Распространение паровых двигателей и изучение их работы сохранения энергии содействовали развитию термодинамики, т.е. учения о теплоте как движущей силе, ставшего теоретической базой теплотехники.
Один из основоположников термодинамики — французский ученый Сади Карно (1796—1832) исследовал вопрос о «получении движения из тепла» и о возможности получения «движущей силы» (полезной работы) при переходе тепла от более нагретого тела к менее нагретому. Опубликованное при его жизни исследование «Размышление о движущей силе огня...» (1824 г.) долго оставалось незамеченным. Лишь в 1834 г. Б. Клапейрон (1799—1864) повторил рассуждения Карно и придал им стройную математическую форму.
В середине XIX в. эти идеи были переработаны и развиты применительно к представлению о теплоте как о движении молекул английским ученым Уильямом Томсоном (1824—1907), известным впоследствии под именем лорда Кальвина, и немецким физиком Рудольфом Клаузиусом (1822—1888). Окончательное оформление механическая теория теплоты и проблема превращения тепловой энергии в механическую получили в трудах немецкого естествоиспытателя и врача Юлиуса Роберта Майера (1814—1878). Так как в то время еще не существовало термина «энергия», Майер и другие ученые употребляли выражение «сила». Термин «энергия» в нынешнем смысле этого слова стал впервые применять У. Томсон в 60-х годах XIX в.
Установление механического эквивалента теплоты является заслугой многих исследователей, действовавших одновременно и в ряде случаев независимо друг от друга в различных странах: Джемса Прескота Джоуля (1818—1889) и Уильяма Роберта Грова (1811—1896) в Англии, Людвига Августа Кольдинга (1815—1888) в Дании, Германа Гельмгольца (1821—1894) в Германии.
Майер не ограничился исследованием вопроса о превращении механического движения в теплоту. Он обосновал (в 1842 г.) и доказал экспериментально более общий закон сохранения и превращения энергии («силы»), открытый впервые в общей форме Ломоносовым. К сходным выводам пришли также многие другие ученые. Обоснованием закона сохранения и превращения энергии послужили исследования в области термодинамики, наблюдения над тепловым и химическим действием электрического тока и некоторые открытия в области химии. В 1847 г. Г. Гельмгольц дал математическое выражение закона сохранения и превращения энергии («силы»). Было установлено, что все виды энергии — механическая, тепловая, электричество, магнетизм — переходят друг в друга.
Последствия этих открытий 40-х годов XIX в. были огромны. «Физика, как уже ранее астрономия, пришла к такому результату, который с необходимостью указывал на вечный круговорот движущейся материи, как на последний вывод науки».(Ф. Энгельс, Диалектика природы, М. 1955, стр. 10.)
Что касается развития термодинамики, то исследования Сади Карно, Томсона и Клаузиуса привели к формулировке первого и второго начал (принципов) термодинамики, широко используемых в настоящее время. Однако Томсон и Клаузиус, распространяя на всю вселенную закономерности, наблюдаемые в замкнутых системах тел (в условиях земных опытов) сделали из второго начала термодинамики ошибочный вывод о неизбежности «тепловой смерти» вселенной. Ф. Энгельс в «Диалектике природы» показал несостоятельность такой концепции. Новейшие открытия в области физики и астрономии подтвердили мнение Энгельса.
|
|
© Historik.ru 2001-2018 При копировании материалов проекта обязательно ставить ссылку на страницу источник: http://historik.ru/ "Книги по истории" |