Гельфер Я.М. История и методология термодинамики и статистической физики (1185114), страница 28
Текст из файла (страница 28)
При жизни автора оно не обратило на себя внимания по многим причинам, но именно его идеи; изложенные в этом труде, уже с конца 40-х годов Х1Х в. определили на многие годы развитие теории теплоты. Интересно отметить, что именно в этом труде впервые в истории науки заметно определенное влияние на теоретические исследования практических потребностей общества, поскольку в нем идет речь о попытках усовершенствования тепловых машин с целью повышения их коэффициента полезного действия.
Именно эта техническая проблема была злободневной в то время. Итак, выдающаяся работа С. Карно не была замечена современниками и при жизни автора не переиздавалась. Это можно было объяснить только тем, что идеи мало кому знакомого офицера инженерных войск могли показаться просто тривиальными, не заслуживающими внимания. Болыпинство общепризнанных представителей официальной науки вообще вряд ли читали эту работу, а те, кто читал, просто не поняли ее. Возможно, что одной из причин, а может быть и главной, являлось то обстоятельство, что к паровой машине во Франции во времена Карно относились более чем сдержанно, поэтому само название сочинения, указы- ' Смх С а г н о ! а Не!!ех!опв вот !а ршввапсе то!г!се до !ен е! внг !ев тасЬ|пев а бееое!оррег ане ршввапсе.
Раг!в, !8ВЕ Следует отметить, что, как это будет видно из последующего изложения, иод термином «движущая сила» Карно понимал работу в смысле Т, Юнга, хотя ссылки на него в «Размышлениях» нет. 106 вавшее на его вполне определенную практическую направленность, не могло привлечь внимания физиков. Во всяком случае, остается вне сомнения тот факт, что Франсуа Араго в своей боль!пой статье, написанной в 185! г., посвященной выпускникам политехнической школы «О старой Политехнической школе»', ни единым словом не говорит о Сади Карно. В разделе указанной статьи «Работы по практической механике»' говорится о Понселе, Дюлонге, Клапейроне, Реньо, но имя Карно не упоминается.
Клапейрон был первым физиком, обратившим внимание на сочинение Карно и во многом способствовашим его распространению. Однако все значение «Размышлений» в становлении и развитии термодинамики было понято значительно позже, в 50-х годах Х1Х в. Об этом речь еще впереди.
В 1878 г. брат Сади Ипполит Карно, так же как и их отец Лазарь Карно, известный государственный деятель Франции и ученый-социолог, опубликовал второе издание «Размышлений» с подробной биографией и очень интересными выдержками из записных книжек Сади, показывающими эволюцию его взглядов на природу теплоты, а также наброски и замыслы дальнейших исследований[67]. До этого времени все бумаги, включая и записные книжки, Ипполит Карно хранил в своей библиотеке, не подозревая об их огромной научной ценности. Записные книжки датированы 1830 г.
Их полный текст был опубликован Парижской Академией наук лишь в 1927 г. 4 На русском языке сочинение Карно (перевод с первого издания) публиковалось дважды: в 1923 г. ' н 1934 г. [9, с. 17 — 61]. В начале своего исследования Карно говорит о теплоте как движущей силе и значении паровых машин. Он пишет, в частности: «Никто не сомневается, что теплота может быть причиной движения, что она обладает большой двигательной силой: паровьье машиньь нььне столь распространенные, явля~отея этому очевидным доказательством... Изучение этих машин чрезвьшайно интересно, так как их знамение весь.на велико и их распространение растет с каждым днем» [9, с.
17). Останавливаясь далее на работах конструкторов паровых машин, Карно отмечает; «Несмотря на работы всякого рода, предпринятые относительно паровьш машин, несмотря на удовлетворительное состояние, в которое они теперь приведены, их теория весь»ьа »~ало подвинута, а попытки их улучшить почти всегда руководились случаем» [9, с.
19). На рис. 17 изображен общий вид одной из первых паровых машин (Уатт, 1782). физиков и геометров. 1927. способных развивать 107 ' См: Ар ага Ф. Биография знаменитых астрономов, Спб., 1660, т. !!. ' См. там же, с. 191. ' В сбл Вюдгарше е1 Мапизсп1в бе Баб! Сагпо1. Рапв, ' Размышления о движущей силе огня и о машинах, вту силу (серия «Классики науки>, кн. 7).
М., 1923. Карно ставит перед собой задачу весьма широко; его интересует даже не столько работа паровых машин сама по себе, сколько общий принцип получения движения из тепла во всей его полноте: «Явление получение дэигкения иэ тепла не было рассмотрено е достаточно общей точки зрения. Его исследовали только е маиииигх, природа и образ действия которых не позволяли ему принять того полного развития, на которое оно способно...
Чтобы рассльотрегь принцип получения деиженая из тепла ео всей полноте. надо его изучить независимо от какого-либо механизма, какого-либо определенного агента; надо провести рассуекденив, приложимые не только к паровым машинам, но и ко всем мыслимым тепловым машинам, каково бы ни было вещество, пущенное е дело, и каким бы образом на него ни производилось воздействие» 19, с. 19). „13то важнейший методологический принцип Карно. Никто из современных ему физиков не поднимался до.столь общей и глубокой постановки всей проблемы в целом. Карно также задается вопросом Рис.
17. Одна из первых паровых о возможностях движущей силы теп- машин (ХЧ111, Уатт) «Часто поднимали вопрос: ограничена или бесконечна деиясущая сила тепла, существует ли определенная граница для еоэмоягности улучииний, граница, которую природа вещей мешает перешагнуть каким бы то ни было способом, или, напротив, возможна безграничные улучшениям 19, с.
