бернулли довольно близко подходит к основному уравнению молекулярно-кинетической теории газов и кинетическому толкованию понятия температуры: «Между тем упругость воздуха повышается не только вследствие сгущения.

но и вследствие увеличения теплоты, ибо известно, что везде, где возрастает внутреннее движение частиц, теплота повышается; отсюда следует, что увеличение упругости воздуха, не изменяющего своего объема, дает основание предполагать повышение интенсивности движения частиц, что хороню согласуется с нашей гипотезой.

Ведь ясно, что для удержания воздуха в положении ЕСОР требуется тем больший груз Р, чем с большей скоростью движутся частицьь воздуха. Больше того, нетрудно видеть, что груз Р должен следовать второй степени этой скорости, ибо с повышением скорости увеличивается как число ударов, так равно и их интенсивность, причем и то и другое пропорционально грузу Р...

Такова теорема, которую я обосновал,. она указывает, что во всяком воздухе, любой плотности, но обладающем одинаковой степенью теплоты, упругости пропорциональны плотностям и что поэтому и приращения упругости, происходящие от одинаково возросшей теплоты, пропорциональны плотносгямл [2, с. 285]. Следует отметить, что связь между плотностью воздуха и его давлением в той форме, как зто теоретически обосновано Бернулли в его теореме, была экспериментально установлена еп1е Амонтоном в 1702 г.зе Но была ли зта работа известна Д. Бернулля, сказать трудно, так как ссылок на нее в «Гидродинамике» нет. Эйлер Леонард (1707 †17) Швсйцврский математик, механик и физик.

Родился в Базеле (Швейцврия). Обрвзоввние получил в Базельском университете, который окончил в !724 г. С 1727 г. живет и рэботает в Петербурге. Член Петербургской Аквдемии наук. С 1741 по 1766 г. работает в Берлинской Академии наук. С 1766 г. и до конца жизни вновь живет и работает в Петербурге.

В предыстории термодинамики остался квк один из выдвюшихся представителей корпускулярной теории теплоты, в также автор формулы скорости звука в упругой среде, рэзвитие которой в дальнейшем сыграло большую роль в экспериментальном и теоретическом псследоввнии вдивбзтического процесса. 40 Набросок элементов кинетической теории теплоты, развитой Д. Бернулли в его «Гидродинамике», мог бы быть противопоставлен в ряде пунктов теории теплорода, если бы его идеи получили широкое распространение.

Между тем этого не случилось. Замечательные идеи швейцарского физика не только не нашли продолжателей, если не считать Ломоносова, но и были основательно забыты. О них вспомнили только спустя более 100 лет, когда десятая часть «Гидродинамикн» была переведена в 1857 г. на немецкий язык и опубликована в «Анналах» Погендорфа 27 В том же 1738 г., когда была опубликована «Гидродинамика» Д. Бернулли, вышло в свет сочинение «Диссертация об огне»'а, написанное 27-летним Л, Эйлером.

В этой работе, получившей премию Парижской Академии наук, Эйлер излагает свои физические воззрения на природу огня и теплоты. Взгляды Эйлера по этим вопросам вытекают из его общефилософских и механических концепций, которые он развивал в этот период" и которыми руководствовался затем в течение всей своей дальнейшей научной деятельности. Исходя из основного принципа, что явления природы определяются материей и движением, он считал, что «теплота состоит в некотором движении мельчайших частичен тел»'о. Однако в отличие от Д.

Бернулли Эйлер не развивает широко эту концепцию. Это объясняется тем, что специально вопросами теории теплоты Эйлер не занимался и рассматривал этот вопрос лишь в плане общенаучном и методологическом. С этой точки зрения важно отметить, что он был первым, кто распространил действие закона сохранения количества движения на тепловые явления: «Без уменьшения в одном теле в другое теплота перейти не может, так как сколько внутреннего движения, в котором теплота состоит, в другое тело аерегодит, столько же в первом иснезнуть должно, как опыты достатонно показывают и законь( движения устанавливают»з'.

Кажется странным, что великий математик, блестяще развивавший сложнейшие проблемы механики, широко применявший в своих работах теорему живых сил, не распространил лейбиицевскую трактовку закона сохранения механического движения на тепловое движение частичек тел и не создал тем самым предпосылок для развития корпускулярной гипотезы на энергетической основе. Этому факту можно найти объяснение, если просле- м Смл Ага о п1оп О. Оп Ше ецес1 о1 Ьеа( оп а!г. Рййозорыса! Тгапзаспопз (4), 1707. 'г Смл РоядепйогГз Аппа!еп, 1857, В(1. 99, 5. 315. м См.: Весне!! без р!есез (1ш оп( ген(рог!е !ез рг!х ((е !'Аса(1.

((оуа!е без зс(епсез. "См. обстоятеяьяую работу: Минченко Л. С. бтизииа Эйлера.— Труды института истории естествознания и техники АН СССР (ТИИЕиТ), 1957, т. 19, с. 221 — 270 " Труды ТИИЕиТ, 1957, т. 19, с. 262. з' Там же. дить за тем, какую роль играл закон сохранения механического движения в физическом мировоззрении Эйлера. В цитированной выше работе Минченко показано, что этот закон выступал у Эйлера лишь как некий философский принцип, вытекающий из принципа античных натурфилософов «из ничего ничего не бывает>.

Именно этим можно объяснить то обстоятельство, что он не усматривал в законе сохранения механического движения глубокого физического содержания. Этим также объясняется и то, что, высказываясь в некоторых своих работах в пользу лейбницевской трактовки понятия «силы» («живая сила» п4о») и используя лейбницеву «живую силу» при решении различных механических задач, Эйлер тем не менее не видел и в теории Лейбница никакого физического содержания. Приступая к своим исследованиям природы тепловых явлений, великий русский ученый-энциклопедист М. В. Ломоносов уже мог опираться на определенную сумму знаний и представлений в области «корпускулярной механики».

Он был знаком с трудами Р. Бойля, знал исследования Л. Эйлера и Д. Бернулли. Однако в отличие от своих предшественников и современников Ломоносов пошел значительно дальше в последовательной разработке корпускулярной гипотезы, чем они. Суммировав и творчески развив предшествующие идеи и представления, он создал стройную кинетическую теорию теплоты, качественно превосходящую все то, что было сделано до него.

Поэтому Ломоносова можно по праву считать одним из основоположников молекулярно-кинетической теории теплоты на начальной стадии ее развития. В набросках и планах будущих своих работ, собранных под общим заголовком «276 заметок по физике и корпускулярной философии», составленных в период 1741 — 1743 гг., содержатся заметки, из которых видно, что Ломоносов имел намерение на основе «корпускулярной философии» объяснить различные физические и химические явления, в том числе и тепловые.

Систематическое развитие эти взгляды получили в нескольких работах, в частности в диссертации «Опыт теории о нечувствительных частицах тел и вообще о причинах частных качеств» [29, с. 169]. Пятая глава этой работы содержит первый набросок ломоносовской теории тепла, позже обоснованной всесторонне в его важнейшей работе «Размышление о причине теплоты и стужи» ]30, с. 56]. Развитие корпускулярной гипотезы о природе теплоты в работах Ломоносова Рассмотрим некоторые из идей, высказанных Ломоносовым в этой работе, которая, согласно традициям того времени, вначале была доложена автором на заседании Конференции Академии наук 21 — 25 января 1745 г. Целью доклада было показать, что «имеется достаточное основание теплоты в движении какой-то материи». Ломоносов объясняет такие явления, как плавление, 42 испарение, теплопроводность и др.