неділя, 4 лютого 2018 р.

Бенджамин Томпсон - Румфорд і теплота.


Хоча ця людина займалась різними справами, від картоплі до  «теплорода», саме їй судилось знайти вірний підхід до трактування теплоти.

    У 1798 році деякий Бенджамин Томпсон, американець, авантюрист, що раніше бився на стороні Англії під час війни за незалежність Сполучених Штатів, а згодом поступив на службу до баварського короля, від якого він отримав титул графа Румфорда, спостерігав в мюнхенському арсеналі свердління гарматних жерл. Свердління супроводжувалося виділенням дуже великої кількості тепла. Коли Румфорд занурював просвердлювану металеву болванку разом з працюючим в ній свердлом у воду, то вода через дві з половиною години починала кипіти. Уражений  цим величезним виділенням тепла, Румфорд детально досліджував усі умови, при яких тепло виникає.



     Виявилось, що якщо просвердлити у болванці жерло гострим свердлом, а потім замінити його тупим свердлом, яке вже не може відділяти від металу стружки, але все таки обертається з великим тертям, те подальше обертання свердла дозволяє витягнути з болванки будь-яку кількість тепла - варто тільки обертати свердло достатньо довго. Це було  несумісно з уявленням про тепло як речовину: якби теплота була речовиною ("теплородом"), то з цієї болванки не можна було б витягнути більше тепла, ніж в ній насправді містилося. Тому Румфорд вирішив, що теплота не речовина, а рух. Теплота – це є рух невидимих оку атомів, з яких складається будь-яка речовина, Нагрівати яке-небудь тіло- це означає привести його атоми в швидший рух, ніж вони знаходилися раніше. Охолодити тіло - означає уповільнити рух атомів.

      Так виникла механічна теорія тепла (термодинаміка), що отримала своє остаточне обгрунтування вже тільки в останній чверті, XIX століття - в роботах Людвіга Больцмана і Уілларда Гіббса, які довели, що усі закони теплових явищ можуть бути виведені теоретично, якщо застосовувати теореми механіки до руху невидимих оку атомів. Це був такий же тріумф атомістичної теорії, як і роботи Дальтона в хімії : не лише хімічні, але і фізичні явища легко пояснювалися за допомогою припущення, що усі тіла складаються з найдрібніших, невидимих оку атомів.