Силы материи и их взаимоотношения - Фарадей М.
Скачать (прямая ссылка):
всеми другими телами природы: при повышении температуры до известного
предела тело становится жидким, а при дальнейшем повышении оно обращается
в газ. Разве не кажется нам замечательным, что вода морей, рек и т. д. в
северных странах представляет собой твердый лед и ледяные горы, тогда как
у нас, в более теплом климате, сила сцепления частиц воды настолько
уменьшена, что вода обычно находится в жидком
состоянии. Итак, для уменьшения сцепления между частицами льда мы
пользуемся еще одной силой, а именно теплотой 1. Хотелось бы, чтобы вы
поняли, что сила теплоты действует во всех случаях, когда вода переходит
из твердого состояния в жидкое. Каким бы образом ни растапливать лед,
обойтись при этом без теплоты невозможно, хотя мы имеем средства
превращать лед в жидкое состояние, не употребляя при этом теплоту
непосредственно. Для примера я возьму оловянную фольгу и сложу ее в виде
блюда. Я употребляю металлическое блюдо, потому что нам нужно, чтобы
теплота, которая будет действовать при опыте, легко проходила через него.
Я налью немного воды на стол и поставлю в нее оловянное блюдо. Теперь,
если я положу в него немного льда и затем захочу превратить этот лед в
жидкое состояние одним из различных способов, которые мы имеем для этого,
то лед все-таки откуда-нибудь должен будет взять количество теплоты,
необходимое для этого превращения; в данном случае он возьмет ее из
блюда, в котором лежит, из воды, находящейся под блюдом, и от других
окружающих его предметов.
Немного соли, прибавленной ко льду, способствует его таянию2. Очень скоро
мы увидим, что смесь станет жидкой, и вы заметите тогда, что вода,
находящаяся под блюдом, совершенно замерзла, потому что вынуждена была
отдать льду, перешедшему в жидкое состояние, ту теплоту, которая ей самой
была необходима, чтобы оставаться жидкой. Помню, однажды, когда я был еще
мальчиком, при мне в одном деревенском трактире был показан фокус. Дело
заключалось в том, чтобы растопить у огня лед в сосуде так, чтобы сосуд
примерз при этом к столу. Этот вопрос был решен так: в оловянную чашку
положили толченого льда и прибавили к нему немного соли. Мне ничего не
сказали насчет прибавленной ко льду соли, а чашку поставили
1 Теплота представляет собой, главным образом, хаотическое движение
молекул и атолгов. Чем выше температура, тем больше средняя скорость
движения молекул и атомов. При нагревании, когда скорость переходит
известные пределы, происходит сжижение, а затем парообразование и,
наконец, разложение (диссоциация) самого вещества, если оно химически
сложное.
2 Соль понижает температуру соляного раствора и температуру его
замерзания. Поэтому лед, имеющий температуру О'', тает прт прибавлении
соли, по по ¦'ученная полужидкая смесь имеет температуру ниже 0°, так что
чистая вода, соприкасающаяся со смссыо, замерзает.
§9
близ огня, для того чтобы сделать опыт более поразительным. И вот, когда
соль и лед перемешались, лед стал таять, и в результате очень скоро чашка
примерзла к столу, совсем так, как это сейчас произойдет в нашем опыте.
Все это получается оттого, что соль имеет способность уменьшать силу
сцепления между частицами льда. Вы видите, что блюдо примерзло у нас к
доске: я даже могу приподнять доску, взявшись за блюдо.
Этот опыт свидетельствует о том, что всякий раз, когда твердое тело
теряет известную часть той силы сцепле-
Вот колба А (рис. 21), наполненная воздухом. Трубка, один конец которой
соединен с этой колбой, погружена другим концом в окрашенную жидкость,
налитую в /сосуд В. Если я положу мою руку на колбу А и таким образом
нагрею ее, то окрашенная жидкость, стоящая теперь в трубке у С,
подвинется вперед к сосуду В. Тщательные исследования свойств различных
тел дали нам возможность приготовить раствор соли Т который при
сотрясении или приведении в движение немедленно переходит в твердое
состояние. Как я только-что объяснял (ибо то, что справедливо
относительно воды, справедливо и относительно всякой другой жидкости),
при замерзании раствора должна выделиться теплота, что можно наблюдать на
опыте, выливая раствор на колбу Л. Раствор твердеет, и мы видим, как
цветная жидкость вытесняется из трубки и выходит пузырьками в сосуд В.
Этот опыт указывает на замечательный закон природы, утверждающий, что при
уменьшении притяжения сцепления
1 Насыщенному или почти насыщенному раствору уксусно-кислого натра, при
точке кипения, дают простыть и оставляют е покое до опыта (К).
60
Рис. 21.
ния, благодаря которой оно находится в твердом состоянии, поглощается
некоторая теплота: наоборот, когда жидкое тело превращается в твердое,
например вода в лед, соответствующее количество теплоты освобождается.
Следующий опыт убедит вас в этом.
теплота поглощается, между тем как при увеличении этого притяжения
теплота выделяется *.
Таким образом, вы узнали еще один важный закон, кроме простой истины, что
частицы притягивают друг друга. Не думайте, что тела в жидком состоянии
