ТЕРМОГРАФ, самопишущий термометр, прибор для автоматич. регистрации температуры воздуха. Приёмная часть прибора состоит из биметаллической спирали, кривизна к-рой меняется при изменении температуры; изменение кривизны передаётся при помощи рычагов на перо, к-рое чертит непрерывную кривую на вращающемся барабане. Для указанной цели применяются также термоэлементы.
ТЕРМОДИНАМИКА. Содержание:
- I. Исторический очерк..................................
II. Современная Т....................................................
129 132
III. Техническая Т............................Основные понятия Т. — Теплота и работа в Т. — Термодинамический процесс. — Первое начало Т. — Применения первого начала Т. — Второе начало Т. — Следствия второго начала Т. — Применения второго начала Т. — Тепловой закон ^теорема) Нернста и третье начало Т.
- ',
Газы и пары. — Паросиловые установки. — Двигатели внутреннего сгорания. — Холодильные машины.
Термодинамика — наука, исследующая разнообразные явления природы — физические, химические, биологические, космические — в свете двух основных законов, называемых «первым началом» и «вторым началом». Сначала под Т. подразумевали учение о явлениях, в к-рых важная роль принадлежит теплоте и силам. Следует отметить, что смысл, придаваемый сочетанию термино-элементов «термо» (теплота), «динамис» (сила), в слове Т. иной, нежели в терминах «гидродинамика» и «аэродинамика». Иногда используются синонимы «механич. теория теплоты» и «термостатика». Первый из них имеет только историч. значение, т. к. • предполагает исследование теплоты с механич.. точки зрения; второй синоним, введённый Констаммом, менее подходящ, т. к. суживает содержание этой науки. Основные законы Т. — первое начало и второе начало — по своей значимости выходят за рамки Т. и могут рассматриваться как основные законы природы, получившие своё признание в естествознании вообще и в частности в учении об энергии.
I. Исторический очерк.
Зарождение Т. следует отнести к началу 19 в., когда огромную роль стали играть паровые машины. Исследование коэффициента полезного действия (кпд) этих машин привело в 1824 франц. физика — инженера Сади Карно(1796—1832) — к установлению принципа, позволяющего определить наибольший возможный кпд тепловой машины. Этот принцип позднее привёл к формулированию одного из основных законов Т. — второго начала Т.
Другой основной закон Т. — первое начало — появился в результате установления фундаментального закона природы — закона сохранения энергии, открытого Майером (1814—1878), Джоулем (1818—89), Гельмгольцем (1821—94) в 40 — х годах 19 в. Впервые в виде оформленной научной системы Т. появилась в работах Клаузиуса (1822—88) и Томсона (лорд Кельвин) (1824—1907) в 50 — х годах 19 в. В этих работах исследования Карно и закон сохранения энергии получили широкое развитие и математич. формулировку. Использование же теории функций многих переменных и свойств круговых интегралов позволило этим исследователям представить Т. в виде дедуктивной науки, опирающейся Б. С. Э. т. LIV.при помощи основных понятий на свои постулаты — первое и второе начала, выводы к-рой справедливы в пределах достоверности этих постулатов. Такой характер Т. как науки позволяет всегда установить её применимость к рассмотрению тех или иных явлений природы, коль скоро основные законы Т. сохраняют для них свою силу.
Исключительную роль в расширении применимости Т. к химич. явлениям сыграли работы Д. В. Гиббса (1839—1903). Он разработал метод термодинамич. потенциалов, оказавшийся необычайно плодотворным при изучении равновесных физико-химич. систем й поэтому имевший огромное влияние на развитие физич. химии. Неограниченные возможности изучения химических явлений, открывшихся в результате оформления Т. как научной системы, были широко использованы Вант-Гоффом, обосновавшим методы расчёта химич. равновесий в газовых системах. Работы Кирхгоффа, Больцмана, Планка привели к построению стройной термодинамической теории излучения, которая в конце концов позволила Планку создать в 1900 основу современной атомной физики — теорию квант, дальнейшее развитие которой происходило в виде квантовой механики. Экспериментальное изучение химических реакций в конденсированных системах и изучение теплоёмкости твёрдых вещестй при температурах, близких к абсолютному нолю, привело Нернста к формулированию т. н. теоремы Нернста, сыгравшей исключительную роль в развитии метода расчёта химич. равновесий. Расширение этой гипотезы Планком и более отчётливая формулировка её содержания позволили многим исследователям, и прежде всего самому Нернсту и его сотрудникам — Бенневитцу и др. — установить новый термодинамич. принцип — недостижимости абсолютного ноля (третье начало Т.).
Дедуктивный характер Т. как науки заставлял теоретиков-физиков уделять много внимания аксиоматическому обоснованию Т.
Прежде всего необходимо отметить работу Каратеодори (1909), в которой он пытался, наряду с построением аксиоматики в Т., свести физические закономерности, лежащие в основе Т., к свойствам дифференциального соотношения Пфаффа, при помощи которого выражается первое начало термодинамики.
Несмотря на излишнюю абстрактность, работа Каратеодори всё же сыграла нек-рую роль в развитии математич. оформления Т.
Феноменологич. характер Т., т. е. та её особенность, что она не связана с молекулярнокинетической сущностью изучаемых ею объектов, помимо нек-рых положительных сторон, обусловленных отсутствием тех или иных гипотетических модельных представлений о строении природных объектов, вызывает ограниченность термодинамич. заключений. Это не позволяет вскрыть природу изучаемых явлений и тем самым ограничивает глубину их познания. Коль скоро молекулярно-атомистическая теория строения вещества в естествознании стала совершенно достоверной и абсолютно необходимой при рассмотрении всех природных явлений, перед основателями Т. встал вопрос о молекулярнокинетическом истолковании термодинамич. законов и их следствий. Поэтому, естествен5
