БСЭ1/Механический эквивалент тепла

МЕХАНИЧЕСКИЙ ЭКВИВАЛЕНТ ТЕПЛА, количество механич. энергии, необходимое для того, чтобы получить одну единицу тепловой энергии, калорию (см.). Установление единственного и постоянного соотношения между количеством механич. работы и количеством теплоты, к-рое может быть получено из этой работы, составило эпоху в физике, т. к. привело к установлению закона сохранения энергии. Первым, кто установил это соотношение, был Роберт Майер (см.). Майер определил численную величину М. э. т. из соотношения


где — М. э. т., — удельная теплоемкость газа при постоянном давлении, — то же при постоянном объеме, — удельная газовая постоянная (см. Клапейрона уравнение). Из тех значений и , которые были в распоряжении Майера, он нашел для значение приблизительно 367 кгмб.кал..

Кроме этого определения М. э. т., были произведены многочисленные непосредственные экспериментальные определения его численной величины. Первый по времени (1847) и тем не менее. лучший по своей идее и выполнимости был опыт Джоуля с превращением работы в теплоту. Джоуль мешал воду в калориметре посредством вала с лопатками. Вал приводился во вращательное движение опускающимися грузами. Затраченная работа легко могла быть вычислена как произведение из веса грузов на высоту, с к-рой они опустились. Повышение температуры воды в калориметре непосредственно измерялось термометром. Из этих опытов Джоуль установил величину кгмб.кал.. Подобный же опыт Джоуль произвел, заменив воду в калориметре ртутью, и нашел кгмб.кал.. Аналогичные опыты производили Гирн, Роуланд и др. Эдмунд измерял М. э. т. из опытов над растяжением проволок (1865). Найденные им значения были — для олова кгмб.кал., для меди кгмб.кал., для серебра кгмб.кал.. Обратный опыт, основанный на превращении теплоты в работу, был выполнен Гирном (1860). Он производил свои многочисленные измерения с паровой машиной. Эти опыты были во много раз труднее опытов Джоуля и ему аналогичных, т. к. они осложнялись множеством всяких потерь, к-рые происходят в паровой машине и к-рые трудно учесть (утечка пара, лучеиспускание, искажения в индикаторных диаграммах и т. п.). Из множества своих опытов Гирн нашел для величину кгмб.кал.. Как видно, различные опыты дают сильно разнящиеся результаты. Наиболее точным способом определения, М. э. т. является электрический способ, заключающийся в определении нагревания калориметра при прохождении через находящийся в нем проводник электрического тока.

В настоящее время из наиболее точных опытов установлено для М. э. т. значение кгмб.кал.. Если механич. энергию выражать в эргах, а тепловую в малых калориях, то эрг/кал. Очень часто при расчетах теплоту прямо выражают в механических единицах или, наоборот, механич. работу — в тепловых единицах. Благодаря этому в термодинамич. уравнениях — всюду исчезает множитель, к-рый необходимо вводить, если теплота и работа выражены в разных единицах.