Гельфер Я.М. История и методология термодинамики и статистической физики (1185114), страница 112
Текст из файла (страница 112)
Дальнейшее развитие исследований в области уравнения состояния реальных газов связано прежде всего с именем Ван-дер-Ваальса, крупнейшего голландского физика второй половины Х1Х в. Однако прежде чем перейти к рассмотрению этих исследований, посмотрим, как развивалось учение о критическом состоянии вещества после классических работ Эндрюса. Здесь прежде всего следует остановиться на том вкладе, который внесли в это учение русские физики. А этот вклад весьма значителен.
Труды русских физиков в области учения о критическом состоянии В ряду русских физиков, занимавшихся исследованием критического состояния, имя Менделеева должно стоять первым хотя бы потому, что он задолго до Эндрюса наблюдал это состояние. Здесь следует сразу подчеркнуть (и об этом, как мы увидим, писал 408 н сам знаменитый химик), что речь идет не о приоритете в открытии критической точки. Сам характер исследований Менделеева и Эндрюса был диаметрально противоположен. В то время как первый отправлялся от жидкого состояния вещества, второй пришел к своему открытию путем исследования газообразного состояния.
Таким образом, своими исследованиями они дополнили друг друга, и это в конечном итоге привело уже в конце 70-х годов к достаточно. отчетливому пониманию того, что происходит с веществом при достижении им критической точки. В 50-х годах Менделеев заинтересовался вопросом о том, каков характер изменения коэффициента поверхностного натяжения жидкости (коэффициент сцепления, по терминологии того времени) при изменении ее температуры и как при этом изменяется объемное расширение, С этой целью он произвел ряд опытов, результаты которых были им опубликованы в статье «Частичное сцепление некоторых жидких органических соединений> (1860). Здесь он указывает, что после опытов Каньяр де ла Тура ряд физиков (Вольф, 1858; Дрион, !859, и др.) указывали на факт исчезновения мениска при нагревании эфира в закрытой трубке, когда достигается некоторая определенная температура, при которой вся жидкость переходит в пар. В статье Менделеев предложил зту температуру называть температурой абсолютного кипения.
Позже в статье <О расширении жидкостей при нагревании их выше температуры кипения» (1861)г опубликованной в немецком журнале «Анналы химии и фармации», он уточнил, что следует понимать под этой температурой: «За температуру абсолютного кипения мы должны считать температуру, при которой: 1) сцепление жидкости становится равным нулю; 2) скрытая теплота испарения жидкости становится равной нулю и 3) жидкость нацело переходит в пар независимо от давления и объема» гг, Третьвчт статьей Менделеева, посвященной критическим явлениям, были вышеупомянутые «Замечания к исследованиям Эндрюса о сжимаемости углекислого газа> з'.
Он высоко оценивает опыты шотландского физика, подчеркивая их особый интерес, потому что Эндрюс «начинал опыты с газа, а не с жидкостей, как его предшественники». Менделеев отмечает, что его статья вызвана отнюдь не вопросом приоритета, хотя в ней «твердо установлено мною указание на необходимость сильного охлаждения для сжизкения газов и некоторые люи права на современное понимание явления «абсолютного кипения». Основная цель статьи — уточнить и исправить некоторые положения в работе Эндрюса, в частности относящиеся к определению различия между жидкостью и газо.ч». В 1884 г.
Менделев опубликовал работу «Расширение жидкостей>, в которой вновь рассмотрел критические явления. Эта статья вызывала возражения М. П. Авенариуса, главы Киевской школы физиков, изучавших критические явления. Возражения эти " М е яд ел ее в Д. И. Сочинения. М., 1947, т. Ч, с. 172. з' Си. твм же, с. 201. 409 носили в основном личный характер и были связаны с тем, что Менделеев не 'указывал в своей работе исследований Авенариуса и его сотрудников.
Ответ Менделеева Авенариусу, который он дал в статье «О расширении жидкостей в связи с их температурой абсолютного кипения», для нас интересен с той точки зрения, что великий химик здесь вновь касается своего открытия абсолютной температуры кипения и говорит о признании этого открытия иностранными учеными, в том числе и шотландскими, несмотря на то что они весьма ревностно относились к славе Эндрюса. Придавая большое значение критическим явлениям, Менделеев посвятил им специальную главу и в своем основном труде «Основы химии».
