Гельфер Я.М. История и методология термодинамики и статистической физики (1185114), страница 25
Текст из файла (страница 25)
Однако опыт показывает, что получается также два объема НС1. Это дало повод Дальтону отказаться от подобной интерпретации закона кратных отношений и вообще отбросить указанную гипотезу, как нереальную. По этому поводу он писал в своей «Новой системе химической философии»: «Его (Гей-Люссака) представление об объемах аналогично моему представлению об атомах, и, если бы можно было доказать, что все упругие флюиды имеют е одинаковых объемах равное число атомов или числа, относящиеся как 1; 2; 3 и т. д., то обе гипотезы стали бы одной с тем различием, что моя гипотеза универсальна, а его применима только к упругим флюидам.
Гей-Люссак не мог не видеть, что подобная гипотеза была развита мною и отброшена, как не выдержавшая критики; однако же, поскольку он возродил зту гипотезу, я сделаю несколько замечаний по поводу нее, хотя я не сомневаюсь, что он и сам скоро увидит ее непригодность» 118, с. 6Ц. Но Дальтон в своем прогнозе ошибся. Все недоразумение проистекало из того, что в рассматриваемую эпоху смешивались два разных понятия — понятие «атом» и понятие «молекула»: «При всей неясности своих взглядов Гей-Люссак был гораздо ближе к действительности, нежели Дальтон.
В признании равного числа атомов газов в равных объемах при одинаковых условиях слабой стороной было не равенство числа частиц (как думал Дальтон), а то, что частицы смешивались с атомами. Момент равенства числа частиц материи был здоровым зерном в еще недостаточно лсных взглядах Гей-Люссака и его сторонников, и отказываться от него, как зто делал Дальтон, значило тянуть химию назад. Уточнения и развития требовал как раз другой момент, который Дальтон считал непреложно решенным, а именно вопрос о самих частицах» 118, с 7Ц.
Авогадро Амедео 11776 †18) Родился в Турине (Италия). Физику и математику изучал самостоятельно. С !806 г. преподаватель физакн в среднем учебном заведе. нии, с 1820 г. профессор Туринского университета. Его работы относятся к различным областям физики и химии, но мировое признание получили исследования в области атомистики. Авогадро — автор важного «закона Авогадро», сыгравшего большую роль в развитии молеку- лярно-кинетической теории. 94 Спустя год после «пророчества» Дальтона итальянский химик А. Авогадро опубликовал работу «Опыт способа определения относительных масс элементарных молекул тел и отношений, в которых они вступают в соединения» "4 (1811). В этой работе он разрешил все противоречия, возникшие между гипотезой Гей-Люссака — Берцелиуса и опытом Для обоснования закона кратных отношений на атомистической основе Авогадро формулирует два общих принципа: 1) все вещества, простые и сложные, образованы составными молекулами (шо!есп!ез !п1едга1ез), которые сами состоят из элементарных молекул (шо!есп!ез е!ешеп1а!ге) (т.
е. атомов); 2) в равных объемах любых газов при одинаковых условиях содержится одно и то же число молекул. Оба закона Авогадро явились тем фундаментом, на котором в дальнейшем стала воздвигаться атомная теория в химии, несмотря на то что в первые годы идеи Авогадро не встретили одобрения'ев. В предыстории термодинамики рассмотренные исследования и гипотезы важны в том отношении, что они, хотя и с трудом, пробивали дорогу молекулярно-кинетическим представлениям и тем самым способствовали формированию правильных представлений о природе теплоты. Другое их значение в том, что они подготовили почву, на которой возможно было проводить термодинамические расчеты, связанные с выведенным позже уравнением состояния идеального газа.
Исследование теплоемкости твердых тел. Дальнейшее развитие учения о тепловом излучении Первые два десятилетия Х1Х в. характерны в области учения о теплоте не только большим количеством весьма важных экспериментальных работ и новых гипотез, но также и тем, что в это время были сделаны первые успешные попытки применения для описания тепловых явлений математического анализа, что совершенно не имело места в предшествующук1 эпоху. В ХтгП! в., как известно, математический анализ достиг значительного развития и в трудах таких корифеев, как Эйлер, Лагранж, Лаплас, Даламбер и др., уже широко применялся для решения механических и некоторых физических проблем. Но к тепловым явлениям аппарат математического анализа еще не применялся.
Видимо, одна из причин этого заключалась в недостаточной разработке физических оснрв учения о теплоте. Пуассон, как мы видели, был первым, применившнм дифференциальное исчисление для анализа тепловых свойств газов. К этому же времени относится и применение математического анализа к вопросу о теплопроводности твердых тел. Вещественная теория тепла, представлявшая процесс тепло- ки Смл зоигпа! ае Рпу»19пе сыппе е1 гу!На1оге па1пгеце, 1811, 1. 73.
мв Смл Ф ай ерш те 9и М. Г. О роли Авогадро в истории развития учеиия о молекуле.— ТИИЕиТ, 1960, т. 31, с. 3 — 14. 95 проводности в твердых телах как движение непрерывного флюида — теплорода, в этом отношении открывала для математиков большие возможности. Первые попытки, относящиеся к изучению теплопроводности твердых тел, были сделаны еще во второй половине ХЪ'П в. Этим вопросом, в частности, занимались Рихман, Франклин, Румфорд и Ламберт. Результаты, полученные ими, имели лишь частный интерес и влияния на всю проблему в целом не оказали.
Несколько больший интерес представляло исследование Био «Мемуар о распространении теплоты» (!804), в котором французский физик формулирует закон стационарного распределения температуры в железном брусе, нагреваемом с одного конца. Прибор, примененный Био для изучения этого явления, показан на рис. 15. В дальнейшем этот закон был подтвержден экспериментально.
Позже в неоднократно упоминавшемся учебнике экспериментальной и теоретической физики(кстати сказать, наиболее фундаменрис. 1з. г!рибор Био для иссле- тал ном курсе физики первой полования теплопроводности ловины Х1Х в.) Био указывает, что распределение тепла в твердом теле должно описываться дифференциальным уравнением в частных производных. Общая теория теплопроводности в твердых телах была разработана французским математиком Жозефом Фурье в период с 1807 по 1822 г. В непосредственной связи с исследованием теплопроводности твердых тел находились экспериментальные и теоретические работы, относящиеся к установлению закона охлаждения нагретого тела. Согласно теории Фурье, распределение температур в самом теплопроводящем теле существенно зависит от процесса теплообмена этого тела с окружающей средой.
Этот теплообмен обусловлен двумя факторами — непосредственной передачей тепла от нагретого тела к более холодной среде, непосредственно соприкасающейся с телом, например к воздуху, и излучением тепла в окружающее пространство. Именно последнее обстоятельство стимулировало большой интерес Фурье к вопросам теплового излучения. Выше уже говорилось о том, что еще Ньютон, а позже Рихман установили закон, согласно которому скорость охлаждения нагретого тела пропорциональна разности температур этого тела и среды, его окружающей. Но закон Ньютона — Рихмана требовал уточнений, поскольку влияние внешних условий на интенсивность теплообмена тела и среды в достаточной степени в ХЧП1 в.
не было изучено. В связи с этим в 1818 г. Дюлонг и Пти разработали и осу- 96 ществили серию тщательно продуманных экспериментов, в которых они изучали влияние на скорость теплообмена двух факторов, указанных Фурье. В частности, ими было показано, что в пустоте, когда охлаждение происходит только из-за действия второго фактора, т. е. теплового излучения, его скорость зависит не только от разности температур тела и среды, как это следует из закона Ньютона в Рихмана, но также н от температуры самой среды. Дюлонг и Птн показали приближенный характер закона охлаждения Ньютона — Рихмана„ который оказался более или менее точным лишь для малых разностей температур... В другой серии экспериментов французские исследователи определяли скорость охлаждения нагретого тела в различных газах.
Они нашли, что интенсивность теплообмена в этом случае определяется плотностью и температурой газа. Они подтвердили также высказанные ранее предположения о влиянии тепло- емкости тела на скорость его охлаждения. Все экспериментальные исследования Дюлонга и Пти были опубликованы в том же 1818 г. 'с' и удостоены премии Парижской Академии наук. То обстоятельство, что скорость охлаждения оказалась связанной с теплоемкостью этого же тела, побудило Дюлонга и Пти специально исследовать возможность применения этой связи для определения удельных теплоемкостей различных веществ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
