Гельфер Я.М. История и методология термодинамики и статистической физики (Гельфер Я.М. История и методология термодинамики и статистической физики.djvu), страница 14

Опыты Румфорда и Дэви во многих работах по истории науки трактуются как решающие (особенно Румфорда) в судьбе теории теплорода, как опыты, убедительно показавшие несостоятельность вещественной теории тепла. Представляется интересным проследить в этом плане историческую оценку экспериментов Румфорда и Дэви. Прежде всего отметим, что в физической литературе первых десятилетий Х[Х в. об этих экспериментах даже не упоминается, за редким исключением. Те же авторы, которые упоминали о них, " Смл Вату Н.

Оп Еззау оп ЬЬе Неа1, 1!КЫ апй Сошыпанопз о! !лабк Соп1т!Ьпнопз 1о РЬуз!са! апй Мей!са! Кпох«!ейне, рт!пс!ра1!у !тош 'ччез! о! Епя!апй, Со!1ес1ей Ьу ТЬошаз Веййоез, 1799, р. !О. Сы. также: [82, р. 9 — 88). "Сыл В а чу Н. Е!ешепм о! сьеппса1 РЬ!!озорЬу. 1.опйоп, 1807, р. 69 — 98. 54 делали это без всяких комментариев, не рассматривая этн опыты как убедительное свидетельство против теории теплорода.

Так,Ж. Био в своем курсе физики пишет: «Когда Румфорд,. исследовал металлические опилки, образовавшиеся при сверлении бронзовой пушки, то выяснилось, что они имеют одинаковую с бронзой теплоемкость, несмотря на то что при их образовании выделилось очень большое количество тепла; отсюда можно заключить, что теплота находилась только между твердыми частицами бронзы, которые отделились при сверлении от сплошного металла» 4», Никто из ученых, занимавшихся разработкой вопросов теплоты, не приводил каких-либо сведений об экспериментах Румфорда и Дэви.

Ссылок на них мы не находим ни у Лапласа, ни у С. Карно и Пуассона, ни у Клапейрона. П. Тэт в своем трактате о теплоте, говорит, что эти опыты «оставались тогда почти незамеченньиеи, их рассматривали, может быть, как остроумньш мысли, но не считали достойньмш утруждать внимание философов. Лишь не ранее времени Джоуля, около 1840 г., на них обратили внимание и отдали им ту справедливость, которую они заслужили по своему истинному значению» 155, с, 34Б И действительно, первые упоминания об опытах Румфорда и Дэви как экспериментальных доказательствах несостоятельности вещественной теории теплоты встречаются в тех работах, где устанавливается н развивается принцип эквивалентности теплоты и работы (Джоуль, В.

Томсон, Р. Клаузиус и др.). Были ли эти опыты действительно столь доказательными, как это изображалось впоследствии? В действительности дело обстояло не совсем так. На зто обстоятельство впервые обратили внимание, по-видимому, В. Томсон и П. Тэт. Вот что писал по этому поводу В. Томсон в своей статье «Теплота» в Британской энциклопедии издания 1878 гл «Румфорд не дал логически стройного убедительного свидетельства против вещественной теории тепла. Он лшиь дал ту экспериментальную основу, которая позволила бы это сделать с абсолютной уверенностью...» Говоря здесь же об опытах Дэви, Томсон указывает, что «логика Дэви оказалась ошибочной точно в том оке пункте, что и у Румфорда» 185, чт. П1 р.

124] . Приведем оценку опыта Румфорда, данную П. Татом в его книге «Теплота»: «Сторонники теории теплорода объясняли образование тепла при трении тем, что при трении происходит частичное образование иэ массивного куска металла опилок (металлического порошка) и, следовательно, уменьшение их теплоемкости. Ибо при уменьшении теплоемкости тело должно отдать часть своей теплоты; если же оно не отдает, то температура тела повышается. В этом рассуждении все правильно, эа исключением одного — допускается, что теплота есть вещество и, следовательно, неуничтожима. чь В!о! Л.

Ьетьпсп б. Ехрет!спея!э! Рьузбс Нэ11г, 1525, Вб. 1Ч, 5. 295. 55 Румфорд, поскольку его форма опыта была доказательна, не нашел разницы между теплоемкостями раздробленного металла и гого же металла до раздробления. Таким образом, если бы только зтот опььт был удовлетворителен — а Румфорд не видел способа сделать его вполне удовлетворительнььм,— то факт нематериальности теплоты был бы решительно установлен еще в 1798 г.» 166, с. 29 — 301. По-видимому, замечания В. Томсона и П. Тэта остались неизвестными многим из тех авторов, кто писал о теплоте.

