Первое начало термодинамики.
Правильный (и быстрый) ответ, который Майер дал (1841 —1842 гг.) на возникший у него вопрос, был результатом философских взглядов Майера.
Майер был убежден, что «никакое действие не возникает без причины. Никакая причина не исчезает без соответствующего ей действия. Для Майера принцип causa aequat effectum (причина равна действию) является убедительным доказательством положения о превращении механического движения в теплоту и теплоты в механическое движение. «Но если теперь установлено, что для исчезновения движения во многих случаях не может быть найдено никакого другого действия, кроме тепла, а для возникшего тепла—никакой другой причины, кроме движения, то мы предпочитаем допущению существования причины без действия и действия без причины допущение, что тепло возникает из движения».
М. В. Ломоносов писал о «всеобщем законе природы», а Р. Майер—о «верховном законе природы». «Количественная неизменность данного есть верховный закон природы, распространяющийся равным образом, как на силу, так и на материю».
Но у Майера есть и новое, чего не было у его предшественников сто и более лет назад. «Изучать силу в ее различных формах, исследовать условия ее превращения (метаморфоз)—такова единственная задача физики, ибо порождение силы или ее уничтожение находится вне сферы мышления и действия человека.
Можно доказать а priori и во всех случаях подтвердить на опыте, что различные силы могут превращаться друг в друга. В действительности существует только одна единственная сила.
Эта сила в вечной смене циркулирует как в мертвой, так и в живой природе. Нигде нельзя найти ни одного процесса, где не было бы изменения силы со стороны ее формы». Философское обоснование оказало благотворное влияние не только на самого Майера, оно во многом способствовало и быстрому освоению закона сохранения и превращения энергии.
Майер приходит к важнейшему для термодинамики выводу: теплота и движение превращаются друг в друга.
Систематические (1843—1878 гг.) экспериментальные исследования Джоуля доказали постоянство механического эквивалента теплоты, не зависящего от природы системы, совершающей круговой процесс, а также не зависящего от характера кругового процесса. Необходимо только, чтобы система, совершающая круговой процесс, обменивалась с другими системами теплотой и работой, но не обменивалась веществом.
Джоуль, как и М. В. Ломоносов, считает, что живая сила механического движения превращается в живую силу частиц нагретого тела. Но Джоуль указывает на превращение живой силы механического движения в потенциальную энергию частиц тела (Джоуль говорил о притяжении частиц при их взаимном удалении). «Теплота должна поэтому являться или живой силой, или притяжением через пространство. В первом случае мы можем представить, что частицы нагретого тела находятся, полностью или частично, в состоянии движения. Во втором случае мы можем предположить, что частицы взаимно удаляются при нагревании, так что они притягивают друг друга через пространство. Я склонен думать, что оправдаются обе эти гипотезы. В некоторых случаях, особенно в случае свободной теплоты, т. е. такой, которая обнаруживается термометром, теплота будет являться живой силой частиц тела, в которых теплота возбуждается. В других же случаях, особенно в случае скрытой теплоты, явления состоят в отделении частицы от частицы, что заставляет их притягиваться одна к другой через большее пространство».
Смотрите также
Аммиак и аминокислоты, их роль в нашей жизни
...
Свойства и получение хлорида кальция
...
Основы химии
...