Кричевский И.Р. Понятия и основы термодинамики (1185131), страница 22
Текст из файла (страница 22)
Они направлены по касательным к поверхности вала (перпендикулярно оси вращения вала) и стремятся повернуть нажим в сторону, куда указывает стрелка. Обозначим общую силу трения (на всей поверхности 'соприкосновения) через Р, радиус вала через и и расстояние СЕ через Н. Можно доказать (по принципу возможных перемещений), что при равновесии нажима РР = Рг или Рй Р=— г При п оборотах вала в секунду работа сил трения за т секунд равна в = Р 2пигт где 2ллгт — длина пути, на котором действовала сила Р. 89 Подставляем значение Р из предыдушего уравнения: [у, [з[ са = 2ипрйт Работа сил трения равна работе, отдаваемой валом машины нажиму Прони *. Передадим количество работы и нажиму Прони от вала в адиабатнческих условиях. Температура нажима тогда повысится на ст[ градусов. Для возвращения к своей прежней температуре нажим должен передать окружающей среде количество теплоты д. Количество теплоты можно измерить или вычислить.
После окончания двух процессов — первого с передачей работы, но без передачи теплоты и второго с передачей теплоты, но без передачи работы — нажим Прони вернулся в первоначальное состояние: он совершил круговой процесс. Отношение количества работы к количеству теплоты в круговом процессе — чрезвычайно важная величина. Она получила название механического эквивалента теплоты. Нажим Прони в различных его вариантах нашел большое применение при измерениях этой величины. Введение в физику инженерного метода измерения работы по перемешению груза —.заслуга Джоуля.
Гири же перенес [30[ нажим Прони из промышленности в лабораторию. Выводы Экспериментальные факты, понятия и законы (главы П вЂ” [Ч) составили один из двух основных разделов знаний, приведших к открытию первого начала термодинамики. Механика явилась вторым основным источником этих знаний. Изучение механического движения привело к таким важным понятиям, как,мера движения, работа.
Механика дала и первый пример количественного превращения качественно различных форм движения — превращения кинетической энергии в потенциальную при сохранении общей меры обоих движений. Впервые механика сформулировала принцип исключенного вечного двигателя. Механика предоставила и экспериментальный метод измерения механического эквивалента теплоты.
Достаточно было- измерить количество теплоты, выделяемой в нажиме Прони при передаче ему определенного количества работы.. Это же количество измеряется самим нажимом Прони. Разработанный механикой принцип возможных перемещений послужил прототипом для термодинамики при выводе условий термодинамического равновесия. а Нажим Прони описан также в [28[, стр, 634 и [29[, стр, 178.
ЛИТЕРАТУРА 1, Де к а р т Р., Трактат о свете, Избранные произведения, Госполитиздаг, 1950. 2. Философский словарь, под ред. М. М. Розенталя и Л, Ф. Юдина, Госполитиздат, 1963. 3. Пл вин М., Принцип сохранения энергии. Вступительная статья С. Г. Суворова, ГОНТИ НКТП СССР, ред. тех.-теорет, лиг., 1938. 4. Ха й н ни С. Э., Физические основы механики, Госфизматиздат, !962. 5. Май! е %. Г., А Боигсе Воой 1п РЬуь!сь, Еопдоп — Нечг уогй, 1935. Вот полное название статьи Лейбница: «Количество движения Крат.
кое доказательство замечательной ошибки, совершенной Декартом и другими, утверждавшими, что сохранение богом постоянного количества движения является заноном природы; этот закон они неправильно применили к механике». См. гакзгег Не пй ! из ТЬ. Е., 1Мь, 56, 281 (1965). Статья — «Попытки решить спор о живой силе в восемнадцатом столетии». 6. Йап1«(пе %. Л.'М., М!зсеВапеоць Бо!епШ!с Рарегь, Еопдоп, 1881.
