Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Смородинский Я.А. -> "Температура" -> 6

Температура - Смородинский Я.А.

Смородинский Я.А. Температура — Температура, 1981. — 160 c.
Скачать (прямая ссылка): temperatura1981.djvu
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 5 < 6 > 7 8 9 10 11 12 .. 58 >> Следующая

назвать абсолютной температурой небольшого объема эфира половину живой
силы, которой он обладает при единице массы, или количество,
пропорциональное ей". Сейчас нелегко вложить смысл в это определение,
17
мы его привели только для того, чтобы подчеркнуть, какими трудными для
понимания оказались вещи, которые потом становятся простыми.
Можно все же понять, почему появились столь непонятные нам высказывания.
Дело в том, что кроме газов, которые не так уж трудно представить как
собрание молекул (по крайней мере в конце XIX века так уже считало
большинство), существовало еще излучение. Излучение, источником которого
могли служить, например, атомы газа, несет с собой энергию, интенсивность
излучения (или распределение энергии по длине волны вдоль спектра)
определяется температурой г.зтучающего газа. Энергия излучения казалась
не связанной с атомами, и понять его природу было очень трудно.
Трудной была и задача определения закона распределения энергии по
спектру; над ее решением работали самые сильные физики того времени. К
этой задаче мы еще вернемся, сейчас же надо лишь почувствовать, сколь
трудно объяснить, куда девается энергия, которую газ отдает излучению.
Электромагнитные волны считались тогда колебанием мировой среды - зфира,
непрерывно заполняющего все пространство, а потому именно эфир и должен
был быть носителем тепловой энергии и вместе с ней и температуры.
Развитие науки - необычайно интересный и сложный процесс. Можно
любоваться красотой избранного пути, только находясь в его конце; в
начале наука представляется запутанным лабиринтом, где почти все проходы
кончаются тупиками. Но уроки истории науки часто не идут впрок: новые
исследователи столь же уверенно устремляются по неверным дорсгам, верный
же путь удается найти лишь тем, кто может преодолеть консерватизм
научного мышления.
Трудности с излучением возникли не на пустом месте. Еще Кельвин не мог
понять, какая доля энергии в газе приходится на колебания молекул.
Молекулу представляли себе в виде очень маленького упругого шарика,
подобного сложному, запутанному клубку пружинок, каждая из которых должна
забирать свою долю энергии. Но такая модель явно противоречила опыту.
Количество тепла, которое надо затратить на нагревание газа, т. е.
теплоемкость газа, было таким, какое должно было тратиться на движение
молекулы как целого; на долю колебаний практически ничего не оставалось.
Кельвин был
18
в полном недоумении и даже думал, что теоремы кинетической теории тепла,
открытые Максвеллом, неверны.
О кинетической теории мы еще будем говорить подробно. Здесь мы только
подчеркнем, что к простому для нас сейчас представлению о движущихся
атомах было не так-то легко привыкнуть. Главным препятствием к этому было
излучение, которое совсем не похоже на собрание атомов и казалось
непрерывной средой.
Парадоксы со спектром излучения и с теплоемкостью молекул казались
ловушкой, хитро подстроенной природой. Из этой ловушки физик, верящий в
классическую физику, не мог найти выхода. Кельвин пытался показать, что
тепловое движение не возбуждает колебаний молекул, и считал, что он
"окончательно" доказал ошибочность кинетических идей Максвелла. Как мог
знать Кельвин, что классическая физика в принципе не могла разрешить
возникших парадоксов? Решение пришло только с квантовой гипотезой Планка.
Но еще до открытия Планка на правильный путь вступил Нернст. Именно он
первый понял, что некоторые типы движения не участвуют на равных правах в
распределении энергии, что они "замораживаются" при низких температурах и
вступают в игру только при высоких. Зти глубокие идеи позволили Нернсту
угадать закономерности явлений вблизи абсолютного нуля, хотя их реальный
смысл стал ясен лишь много позже - в квантовой механике.
Планк и Нернст принадлежали к тем физикам старого поколения, которые с
энтузиазмом встретили новые идеи XX века. Именно они ввели Эйнштейна в
круг крупнейших физиков своего времени. Оба они дожили до тех дней, когда
их идеи вошли составной частью в великое здание квантовой физики.
ТЕПЛОВОЕ РАВНОВЕСИЕ
Понятие "тепловое равновесие" очень часто встречается в теории тепла, и
нам необходимо сказать о кем несколько слов перед тем, как мы перейдем к
дальнейшему. Наиболее просто понять, что таксе тепловое равновесие, в
случае одноатомиого газа. Если газ в сосуде ведет себя так, что во всех
точках сосуда темпера-
19
тура одинаковая, - естественно, что при этом н температура стенок сосуда
также всегда одна и та же, - то газ находится в тепловом равновесии. Это
значит, что в таком газе тепло не перетекает из одной частп сосуда в
другую, в нем не меняется ни давление, ни химический состав и, вообще, с
точки зрения классических тепловых явлений в газе "ничего не происходит".
Великим законом природы мы должны считать тот факт, что тепло всегда
перетекает от горячего тела к холодному, т. е. что температура
соприкасающихся тел стремится выравняться. В механике процессы могут
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 5 < 6 > 7 8 9 10 11 12 .. 58 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed