Кричевский И.Р. Понятия и основы термодинамики (1185131), страница 4
Текст из файла (страница 4)
В работе Ф. Энгельса «Карл Маркс». «К критике политической экономии». 6. Наазе й., ТЬегшобупзш!Ь бег МВсйрпазеп шй е)пег Е!п(цйгппп !и б!е Огппб!ааеп бег ТЬегпшбупагпйй Вег!!п — Оорбп8еп — НеЫе!Ьегд, !956. Термодинамика смешанных фаз с введением в основы термодинамики. 7.
Ыа!пге (1.опбоп), 199, 1122 (1963). Из отзыва о книге: Я н г с)., Элементарные частицы, Издатинлят, 1964. 8. Н аЬег Т. В., Ваз!с Епп!!зЬ (ог Яс!епсе, Бс!еп!!1!с Моп!Ыу, 62, 258 (1946). К сведению читателей: бейсик-инглиш — это упрощенный английский язык, состоящий из 850 наиболее употребительных слов. 9. Философский словарь, сокращенный перевод с немецкого. Общая редакция и вступительная статья М. М. Розенталя, Издатинлит, !96!.
10. Л е н и н В. И., Философские тетради, Госполитиздат, 1965. Глава П ТЕМП ЕРАТУРА «То, что есть первое в науке, должно было оказаться исторически первым» (Гегель, цит, по (Ц). «Звучит весьма материалистично)» — охарактеризовал В. И. Ленин [Ц эту мысль Гегеля.
Изложение термодинамики должно начаться с того, с чего началась история термодинамики. Начало же истории термодинамики— ознакомление с температурой. Тепловые ощущения Все согласны с тем, что источником первых сведений о температуре явились ощущения тепла и прохлады, жары и холода со всеми непрерывными усилениями и ослаблениями этих ощущений.
Широко распространено мнение: тепловые ощущения ошибочны, им нельзя доверять, тепловые ощущения не годятся для количественного измерения температуры. К такой оценке тепловых ощущений привели, конечно, наблюдения. Они были сделаны очень давно, несравненно раньше, чем были записаньь Но уже Ф. Бэкон изложил (1620 г.) те наблюдения, на которых основано представление об ошибочности тепловых ощущений. «Применительно к человеческому чувству и ощущению тепло есть разнообразная и относительная вещь. Так, теплая вода покажется горячей, если опустить в иее охваченную холодом руку, и холодной, если рука будет нагрета.
В этом может, конечно, убедиться каждый» ((2), стр. 130). Следуя Локку (1б90 г.), проведем простой опыт (3). Погрузим одну руку, для конкретности правую, в сосуд с горячей водой, а левую — в сосуд с холодной водой. Затем перенесем обе руки в сосуд с водой, которую получили смешением горячей и холодной воды из первых двух сосудов. Для правой руки эта вода покажется холодной, а для левой — теплой. Мах (4) излагает опыт Локка, впрочем без ссылки на него и не приводя его объяснения.
Мах видит доказательство ошибочности тепловых ощущений в том, что одна и та тве (курсив Маха) вода кажется правой руке холодной, а левой теплой'. В опыте с тремя сосудами с водой обе руки, конечно, испытывают различные тепловые ощущения. Но так нельзя проводить опыт для измерения температуры или хотя бы для суждения о ней. В чем ошибочность постановки опыта, можно понять, проведя опыт с заменой двух рук двумя термометрами.
Перенесем оба термометра из первых двух сосудов в третий. В одной и той же воде уровень столбика жидкости в одном термометре будет понижаться, а в другом — повышаться, и оба уровня будут различны, Но всякий знает: для измерения температуры нужно выждать до тех пор, пока уровни столбиков жидкости в термометрах не перестанут перемещаться. Когда это случится, в одной и той же воде оба термометра покажут одну и гу жп температуру. То, что является необходимым при измерении температуры термометрами, является необходимым и при измерении температуры руками. Надо дать обеим рукам некоторое время побыть в третьем сосуде.
Тогда тепловые ощущения для обеих.рук станут одинаковыми Д. Эйнштейн и Инфельд [6), излагая опыт с тремя сосудами с водой, соглашаются с мнением о недостоверности тепловых ощущений. Велика сила укоренившегося ошибочного взгляда: даже Эйнштейн мог просмотреть несостоятельность опыта. Высказывание об ошибочности тепловых ощущений можно найти почти во всех учебниках термодинамики, физики, от очень старых до самых современных "'*. Йсключение составляет статья В. Том. сона (Кельвина) ([878 г.), Отрывок из этой статьи заслуживает того, чтобы его процитировать **' (!8), т.
Ш, стр. !30). «Если последовательно опускать даже нетренированную руку в два сосуда с водой, то, как мы нашли на опыте, можно обнаружить разность температур меньше одной четверти градуса Цельсия. Ничего не зная о природе теплоты, можно построить полную систему термометрии, если смешивать горячую и холодную воду и » Согласно своим взглядам на природу теплоты (см. главу !!!),Локк объясняет, каким образом «одна и та же вода в одно и то же время в одной руке вызывает ощущение тепла, а в другой — ощущение холода.
