Температура - Смородинский Я.А.
Скачать (прямая ссылка):
льда, поваренной соли и нашатыря. Вторую точку сн получал, погружая
термометр в смесь льда и воды. Расстояние между этими двумя точками
Фаренгейт разделил на 32 части. Свою шкалу он проверял, измеряя
температуру человеческого тела. Новая точка попадала на 98°. Позднее он
ввел еще и четвертую "опорную" точку -¦ точку кипения воды. Она лежала
при 212°.
Разные термометры Фаренгейта мсжго было сверять друг с другом, сравнивая
их показания в разных "опорных" точках шкалы. Поэтому они прославились
свсей точностью. Такая шкала до сих пор в хсду в Англии и США.
Во Франции в употребление Еошла шкала Ресмюра (около 1740 г.),
построенная на точках замерзания воды (0°) и ее кипения (80°). Ресмюр из
своих измерений вьшел, что вода расширяется между этими двумя точками на
80 тысячных своего объема *). Спирт был вскоре заменен ртутью (Демоком),
коэффициент расширения которой меньше изменялся с температурой, чем у
спирта.
Современная шкала Цельсия была предложена в 1742 г. Шведскому физику не
нравились отрицательные
*) Правильное значение 84/1000,
15
температуры, и он счел нужным перевернуть старую шкалу и поместить нуль в
точку кипения воды, а 100° - в точку ее замерзания. Но "перевернутая
шкала" не приобрела популярности и была очень скоро "перевернута"
обратно.
Можно добавить еще несколько слов о термометре со шкалой Делиля. Ртутные
термометры петербургского академика Делиля были весьма популярны в России
в первой половине XVIII века. Шкала этих термометров была разделена на
150 частей. Термометры были хорошо сделаны, но все же не продержались
долго, уступив, место термометрам Реомюра.
До революции в России была принята шкала Реомюра - термометры Реомюра
висели на улицах и во всех домах. Лишь в тридцатых годах они были
вытеснены термометрами Цельсия.
В Англии и США до сих пор распространен термометр Фаренгейта, и, читая
английские книги, не следует удивляться, что мясо надо запекать при
температуре 350-400° и что температура ребенка 98° не вызывает тревоги у
матери.
ЧТО ТАКОЕ ТЕПЛОТА?
К началу XIX века термометр стал совсем обычным прибором. Но о том, что
измеряет термометр, единого мнения еще долго не было.
К этому времени свойства газов были основательно исследованы. Связь
давления газа с его объемом была выяснена еще в 1662 г. Знаменитый закон,
который мы называем законом Бойля - Мариотта, на самом деле был обнаружен
учеником Бойля Тоунлеем, которому пришло в голову сравнить столбцы чисел
в лабораторном журнале своего учителя. Мариотт же опубликовал свою работу
лишь в 1679 г. Закон изменения объема газа с температурой был открыт в
1802 г. Дальтоном и Гей- Люссаком. Аккуратно сформулировать этот закон
было не очень легко, так как для этого надо было уже уметь хорошо
измерять температуру. Поэтому коэффициент а в законе Гей-Люссака V = (1 +
at) V0 (V0 - объем при ( = 0 °С) был долго известен с ошибкой. Гей-Люссак
считал его равным 1/266, Карно принимал его равным 1/267, Менделеев
использовал почти современное значение 1/2/3.
16
Но научившись измерять температуру, физики не очень продвинулись в
понимании того, что же такое тепло.
Даже в механике долго путали разные понятия: сила, энергия, импульс.
Механики XVIII века спорили о том, что является мерой движения -
кинетическая энергия или импульс. Кинетическую энергию долго называли
"живой силой", в отличие от "мертвой силы" - например, энергии сжатой
пружины.
Понятия "тепло" и "температура" разделить было еще труднее. Когда
нагревают тело, температура его повышается. Когда тепло перетекает от
одного тела к другому, температура одного тела падает, а другого -
повышается.
Тепло во многих случаях ведет себя, как ручей, текущий с горы в долину.
Аналогия между теплом и жидкостью стала еще более убедительной после
открытия электрических явлений; электрический ток также течет по
проводам, как река, выравнивая потенциал между двумя заряженными телами.
В 1893 г. французский физик Бриллюэн писал так: "Что касается меня, то я
остаюсь при убеждении, что определение температуры тела как количества
энергии, потенциальной или кинетической, полной или частичной, одной
обыкновенной материи представляется ошибочным. Температура, определяемая
таким образом, будучи довольно просто связанной с термодинамическими
свойствами газов, не имеет, по-видимому, никакой связи с условиями
равновесия при излучении в пространство, свободное от материи. В этом
последнем случае неизбежное вмешательство эфира привело г. Буссинеска к
совершенно иному определению температуры - определению, которое очень
мало известно, но кажется мне гораздо более удовлетворительным и
плодотворным..."
Интересно посмотреть, что это за определение температуры, которое так
понравилось Бриллюэну.
В давным-давно забытой всеми статье "Исследование принципов механики,
молекулярного строения тел и новой теории совершенных газов", которая
была напечатана в 1773 г., Буссинеск так определил температуру: "Можно
