История теории эфира и электричества - Уиттекер Э.
ISBN 5-93972-070-6
Скачать (прямая ссылка):
физических сил, которые он читал в 1843 году и опубликовал в 1846 году.
Гроув, заявив, что теплота, по своей природе, является "чисто
динамической", и что различные "физические силы" можно преобразовать друг
в друга, заметил: "Огромная задача, которую еще предстоит решить
относительно взаимосвязи физических сил, - установление их эквивалента
силы, или их измеряемого отношения к данной норме".
(r)Эти термины появились позднее. Термин кинетическая энергия был впервые
использован в статье У. Томсона и П. Г. Тэта Good Words (впоследствии
изданной
258
Глава 1
теплоту, согласно определенным количественным законам, как учили Румфорд,
Дэви и Джоуль; и что любую из этих форм энергии можно превратить в
химическую, электростатическую, гальваническую и магнитную формы.
Работа О механическом эквиваленте теплоты (On the Mechanical Equivalent
of Heat) была зачитана Джоулем на заседании Британской Ассоциации1 в
Оксфорде в 1847 году. В аудитории находился Уильям Томсон, который два
года назад получил степень Второго Студента, особого отличившегося на
экзамене по математике в Кембридже, и который теперь понимал, что для
того, чтобы привести предмет теплоты и тепловых машин к форме, которую
следует подвергнуть математической обработке, после чего откроются
научные законы, прежде всего, необходимо открыть метод измерения
абсолютной температуры, который не зависел бы от свойств любого
конкретного вещества. Затем он увидел, что этот метод можно основать на
работе, которую опубликовал более сорока лет назад Никола Леонард Сади
Карно (1796-1832), старший сын "организатора победы" Французской
Революции. Работа Карно, которая появилась в Париже в 1824 году под
заголовком Размышления о движущей силе огня (Reflexions sur la Puissance
Motrice du Feu), состояла в теоретическом изучении машин, производящих
механическую работу из теплоты. Такая машина должна состоять из частей,
которые служат тем же целям, что и пар, паровой котел и конденсатор
паровой машины: то есть из рабочего вещества (аналогичного пару),
источника теплоты2 (аналогичного паровому котлу) и теплоотвода^
(аналогичного конденсатору). Карно рассматривал процесс, в конце которого
рабочее вещество и все части машины находятся в том же состоянии, что и в
начале, поэтому его можно назвать циклическим процессом, или циклом. Он
показал, что для максимально эффективного создания механической работы,
необходимо исключить любой прямой поток
Чарльзом Диккенсом) в октябре 1862 года. Термин потенииальная энергия
впервые использовал У. Д. М. Ранкин в 1853 году [Proc. Glasgow Phil. Soc.
Ill (1853), с. 276 = Ранкин Misc. Sci. Papers (1881), с. 203]. Однако в
этом не было ничего нового, ибо ту же самую концепцию Аазар Карно назвал
force owe oirtuelle в 1803 году, причем она была знакомой динамической
концепцией для прошлых поколений, тогда как слово потенииал вошло во
всеобщее употребление с того времени, когда Грин ввел его в 1828 году.
^Brit. Ass. Rep. (1847), пт. 2, с. 55.
2В настоящее время его называют нагревателем. - Прим. пер.
3В настоящее время его называют холодильником. - Прим. пер.
Математическая теория электричества
259
теплоты между телами, температура которых отличается на конечную
величину; когда удовлетворяется это условие, и, если машина работает без
трения, циклический процесс является обратимым, и машину можно назвать
"совершенной".
Карно называл теплоту calorique^. Этот термин ввел Лавуазье^, который
принял, что количество теплоты, взятое из источника в обратимом цикле,
равно количеству теплоты, отданному теплоотводу так же, как количество
воды, попадающей наверх водопада, равно количеству воды, падающей вниз.
Он показал, что на основе этого допущения получаемая механическая работа
зависит только от количества теплоты и температур источника и
теплоотвода. Данный
результат является правильным, если его "теплоту" отождествлять с
" 3
"энтропией" .
Таким образом, Томсон выразил свою новую идею в своей первой работе^:
"Характеристическое свойство предлагаемой мной шкалы состоит в том, что
она разделена на равноценные отрезки, то есть единица теплоты,
переходящая от тела Л, имеющего температуру Т° этой шкалы, к телу В,
имеющему температуру (Т - 1)°, произвела бы одинаковое механическое
действие при любом числе Т. Эту шкалу можно справедливо назвать
абсолютной шкалой, поскольку ее характеристика не зависит от физических
свойств конкретного вещества".
"Теплота", о которой Томсон говорит в этом предложении, - это "теплота"
Карно, но он еще неясно представлял ее связь с "теплотой" Джоуля. Ключ к
этой проблеме дал Клаузиус в своем сообщении Берлинской Академии наук в
феврале 1850 года^, и теперь принцип Томсона мог принять следующую
формуй; "В цикле обратимой машины Карно количество тепловой энергии,
взятой из источника, относится к количеству тепловой энергии, отданной
теплоотводу, так
английском варианте теплота Джоуля, в отличие от теплоты Карно и
