История энергетической техники - Белькинд Л.Д.
Скачать (прямая ссылка):
отставала. По этому поводу Энгельс писал: "Хотя именно в XVII " XVIII
веках бесчисленные описания путешествий кишели рассказами о диких
народах, не знавших другого способа получения^ огня, кроме трения, но
физики этим почти совершенно не! интересовались; с таким же равнодушием
относились они! в течение всего XVIII и первых десятилетий XIX века! к
паровой машине"2. I
В указанный период исследования тепловых явлений! значительно уступали
исследованиям в области механи-1 ки. Теория тепло(tm) находилась еще в
зачаточном состоя-!
1 Флогистон (от греческого слова phlogistos, т. е. сжигаемый)-! Теория
флогистона - ошибочная химическая теория, господствовав-! шая в науке до
конца XVIII в. Согласно этой теории процесс горения! объясняется
выделением из тел флогистона-особой летучей, невнДИ'И мой материи. Для
объяснения причины увеличения веса окисливше-И гося тела флогистону
приписывалось свойство обладания отриДД'И тельньш весом. I
2 Ф. Энгельс, Диалектика природы, 1955, стр. 82. Ш
136
нии. Медленно развивалась термометрия, поскольку еще
не существовало различия в понятиях о температуре и количестве тепла, не
было 'представления о теплоемкости.
Первый термометр (вернее, термоскоп, поскольку он не имел шкалы) был
продемонстрирован Галилеем в 1657 е. Отто фон Герике предложил для
измерения температуры достаточно неопределенные "постоянные" точки:
среднюю температуру заморозков и летнюю температуру, р. Бойль в своей
работе "Механическое начало тепла" (1597 г.), представлявший одну из
ранних попыток отыскания тепла в движении, высказал убеждение о
постоянстве точек плавления всех тел. Ньютон принял за 0° своего
термометра с льняным маслом постоянную температуру плавления снега, а в
качестве другой постоянной точки взял температуру человеческого тела.
Далее, Ньютон устроил первый пирометр, основанный на законе охлаждения
нагретого стержня, и открыл зависимость эффекта охлаждения от времени и
разности температур охлаждающегося тела и окружающей его среды. Г. Амон-
тон впервые отчетливо высказал мысль о том, что термометр измеряет не
количество тепла, а степень нагретости тел. Свой газовый термометр
Амонтон основал на открытой им пропорциональности между упругостью газа и
его температурой и в качестве постоянных точек впервые принял точки
кипения воды и плавления льда. В 1714 г. Д. Фаренгейт изготовил ртутный
термометр с 0° при температуре смеси льда, воды и нашатыря; позднее он
ввел точку кипения воды, обозначив ее 212°. Шкала Фаренгейта и поныне
употребляется в Англии и США. М. В. Ломоносов в своих исследованиях
пользовался шкалой Фаренгейта и шкалой Делиля, а также своей шкалой с 0°
при замерзании воды и 150° при кипении ее. Р. Реомюр дал метод
градуирования спиртовых термометров с 0° при замерзании воды и 80° при
кипении ее. Наконец, в 1742 г. А- Цельсий ввел стоградусную шкалу с 0°
при замерзании в°дьи и 100° при кипении ее-
Начало исследованиям в области калориметрии было положено работами Г. В.
Рихмана, впервые опубликованными в "Новых комментариях" Петербургской
академии.
1750 г. Рихманом была правильно решена задача о температуре смеси двух
различных масс воды т,\ и т2 при раз-нь,х температурах U и t2 и дана
общеизвестная формула:
. mltl + mtt2
Нм пц + т% '
137.
Позднее Делюк открыл постоянство температуры тающего льда. Химик Д. Блек,
проверяя правило Рихмана' в условиях смешения воды со льдом, открыл
теплоту таяния льда, назвав ее "скрытой теплотой". Позднее он же нашел
"скрытую" теплоту парообразования водяного пара. Ученик Блека Ирвин ввел
термин "теплоемкость", а в 1784 г. Гадолин ввел термин "удельная
теплота".
Калориметрия расширила круг экспериментальных исследований тепловых
явлений и вначале явилась опытной поддержкой теории теплорода,
послужившей для правильного объяснения распространения теплоты от сред с
более высокими температурами к средам с более низкими, составления
баланса тепла при его переходе от одного носителя к другому. Последующее
более глубокое развитие знаний привело к доказательству несостоятельности
теплорода как особой невесомой матории и становлению кинетической теории
тепла. ,
Практика тепловых двигателей вносила свои 'коррек! тивы в ряд
представлений ученых, что особенно отчетлив во проявилось в развитии
учения о водяном паре. Пае ровые двигатели, как было показано, начали
свое развитие, отталкиваясь от понятия об "упругой силе пара". Однако
сведения о природе пара были крайне бедными и неточными. Некоторые
ученые, например, принимали пар за воздух, выделяющийся из воды при ее
кипячении, причем предполагалось, что вода содержит в себе "неисчиЫ
лимые" количества воздуха- Отсюда делались такие верные выводы, что из
одного объема воды можно лучить 14 000 объемов "воздуха" (вместо 1 700
объещИ пара). Подобные неверные положения ученых исправляв ла практика.
Так, например, Т. Ньюкомен и Коули по опыту своих установок утверждали,
что "пар восстает путем; кипячения воды пропорционально ее количеству";;
