История теории эфира и электричества - Уиттекер Э.
ISBN 5-93972-070-6
Скачать (прямая ссылка):
всем контуре. "Когда, - писал Джоуль, - любое гальваническое устройство,
будь оно простым или сложным, пропус-
гСм. стр. 154.
2См. стр. 221.
3Р/н/. Mag. XIX (1841), с. 260; Джоуль Scientific Papers, I, с. 60.
256
Глава 1
кает электрический ток через любое вещество, будь то электролит или нет,
общая гальваническая теплота, образующаяся в любое время, пропорциональна
произведению количества атомов, которые подвергаются электролизу в каждом
элементе цепи, и действительной мощности батареи. Если в цепи
присутствует элемент, действие которого основано на реакции разложения,
действительная мощность батареи снижается пропорционально ее
сопротивлению электролизации". В этом же году он1 увеличил важность
вышесказанного, показав, что количество теплоты, которое выделяется при
сжигании эквивалентов веществ, пропорционально интенсивности их
химического сродства с кислородом, которое определяют, измеряя
электродвижущую силу батареи, необходимую для электролитического
разложения оксида.
Теория Роже и Фарадея, которую усовершенствовал таким образом Джоуль,
дает нам возможность количественно проследить преобразования энергии в
гальваническом элементе и в цепи. Первичным источником энергии является
химическая реакция: в элементе Даниеля, Zn|ZnS04 |CuS04 |Си, например,
это замещение цинка медью как партнером сульфат-иона. Сила
задействованных химических сродств в этом случае измеряется разностью
теплот образования сульфата цинка и сульфата меди; именно это и
определяет электродвижущую силу элемента^. Количество энергии, которое
преобразуется из химической формы в электрическую за данный промежуток
времени, измеряется произведением силы химического сродства на количество
химических соединений, которые разложились за это время, или (что одно и
то же) произведением электродвижущей силы элемента на количество
циркулирующего электричества. Эта энергия может либо рассеиваться как
тепло, подтверждая закон Джоуля, либо использоваться во внешней цепи.
Джоуль первым определил механический эквивалент теплоты с помощью
методов, которые удовлетворяют основному условию: в материи, с которой
работают, не происходит окончательного изменения состояния. Однако разум
множества его современников был занят понятиями Румфорда и Дэви
относительно механического эквивалента теплоты; существовала всеобщая
тенденция возвращения
'Phil. Mag. XX (1841), с. 98; см. также Phil. Mag. XXII (1843), с. 204.
¦^Теплота образования грамма-молекулы Z11SO4 больше, чем теплота
образования грамма-молекулы C11SO4 примерно на 50000 калорий; а в случае
с двухвалентными металлами, 46000 калорий на грамм-молекулу соответствует
э.д.с. в один вольт; так что э.д.с. элемента Даниэля должна быть 50/46
вольт, чему она почти равна.
Математическая теория электричества
257
к доктрине Бойля, Гука, Ньютона и Эйлера о том, что теплота - это не
особая квазиматериальная сущность, а колебательное движение самых
маленьких частей тел; и "материальная" теория угасала до 1860 года, когда
она вовсе исчезла. Среди авторов, которые внесли свой вклад в этот
процесс, можно упомянуть С. Ф. Мора из Кобленца (1806-79)1 и Юлиуса
Роберта Майера (1814 78)2, который был врачом в Хейльбронне. Майер не
имеет отношения к работе Мора, хотя она была опубликована в том же
журнале и содержит почти все, что есть ценного в его работе; и, видимо,
ни один из них не оказал никакого влияния на современную мысль, так как
Гельмгольц не упоминает ни одного из них в работе, на которой мы сейчас
остановимся. Это движение достигло высшей точки в научном труде, который
опубликовал в 1847 году Герман фон Гельмгольц5 (1821-94) под заголовком О
сохранении силы (On the Conservation of Force). Первоначально этот труд
был представлен Берлинскому физическому обществу^; но, несмотря на то,
что молодые физики восприняли его с энтузиазмом, предрассудки старого
поколения5 помешали его принятию в Annalen der Physik', и, в конце концов
его опубликовали отдельным трактатом^.
В научном труде было доказано5, что сохранение энергии - это
универсальный принцип природы; что кинетическую и потен-
О
циальную энергию динамических систем можно преобразовать в
1Anna!. der Chim'te XXIV (1837), с. 141; перевод в Ph'd. Mag. (3) II
(1876), с. 110.
2Annal. derChimie, XLII (1842), с. 233; перевод в Phil. Mag. XXIV (1862),
с. 371. Сначала редакторы Ann. d. Phys. не приняли работу Майера.
^Гельмгольц, как и Майер, был врачом. Люди этой профессии уже давно
обсуждали происхождение и функции животной теплоты.
423 июля 1847 г.
^Основанные главным образом на страхе возрождения чего-то, подобного
натурфилософии Гегеля.
^Берлин, Г. Ф. Реймер. Английский перевод в работе Тиндаля и Франсиса
Scientific Memoirs, с. 114. Издатель, к "великому удивлению" Гельмгольца,
выплатил ему гонорар. См. Hermann von Helmholtz Лео Кенигсбергера;
английский перевод Ф. А. Уэлби.
7Гельмгольца частично опередил У. Р. Гроув в своих лекциях по взаимосвязи