Что касается опытов Дэви, описанных в работе 1799 г., то здесь дело обстояло следующим образом. Критикуя опыты Румфорда, ряд английских физиков, в частности Тэт, почему-то не видели порочности опытов Дэви, не видели того факта, что они, по сути дела, ничего не доказывали. Считать, что эти опыты явились «основой динамической теории тенлоты», было по меньшей мере странно.

Тэт— превосходный знаток истории физики, сам замечательный экспериментатор. Поэтому приходится удивляться, читая его утверждение о том, что «Румфорд и Дэви, в исходе прошлого столетия, совершенно разными опытами показали решительно, что материальность теплоты не может быть поддерживаема...» [56, с. 22[. Это сказано после правильной исторической оценки опыта Румфорда. Но вместе с тем Тэт полагает, что Дэви «был недалек от того, чтобы вся динамическая теория теплоты была в его власти» [56, с. 486[. Между тем уже в зрелом возрасте, став известным ученым, сам Дэви говорил по поводу своих юношеских экспериментов со льдом: «Эти зксперименты были проведены, когда я изучал хичшо всего лишь четыре месяца, и когда я сам еще не видел ни одного поставленного зксперимента, а также когда вся моя информация была почерпнута из «Химии» Никольсона и «Элементов» Лавуазье» ".

Добавим к этому, что Дэви в то время было 19 лет и он только еще мечтал о научной карьере. Позже он говорил, что ряд его юношеских экспериментов нельзя рассматривать иначе, как цепь ошибок и заблуждений. В 1935 г. в английском журнале «Природа» Эндред опубликовал заметку «Опыты Гемфри Дэви по образованию теплоты трением» ", в которой показал, что эти опыты, по существу, ничего не доказывали, так как Дэви просто не мог наблюдать в силу условий эксперимента тех эффектов, о которых он писал.

Так, Эндред простым расчетом, основываясь на данных Дэви, показывает, что для того, чтобы оба трущихся куска льда полностью растаяли и температура образовавшейся воды была бы 35'Г, необходимо было прижимающее давление не меньше четырех атмосфер. «Подобньгй эксперимент,— говорит он, — фантастика». Говоря об эксперименте с воском, Эндред отмечает, что здесь воск " Цат. по стл Н а г тч о о б %. 11ачу'в Ехрсг)гпсп1в оп Неа1, Сапайап Сасго1в1гу апб Ргоссвв 1пбивгбсв, Зипс, 1950, ч.

ХХХ1У, № 6, р. 486. "' Смл )ца1иге (1.опдоп), Маг«Ь 9, 1935, ч. 135, р. 359 — 360. 56 просто не мог растаять и «что действительно этот эксперилгент Дэви ничего не доказывает», «!7 думаю, что тв физики, которые захотели бы повторить зти зксперимвнтм, столкнулись бы с трудностями, если не с полной невозможностью, получить таким путем некоторьге сведения о природе чего-либо» ",— к такому заключению приходит Эндред. С этим мнением соглашается и Роллер, который говорит, что «эксперимент Дэви был неспособен дать убедительное доказательство вопроса» [80, р. 86).

Очень обстоятельная критика опытов Дэви, а также их защитников была дана Харвудом в его статье «Опыты Дэви по теплоте» лл, опубликованной в 1950 г. в канадском химическом журнале. Показывая их научную несостоятельность, Харвуд резко обрушивается на Тэта, обвиняя его в том, что «только слепым предрассудком и ярым шовинизмом можно объяснить его защиту без каких-либо оговорок ранних опытов Дэви» лз Таким образом, мы видим, что в действительности не было никакого резона рассматривать опыты Румфорда, а тем более Дэви, как опыты, ниспровергающие теорию теплорода. До этого ниспровержения было еще очень далеко.

Это обстоятельство уже в конце Х1Х в. хорошо понимали французские авторы курсов по термодинамике, в частности А. Пуанкаре 4е и Г. Липпман 4т. Начало исследования теплового излучения. Труды Пиите и Прево Румфорд и Дэви полагали, что природа теплоты состоит в колебательном движении частичек тел. Они, по сути дела, пытались развить старые идеи Гука на качественно новой основе. Возникает, естественно, вопрос: почему именно колебательное движение, а не поступательное или вращательное, должно составлять, по мысли указанных ученых, сущность теплоты? Ответ на этот вопрос следует искать в успехах волновой теории света и в исследовании свойств теплового излучения.

Еще с давних времен считалось само собой разумеющимся, что свет и теплота взаимно связаны между собой. Вначале такому убеждению способствовало наблюдение, что огонь всегда сопровождается теплом и светом. Позже оно было подкреплено опытами с линзами и зеркалами, с помощью которых можно было, концентрируя солнечные лучи, получить огонь. Естественно, эти факты приводили к заключению о тождественности материальных начал огня и тепла. " )Ча!иге (1.опбоп), ч. 133, Маге)т 9, 1935, р.