191. Широта постановки проблемы, естественно, требует от Карно привлечения для ее решения всей суммы современных ему пред- Карно Никола Леонар Сади 11796 †18) Французский инженер и ученый. Образование получил в Париже з Политехнической школе, после окончания которой служил в инженерных войсках. С 1823 г. оставляет военную службу и посвящает себя теоретическим разработкам проблем, связанных с повышением к.п.д. тепловых машин. Результатом явилась основополагающая работа «Размышления о движущей силе огня», в которой сформулироьана основная идея второго начала термо- динамики. 108 ставлений о теплоте и тепловых явлениях.
И действительно, в «Размышлениях» мы находим ссылки на новейшие работы, в которых рассматривается вопрос о природе тепла, об удельных тепло- емкостях газов, ссылки на работы Пуассона и т. д. Карно развивает свои идеи о движущей силе тепла на основе господствовавшей тогда теории теплорода. Здесь необходимо сделать одно замечание. Во французском издании «Размышлений» Карно пользуется двумя терминами: са!огщпе и с)та!епг. В русском переводе первый отождествляется со словом «теплород», второй — «теплота».
Сам Карно не поясняет причин, почему он ввел в сочинение два, казалось бы, по сути дела, эквивалентных, термина. Эта двойственность терминологии дала повод некоторым ученым утверждать, что неразличение при переводе слов са1огщпе и сйа!епг приводит якобы к искажению взглядов великого ученого и инженера. Так, например, французский физик Ла Мер, ссылаясь на Брэнстеда, в статье, опубликованной в 1954 г. в,пишет, что поскольку Карно, как видно из его записных книжек, в последние годы своей жизни, по существу, отбросил теорию теплорода и стал сторонником меха!1ической теории теплоты, то его идеи будут вполне современными, если под словом с)!а1епг понимать теплоту, а слово са1огщпе переводить как «энтропия». Эта точка зрения была поддержана Л.
Бриллюэном. В своей статье «Термодинамика, статистика и информация» (1961) он пишет по этому поводу следующее; «Некоторые записи Карно рагюифровываюггя далеко не просто. У него был свой набор терминов, которые мы зачастую прог»о не в состоянии понять. Но ведь он был пионером... Например, в его понимании слово «твплород» за«истую совсем неопределенно.
Он пользуеггя термином «количеггво геплогьь», но в книге Карно этот термин, по существу, должен переводиться как «энтропия», что впервые установили Брэнггед и Ла Мер» '. Такое осовременивание сочинения, написанного в 1824 г., задолго до открытия и обоснования важнейших положений термодинамики, когда еще в основных понятиях учения о теплоте царили во многом путаница и неразбериха, вряд ли закономерно и оправдано.
Даже с учетом взглядов Карно на теплоту как род движения вряд ли он мог в условиях состояния науки своего времени прийти к столь сложному понятию, каким является понятие энтропии. Скорее прав А. А. Гухман, еще раньше Ла Мера и Бриллюэна обративший внимаяие на двойственность терминологии Карно и объяснивший ее таким образом: «По-ввдныому, Карно ощущал необходямость расчленення сложного понятая количества теплоты, которое у него сложилось, на две различные велнчнны — мы бы сказала, на количество воздействия !спа!епг н обобщенную коор- ' См; ма Мег У.
К. Боте Спггеп1 М!Мп1егрге1а1юпз о1 !Ч. 1.. Бай Сагпо1'з Мета!г апд Сус!е, Ат. Лопгпа! о1 Рьуысз, 1954, ч. 22, 1; !955, ч. 23, 2. См. также: Бс!епсез, !949, ч. 109, р. 528. » УФН, !962, т. 77, с, 338. 109 динату са)опйис). Известно, что позднее Карно с поразительной ясностью формулировал эквивалентность количества теплоты и работы и, следоватсльно, определил истинную роль О. Быть может, если бы Карно не умер так рано, он с присущей ему глубиной и точвостью мысли показал, что наряду с должна быть введена другая величина Я, которая являстся подлинным аналогом массы падающей волы и, следовательно, связана с количеством теплоты уравнением дб)=Тдд.
Во всяком случае, это представляешься вполне вероятныи» '. Гухман также указывает в подкрепление своей точки зрения, что нес»вотри на то, что Карно «говорит в примечании о тождественности обоих понятий, он тем не менее весьма последовательно применяет каждый из терминов в соответствующих случаях». Во всяком случае, следует признать, что в данном вопросе точка зрения Гухмана предпочтительнее прямолинейной модернизации давно написанного, хотя и гениального сочинения. Важнейшим методологическим аспектом развиваемой Карно теории является совершенно четкое и определенное указание на невозможность создания физического вечного двигателя.
Указанная мысль Карно является очень важной в системе его взглядов. Поэтому приведем его собственные высказывания на этот счет: «Могут здесь спросить: если доказана невозможность регре1пит гпоЬ1!е для чисто механических действий, го и.яеег ли это лэесго при употреблении тепла или электричестса; ко разве возможно для явлекий тепла и электричества придумать икую причину, кроме какого-либо движеяия тел, и разве эти движепия кг должны подчиняться законам механики? Кроме того, разве неизвестно а роз1епоп', что все попытки какими бы то ки было средствами осуществить регрс1пигп тоЬ1)е, остались бесплодными; что никогда ке удается получить настоящий регре1иищ тоЬ)1е, т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
