Второе начало термодинамики Сади Карно, В.Томпсон, Р. Клаузиус, Д. Больцман, М. Смолуховский (1013602), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Главный недостаток водяных паров — это большая упругость при высоких температурах; этот же недостаток имеется у паров алкоголя, только з большей степени. Что касается преимущества в относительно большем развитии движущей силы, преимущества, которое надеялнсь получить, то мы знаем, на основании высказанноговыше принципа, что оно мнимое [ээ). На употребление водяных паров н атмосферного воздуха следует направить дальнейшие попытки улучшить тепловые машины; все усилия должны быть направлены к использованию с помощью этих агентов наибольшего падения теплорода.
например воздуха и углеводорода; происходит род взрыва, внезапное расширение упругой жидкости; ато расширение используется, его заставляют целиком действовать на поршень. Последний получает движение некоторой амплитуды, п, таким образом, развивается движущая сила. После атого ничто не препятствует переменить воздух и возобновить операцию, подобную первой. Эта машина, весьма аамечательная и интересная, особенно новизной принципа, грешит в одном основнои пункте. Вещество, употреблившееся в качестве топлива (порошок ликоподия, употребляемый для получения пламени в театрах), так дорого, что этим уничтожается вся выгода.
К несчастью, трудно найти топливо, более подходящее по цене, так как оно должно быть в виде тонкого порошка, вспышка которого сроиглодила бы легко, быстро распространялась и оставляла бы после себя мало или совсем бы не оставляла эолы. Нам кааалось бы более выгодным действовать не как Ниепсы, а сперва сжать вовдух насосом, аатем пропустить его через вполне замкнутую топку, вводя туда маленькими порциями топливо при помощи приспособления, легко осуществимого; затем заставить воздух выполнить рабату в цилиндре с поршнем или в любом другом расширяющемся сосуде и, наконец, выбросить его в атмосферу или заставить пойти к паровому котлу для использования оставшейся температупы Р'1.
Главные трудности, встречаемые в этого рода операциях: заключить топку в помещение достаточной крепости и поддерживать при этом горение в должном состоянии, поддерживать рааличные части аппарата при умеренной температуре и мешать быстрой порче цилиндра и поршня; мы не думаем, чтобы эти трудности были непреодолимы. Говорят, недавно в Англии были сделаны удачные попытки раавить движущую силу воздействием тепла на атмосферный воадух. Мы совершенно не знаем, в чем ааключались этк попытки, и были ли они произведены на самом деле. сади кино Мы закончим, показав, как мы далеки при современных средствах от возможности использовать всю движущую силу топлива.
Один килограмм угля, сгорающий в калориметре, дает количестве тепла, способное поднять на 1' С приблизительно 7000 нг воды, т. е. дает 7000 ед. тепла, согласно определению этой единицы (стр. 48). Наибольшее возможное падение теплорода измеряется разностью температуры, развитой сгоранием, и температуры тела, употребляемого для охлаждения. Температуре сгорания трудно приписать другую границу, кроме той, прп которой еще может существовать соединение между кислородом и горючим материалом.
Предположив, что 1000' являются этим пределом, мы безусловно будем ниже действительности. Пусть темпсратура холодильника равна 0'. Мы приближенно определили на стр. 49 количество движущей силы, развиваемой 1000 ед. теплоты прн переходе от 100 к 99'. мы нашли ее равной 1,12 ед. силы, беря за единицу 1 кубический метр всды, поднятый на 1 метр высоты.
Если бы движущая сила была пропорциональна падению тепло- рода и была бы одна и та же прн любых термометрическнх градусах, те не было бы ничего проще, как определить ее в пределах от 1000 до 0', она равнялась бы: 1,12 ° 1000 = П20; но так как этот закон только приближенный и, быть может, сильно отличается от истинного при высокой температуре, то мы можем сделать только совсем грубое вычисление. Положим, что число 1120 нужно уменьшить вдвое, т.
е. свести до 560. Так как 1 кг угля развнвает 7000 ед. тепла, а число 560 относится к ИЮО ед., то его нужно умножить на 7, что даст 7 560 = 3920. Вот движущая сила 1 иг угля. Чтобы сравнить этот теоретический результат с результатом опытов, посмотрим, сколько в действительности развивается движущей силы в лучших из известных тепловых машинах. До сих пор наиболее выгодными являются большие машины с двумя цилиндрами, употребляемые для откачки воды в оловянных и медных рудниках Корнуэльса. Наилучшие .результаты, даваемые ими, суть следующие: 56 млн. фунтов воды были подняты на 1 англ.
фут прн сжигании 1 Ьо1ззеап 2'/в л угля (1 Ьо1ззеап весит 88 фунтов). Это действие равноценно'поднятию 195 ма воды на высоту 1 м на 1 ии угля, т. е. сжиганием 1 не угля развивалось 195 ед. движущей силы *. е Машина, дававшая укаеанные результаты, имела большой пилянлр диа метром в 45 дюймов и с ходом поршяя в 7 футов. Машина употребляется для поднятая воды в одном руднике Корнуельса, нааываемом ЪУЬеа! Аьгаьшп. На атот результат надо смотреть как на некоторого рода исключение, он был временным и продержался лишь один месяц. Подпятке Земли, фунтов нат англ. фут на келшый ! Ьошееап угля в ЗЗ фунтов является прекрасным рееультагом для действия паровой машины; он иногда достигается машинами Ъ'атта, во очень Размьпплеиия 0 движущей силе ОГня 196 ед.