7. Маркс К. и Энгельс Ф. Сочинения, изд. 2-е, т. 20, Госполитиздат, 1961. В работе Ф. Энгельса «Диалектика природы». 8. Вебстер Л. Г., Мсханика материальных точек, твердых, упругих и жидких тел, Гостехтеоретиздат, 1933. 9. Ге р ц Г., Принципы механики, изложенные в новой связи, Изд.
АН СССР, ! 959. 10. Х в о л ь с о н О. Д., Курс физики, т. 1, изд. 7, Гостехтеоретнздат, 1933. 11. Оа-С. А и д г а де Е. Ы., На!иге (1.опдоп), 142, !9 (!938). Статья — «Наука в семнадцатом веке». 12. С у во ров С. Г., Ш т ей ни а н Р, Я., Успехи физ. наук, 40, 406 (1950). Статья — «За последовательно-материалистическую трактовну основ механикиж !3.
Ла гите г М., Сопсер1ь о1 !огсе А Б!иду (п Гйе ГоипдаВопь о1 Оупапись, СатЬг(дйе, Маььасйиье((ь, !957. !4. Ко ч и н Н. Е., Векторное исчисление и начала тензорного исчисления, 5 изд., ОНТИ, гл. ред. тех.-теорет, лиг., 1937. !5. Раисе!е1 Л. Н., (п1годис1(оп а (а Месапщие !пдиь1г!еВе, РЬуьщие ои Ехрегппеп1а(е, 3-ете ед!!!оп, Рапь, 1870. 16. Неитапп С., Ног!еьипйеп 0Ьег д!е тесйап(ьсйе ТЬеог!е дег Батте, Ье!рг18, 1875. .17. Н и п д Г., Нз!игтч!ьь, 30, 497 (1942) . Статья — «К истории закона энергии», 18.
Сади Карно, Размышления о движущей силе огня и о машинах, спо. собных развивать зту силу. Сборник «Второе начало термодинамики», Гостехтеоретиздат, 1934. 19. 97 Ь г1е Ь., Лг., Мед!еча! Тесйпо1оду апд Бос(а! СЬап8ег Ох1огд, 1962. 20. О и 8 аз ((., Еа Месапщие аи ХНП' Б!ес1е (дез ап1еседеп(ь ьсо!аь1щиеь а 1а рельсе с!аььщие), Ыеисйа!е! — Яшме, !954. О Сгеание см. также: Ло и 8 не! Е., 1.ес1цгез де Месапщие. Еа Месапщие епье(йпее раг !еь аи1еигь ог!8!паих, Ргепиеге Рагбе, Еа НаВьапсе де !а Ме.
сапщие. Оеих!ете РагВе, Е'Огйап)ьа1юп де 1а Месапщие, Раг!з, 1924. 21..Сгояг1Ьег Л. Сг., ТЬе Бос!а! Ке!а1!опз о1 Бс(епсе, Нетч Уог1«, !942. 22. Вег1га од Л., ТЬепподупатщие, Рапз, 1887. 23. К ий п ТЬ., Епегйу СопьегчаВоп аь ап Ехатр1е о! Б!тиВапеоиэ О!ьсочегу. Сгй!са( РгоЫепж !п бйе Н(з!огу о1 Бе!енсе, едйед Ьу М. С!айе!1, Мад!ьоп, 1959. 91 24. Гюйгенс Х., Три мемуара по механике, Изд. АН СССР, 195!. О жизни и трудах Гюйгенса смх Франкфурт У. И., Френк А. М., Христиан Гюйгенс 1629 — 1695, Изд. АН СССР, 1962.
25. Мейерсон Э., Тождественность и действительность. Опыт теории естествознания как введение в метафизику, СПБ, Изд. чШиповник», 1912. 26. дон!е з. Р., Тйе 5с1епШ1с Рарегз, чо!. 1, 1.опйоп, 1884; чо!. П, 1опбоп, 1887. 27. О е Р г о п у, Апп. СЬ!ш, Рйуз., 121, 19, ! 65 ( !821). Статья — «Заметки об одном способе измерения динамического эффекта вращающихся машин».