Как известно, великому русскому химику в 1884 г. Эдинбургским университетом была присуждена почетная докторская степень. Среди перечня заслуг Менделеева перед наукой, давших основание для этого акта, указывалось и его открытие критической температуры. Менделеев писал по этому поводу в указанной выше статье: «Что это понятие и другими мне приписывается, я узнал с уверенностью из того, как мотивировал Эдинбургский университет назначение мне степени почетного доктора. В напечатанной броииоре (13п!чета!17 о1 Египьигиь Тегсеп1егагу Сегепюп!ае 17 Арг!1е, 1884, с.
28) при моем имени указаны мотивы возведения е степень «Вос1ог о1 Еаыа», а именно: «Автор учебника хшнии и многих других сочинений в научных журналах, понятия абсолютной точки кипения, периодического закона химических элементов и других химичедких и физических исследований». При краткости всяких характеристик этой брошюры все же шотландские ученые не отказали мне в чести упомянуть между моилш произведениями мои исследования о температуре абсолютного кипения.
Это тем более трогает меня, что Эндрюс, также шотландец, был главным проводником распространения этих понятий и предлоясил другое название, а я ясно висказался о том, что не вопросы приоритета заставляют меня сделать несколько замечаний на статью этого ученого, а необходимость некоторых поправок в по- Менделеев Дмитрий Иванович (1834 — 1907) Русский химик. Родился в Тобольске.
Образование получил в Петербурге на фнзвко-математическом факультете Главного педагогического института. С 1857 г. доцент Петербургского университета, с 1865 г. там же про- фессор. В истории термодинамики остался Как автор важных работ, как теоретических, так и экспериментальных, ' по растворам, капнллярности, критическому состоянию„идеальным газам. 410 нятии, бывсием еи1е тогда 11870 т.) неясным, о предмете, который ясно быя понят мною в 1861 т., как показывает громадный ряд исследований, ныне имеюи1икся по этому предмету». Таким образом, заслуги Менделеева, как пионера в области изучения критических явлений, бесспорны.
Интересно отметить, что этот факт отмечается даже в «Истории физики» Розенбергера, книге, как известно, весьма субъективной и тенденциозной, где о заслугах перед наукой русских физиков практически ничего не говорится. В работах Менделеева и Эндрюса мы должны отметить два важных момента, на которые, естественно, не мог еще обратить внимание Каньяр де ла Тур в своих первых опытах. Это, во-первых, мысль о том, что существование критической точки есть общий закон природы и, во-вторых, что это понятие имеет непосредственное отношение к отклонениям от закона Бойля — Мариотта. С начала 70-х годов дальнейшие исследования критических явлений пошли по трем направлениям. Первое направление было связано с изучением паров, газов и жидкостей вблизи критического состояния и определением критических точек различных веществ.
Другое направление, на первый взгляд не имеющее прямого отношения к критическим свойствам вещества, возглавляли ученые, изучавшие отношение жидкостей к парам в области температур и давлений, далеких от критических. И наконец, представители третьего направления, основоположником которого можно считать Ван-дер-Ваальса, исходя из общих законов термодинамики и молекулярно-кинетической теории, приняв в качестве исходной определенную гипотезу относительно сил, действующих между молекулами газа и жидкости, разрабатывали общую теорию, на основе которой можно было бы объяснить непрерывность жидкого и газообразного состояний. Рассмотрим прежде всего исследования группы русских физиков, работавшей в Киеве и возглавляемой М.
П. Авенариусом. Исследования этой группы физиков стимулировались в первую очередь трудами Эндрюса и Ван-дер-Ваальса. Широкий резонанс эти труды получили не только среди киевских физиков. Ученые Москвы и Петербурга в 80 — 90-х годах прошлого века также уделяли достаточно внимания критическим явлениям. Группа Авенариуса состоявшая главным образом из его учеников А. И. Надеждина, В. И. Зайончевского, К. Н. Жука, Ю. Э. Страуса и некоторых других физиков, работала в физической лаборатории Киевского университета.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