составляют только — 0 От 3920 — чеоретического максимума; 1 следовательно, только — движущей силы горения была использована. 1 Мы же выбрали для нашего примера лучшую из известных паровых машин. Большинство машин много хуже их. Например, старые машины Спа1НОФ поднимают 20 м' воды на высоту в 33 м на 30 кг сожженного угля; это составляет22 ед. движущей силы на 1 кг — результат в 9 раэ меньший указанного выше и в 180 раз меньший теоретического максимума. Нельзя надеяться хотя бы когда-либо практически использовать всю движущую силу топлива. Попытки, сделанные для приближении к этому результату, будут скорее вредными, чем полезными, если они заставят забыть друтие важные обстоятельства.
Экономия топлива— это лишь одно из условий, которые должны выполнять тепловые машины; при многих обстоятельствах оно второстепенно, оно часто дрлжно уступать первенство надежности, прочности и долговечности машины, малому занимаемому месту, дешевизне ее установки и т. д. В,,каждом случае суметь использовать должным образом удобства и экономность, отделить наиболее важные условия от второстепенных, подходящим образом их сбалансировать, чтобы с наиболее простымй средствами достигнуть наилучших результатов,— таковы должны быть основные способности человека, призванного управлять и приводить в согласие между гобой работы себе подобных, чтобы заставить их действовать для какого-либо полезного дела.
редко яревышается. Во фраицувских иерах этот ревультат составляет 104 000 ке, яодиятых иа высоту 1 м при сгораиии 1 ке угля. Если держаться обычного определеиия лошадиной силы, то машива в 10 к. е. должка подымать в 1 сек. тб ке или тбо ке иа высоту 1 м, или в час 260 . 0600 = 2 200 000 ке иа 1 м. Полагая, что каждый килограмм угля подымает 104 000 кг ва такую же высоту, то, чтобы увиать количество угля, сожженного 10-сильвой иешивой в ыоо 1 час, мы должны 2 700 000 равделить иа 104 000, что даст †, = 26 ке, ио чреввычайио редко бывает, чтобы 10-сильиая иашииа употребляла в 1 час меиьше 26 ие увил. ! ПРИМЕЧАНИЯ В. Р. БУРСИАНА я Ю. А. КРУТКОВА САДИ КАРНО Карно (Сагпо(, ЗааП Х!со!ээ Беопагб (1796 — 1832)], старший сын 1.
Н. М. Сагпо1*, родился в Парижа 1 июля 1796 г. Он поступил в Политехническую школу (Есо(е Ро1у1есЬпщпе) в 1312 г. и окончил ее в конце 1814 г. с назначевием в инженерные войска. имея перед собою блестящую и быструю служебную карьеру. Но так как надежда на такую карьеру исчеала после Ватерлоо и второй реставрации, когда отец Нарко был окончательно осужден, а служоа не давала ему ни досуга ни воэможности к расширению научного образования, то он в 1819 г., после экэамена, перешел с чином поручика в главный штаб (Ма! ша]ог). Чн получил теперь возмок(ность заняться с большим рвением математикой, фивиной, химией, биологией н политической экономией.
Карно был большим любвтелэм муеыки и ценителем прочих иэяшных искусств; в свободное от евпатий время он любил заниматься спортом, например плаванием и фехтованием. В 1827 г. он был проиаведен в капитаны по инженерным войскам, но в следующем году оставил службу окончательно. Карно был слабого едоровья и'еще подорвал его,напряженными научными ванятиями; заболев сперва скарлатиной, повлекшей эа собою воспаление моага, он, едва оправившись от этих болезней, скончался 24 августа 1832 г. от приступа холеры "*. Единственный'труд, опубликованный самим Карно, ато вго мемубр «Равмышления о движущей силе огня и о машинах, способных раввивать эту силу>, пвданный книгоиэдателем Башелье 1ВасЬе1!ег) в Париже в 1824 г.
»««. Мемуар этот не имел большого распространении; лишь в 1834 г. Клапейрон (Е. С1ареугоп) обратил на него внимание и повторил рассуждения Карно в статье того же названия («допгпа! бе 1'Есо!е Ро!у«есЬпщпе> 1«, 170, 1834), прщ1ав наложению вошедшую с тех пор в общее употребление аналитическую и графическую форму. Эта статья Клапейрона была перепечатана впоследствии в «Анналах Поггендорфа» («Ройй. Апп.» 68, 446, 1843). Иэ этой статьи почерпнули свое знакомство с основными идеями Карно В. Томсон (%111!аж ТЬошэоп, впоследствим 1юп( Ке!тш), развивавший их сначала на том же основании вещественной теории тепла, что и Карно и Клапейрон, а ээтем и Р.
Клаувиус (НвдоИ С!апаше); одновременно с Томсоном (в последующих его работах) они сопоставили и сумели соединить в одно целое идеи Карно и принцип эквивалентности тепла и работы, чем и положили основание современной термодинамики. Рабаты эти относятся «г 1850 н последующим годам.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
