История энергетической техники - Белькинд Л.Д.
Скачать (прямая ссылка):
замкнутый 204
проводник под действием внешней силы будет приближаться к магниту, то в
этом проводнике наводится ток, т е. механическая энергия перемещения
проводника преоб-, разуется в электромагнитную энергию наведенного тока.
Направление наведенного тока в соответствии с законом Ленца будет таким,
что ток станет препятствовать движению проводника; этот вывод Ленца
полностью соответствует закону сохранения энергии, т. е. избыток
механиче-. ской работы, затрачиваемой на приближение замкнутого
проводника к магниту, по сравнению с расходом работы при передвижении
проводника в отсутствие магнита и является источником электромагнитной
энергии наведенного тока.
В основе воззрений ЛенЦа лежали четкие представления о взаимопревращениях
электрической и механической энергий; формулируя свой закон, Ленц
подчеркнул обратимость электрических и магнитных явлений, он указал, что
каждое магнитоэлектрическое явление (т. е. возникновение тока при
движении проводника в магнитном поле), может быть сведено к
электромагнитному явлению (т. е. взаимодействию проводника с током, и
магнитного поля). Л. Г. Гельмгольц в своем сочинении "О сохранении силы"
дал вывод электродвижущей силы (э.д. с.) индукции, основываясь на
математическом выражении закона Ленца.
Помимо указанных примеров, можно было бы привести множество других,
наглядно иллюстрирующих взаимо-переходы различных видов энергии.
Достижения науки и практики показывали тесную связь между качественно
различными явлениями природы и их взаимопревращениями и тем самым создали
возможности для решения задачи °б установлении эквивалента при переходе
энергии из одной формы 'в другую. Необходимость решения такой задачи
диктовалась запросами развивающегося машинного производства, основанного
на превращениях энергии.
Этим и объясняется тот факт, что к открытию закона Охранения и
превращения энергии почти одновременно подошли ученые разных стран: С.
Карно во Франции,
Ю. Майер и Гельмгольц в Германии, Дж. П. Джоуль 8 Англии и др.; весь ход
исторического развития создал предпосылки для открытия закона сохранения
и превраще-Ния энергии.
К началу 40-х годов XIX в. принцип сохранения и пре-Ращения энергии был
сформулирован рядом ученых при-енительно к отдельным наблюдавшимся ими
явлениям.
205
Со всей остротой назрела необходимость обобщения Многочисленных выводов и
наблюдений, что и было сделано в трудах Майера, Джоуля, Гельмгольца и др.
Среди трудов указанных деятелей работы Майера являются наиболее
обобщающими, поэтому остановимся на их содержании более подробно.
Р. Майер уже в первой работе "О количественном и качественном определении
сил", написанной в 1841 г. и опубликованной посмертно в 1881 г., делает
попытку обобщения своих воззрений на взаимное превращение различных форм
движения материи. Он писал: "Движение, теплота и, как мы намерены
показать в дальнейшем, электричество представляют собой явления, которые
могут быть сведены к одной силе, которые измеряются друг другом и
переходят друг в друга по определенным законам".
В следующем труде "Замечание о силах неживой природы", опубликованном в
1842 г., Майер на основе измерения теплоемкости газов (нагревание газов
осуществлялось им при постоянном объеме, когда газ не совершал работы, и
при постоянном давлении, когда часть подводимого к газу тепла
расходовалась на работу расширения газа) определяет механический
эквивалент тепла, равный по его подсчетам 367 кГ ¦ м/ккал.
Здесь же он приблизился к понятию энергии в современном смысле слова.
Несмотя на то, что термин "энергия" у Майера отсутствует, в отличие от
многих своих предшественников он вкладывает в термин "сила" новый смысл:
так, говоря о "силе падения", Майер отмечает, что для того, чтобы тело
могло падать, недостаточно одной его тяжести, прежде всего необходимо это
тело поднять (т. е. под "силой падения" Майер понимает потенциальную
энергию тела). Майер также подчеркнул мысль о неуничтожимое(tm) и
качественном взаимопревращении "сил". "Имеющиеся налицо силы, - говорит
Майер, - не могут превратиться в нуль, а только перейти в другую форму".
Эту важнейшую сторону принципа сохранения и превращения энергии -
качественное изменение форм энергий при ее количественном постоянстве -
Майер наиболее четко формулирует в 1845 г. в работе "Органическое
движение в связи с обменом веществ". Он писал: "Можно Д°" казать и во
всех случаях подтвердить на опыте, что ра3' личные силы могут
.превращаться друг в друга ... нигде нельзя найти ни одного процесса, где
не было бьи изменения сил со стороны их формы",
206
Именно качественную сторону смен форм движения подчеркивает Энгельс,
раскрывая сущность закона сохранения и превращения энергии. В "Диалектике
природы" он отметил, что "Количественное постоянство движения было
высказано уже Декартом и почти в тех же выражениях, что и теперь
(Клаузиусом, Робертом Майером?). Зато превращение формы движения открыто
только в 1842 г. (имеется в виду появление работы Майера-Авт.), и это, а