Но если ощущения тепла и холода есть только увеличение или уменьшение движения в мельчайших частицах нашего тела, причиняемое корпускулами других тел, то легко понять, что если в одной руке движение сильнее, чем в другой, и если к обеим рукам приложить тело, движение,в мельчайших частицах которого сильнее, чем движение в мельчайших частицах одной руки, и слабее, чем движение в мельчайших частицах другой, то оно усилит движение в одной руке и уменьшит движецие в другой и таким образом вызовет зависящие отсюда различные ощущения тепла и холода» ([3), т. 1, стр.
!59). »» Например, в выбранной наудачу книге издания !963 г. ([7[, стр. 285). «»» В книге вполнесознательно приведено много цитат. Это сделано по двум причинам, Во-первых, не всегда следует пересказывать хорошо изложенную мысль. своими словами и часто портить ее этим. Во-вторых,— и это главная причина,— знакомство с подлинными высказываниями исследователей прошлого, порой далекого, приближает этих исследователей к читателю, делает их более понятными для читателя. в качестве термоскопа пользоваться только нашими тепловымь ощущениями, Для построения этой системы термометрии необходимо также располагать двумя источниками с постоянными температурами, Ими в практической термометрии могут быть температура плавления льда и температура пара над водой, кипящей при постоянном давлении.
Теперь предположим, что мы располагаем обильными источниками ледяной и кипящей воды и хотим измерить температуру реки, озера или моря. Возьмем измеренные количества кипящей и ледяной воды и будем смешивать их в различных соотношениях до тех пор, пока температура смеси при погружении в нее руки не окажется равной температуре воды в реке.
Предположим, что для этого надо было смешать 86,6 весовой части ледяной воды и 13,4 весовой части кипящей воды. Измеряемая температура тогда равна 13,4 по совершенно определенной шкале. По ней температура ледяной воды приравнена нулю, кипящей — 100 и промежуточные температуры определяются по правилу смешения, как это было показано в приведенном примере. Для температур в пределе чувствительности руки этот метод дал бы более точные результаты, чем многие обычные имеющиеся в продаже термометры» '.
Развитие термометрии не пошло и не могло пойти по этому пути **. Достаточно указать, что при помощи только тепловых ощущений нет возможности открыть состояния с постоянными температурами. Опуская руку в ледяную воду сегодня и, например, через неделю, нельзя установить, одинаковы или различны тепловые ощущения в обоих случаях. Термометры Давно известна связь между изменениями тепловых ощущений, которые в нас вызывает какое-нибудь тело, и изменениями самого тела, Раньше всего было замечено, что такие изменения происходят с объемом воздуха. До нас дошли описания древних приборов.
Их построили Герон Александрийский [4, 18 — 201, предположительно в первом веке нашей эры, и Филон из Византии [12, 19, 201, предположительно во втором веке до нашей эры. Действие этих приборов и было основано на изменениях объема воздуха при нагревании и охлаждении его. Прибор Филона (рис. 1) представлял собой полый свинцовый шар с трубкой, доходившей до его дна. Другой конец трубки был опущен в открытый сосуд. В свинцовый шар до половины была залита вода, а над ней находился воздух. Шар выставляли на * Слова В, Маяковского: и.. в курганах книг, похоронивших стих»... справедливы и для научных статей.
В обширной литературе автор всего только два раза встретил упоминание об атой превосходной работе В. Томсона, в именно, в' книге [Э[ [самой по себе мало интересной) и заслуживающей внимания статье [101. " О развитии методов измерения температуры и представлений о ней см. [4, 1! — 171. 22 солнце. Воздух расширялся и вытеснял воду из шара.
Она по трубке вытекала в открытый сосуд. Прибор ставили в тень, Воздух сжимался. Вода из сосуда снова переходила в шар [12, 201 Приборы Герона и Филона были хорошо известны, но очень долгое время, в течение примерно 18 столетий, общество не ощущало потребности в применении явления, использованного в этих приборах. После открытия Америки (1492 г.), открытия морского пути в Индию (1498 г.) и первого кругосветного путешествия (1519 — !522 гг.) наступило время далеких продолжительных и опасных путешествий на нена- Рис. 1. Прибор Филона.
дежных судах. Остро встал вопрос об обеспечении безопасности судоходства. Для этого надо было научиться хотя бы примитивно предсказывать погоду, Давно было замечено, что изменение погоды связано в какой-то степени с изменением тепловых ощущений. Нужды метеорологии вызвали потребность в изобретении прибора, по которому можно было бы судить о температуре независимо от тепловых ощущений. Первый термометр изобрел Галилей, вероятно, в 1592 г.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