О Гудона смл Ага йо Р., Оеичгез Сошр1е1ез. 1го!!сез 5!оягарй1цнез. Тоще 1го!з1йше. Раг!з — Бе1рюй, !854, рр. 585 — 592. 28. Х в о л ьс он О. Д., Курс физики, т. 1, 5 изд., РСФСР, Госуд. изд., !923. 29. Бла хер К., Теплотехника в лаборатории и производстве, 2 изд., Госуд. Научно-техн. изд., 193!. 30. Н ! г и О. Н., Ресйегсйез знг !'ейп1ча!еп! шесап!опе бе 1а сйа!еиг Со!гпаг, 1858.
Глава ]гг' ПРИНЦИП ЭКВИВАЛЕНТНОСТИ МЕЖДУ РАБОТОЙ И ТЕПЛОТОИ' Первое начало термодинамики Принцип эквивалентности является частным случаем закона сохранения и превращения энергии. У этого всеобщего закона природы интереснейшая история (1 — 3). В книге о ней можно сообщить (и уже сообщалось) только немногое, необходимое для понимания принципа эквивалентности. Открытие закона сохранения и превращения энергии — совместный труд философов, теоретиков и экспериментаторов. «Философия воздвигает храмы, прежде чем рабочие сдвинут камень» «. Поэтому у философских воззрений, связанных с законом сохранения и превращения энергии, самая продолжительная история.
Экспериментальное количественное доказательство справедливости закона было дано в последнюю очередь. Началом естественно-научного обоснования закона можно считать открытие принципа инерции Галилеем ([3), стр. 94). Отдельное тело, предоставленное самому себе, сохраняет неизмененным свое движение. От отдельного тела представление о постоянстве движения было перенесено на изолированную систему взаимодействующих тел. Большая заслуга Декарта и Лейбница состоит в введении количественных мер движения для системы тел. При упругих столкновениях тел свое постоянство сохраняет как импульс, так и кинетическая энергия тел. При движении тел в гравитационном поле свое постоянство сохраняет сумма кинетической и потенциальной энергий тел.
Система тяжелых тел не может быть превращена в вечный двигатель (Гюйгенс), Кинетическая энергия тел уменьшается при их неупругнх столкновениях. Лейбниц и И. Бернулли объясняли это уменьшение. Сохранение живой силы И. Бернулли развил учение Лейбница, своего учителя, о живой силе. Он указывает (1735 г.): «Живая сила имеет определенную ' Слона Уайткзда, английского математика и философа (цит. по[4],стр.!8!). величину,.
из которой ничего не может пропасть без того„чтобы мы снова не нашли эту потерю в произведенном действии. Отсюда само собой вытекает, что живая сила всегда сохраняется, так что живая сила, находившаяся до действия в одном или нескольких телах, теперь, после действия, обязательно встретится нам в другом теле или в других нескольких телах, если только она не останется неизменной в прежних телах. Это и есть то, что мы называем сохранением живых снл» [5), Удар совершенно упругих шаров, по мнению Бернулли, прекрасный пример сохранения живых сил.
Но и при ударе не совершенно упругих тел Бернулли не признает потери живой силы. Он считает эту потерю только кажушейся. Кинетическая энергия тела превращается в потенциальную энергию сжатия, по терминологии Бернулли, в «силу пружины». «Если тела не являются совершенно упругими, то они не восстанавливают в полной мере своей формы, и какая-то часть живых сил видимым образом исчезает, поглощаясь благодаря сжатию тел. От этого, однако, мы отвлекаемся, допуская, что такого рода сжатие аналогично сжатию пружины, которой мешает расправиться то илн иное препятствие, вследствие чего пружина не возвращает живой силы, полученной ею от тела, столкнувшегося с нею, а сохраняет ее внутри себя. Таким образом, ничего из сил не исчезает, хотя бы по видимости такое исчезновение и имело место» [5), Лейбниц также отвечал на возражение, что прн столкновении двух неупругих тел теряется живая сила.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
