не может быть охарактеризовано лишь величинами давления р и объёма г, то для полного его описания необходим третий параметр, нужный для оценки «теплового состояния» системы; таковым оказалась температура как величина, характеризующая меру отклонения данного состояния системы при нек-ром значении давления от состояния её, принятого за нолевое, соответствующего той же величине давления. Этот третий параметр, как показал опыт, обладает тем свойством, что два тела, приведённые в непосредственное соприкосновение, в конце-концов имеют одинаковые значения температуры. Это обстоятельство и свойство химически однородных, гомогенных систем (напр., газы: азот, водород, гелий и т. д.) при неизменном давлении изменять объём с изменением температуры привели к созданию прибора- — термометра, предназначенного оценивать численное значение температуры какой-либо системы по величине объёма вещества (жидкого или газового), помещённого в термометре, когда последний приводится в непосредственное соприкосновение с изучаемой системой. Разность объёмов термометрии, вещества в термометре для случаев соприкосновения последнего с тающим льдом и кипящей водой при давлении в 1 атм. называют* 100 градусами, а одна сотая часть этой разности именуется градусом. Температура, измеренная таким термометром, называется эмпирической; численное её значение зависит от свойств термометрии, вещества, точнее от характера изменения его объёма с изменением температуры. Для оценки численного значения температуры могут быть использованы и другие свойства тел (электропроводность, термоэлектродвижущая сила в спае двух проволок, разных по составу, и т. д.). Все сказанное характеризует произвольность в оценке температуры и в выборе начала отсчёта, т. е. ноля температуры. Безупречное определение температуры возможно лишь на основании второго начала Т., к-рое подчёркивает существование универсальной шкалы температуры, не зависящей от метода измерения, и в которой начало отсчёта, т. е. ноль, не связано с к. — л. произволом. Признание температуры как термодинамич. параметра было связано с тем обстоятельством, что, как показал опыт, два тела имеют одинаковую темп-ру, если каждое из них в отдельности имеет одну и ту же темп-ру с третьим телом. Поэтому в качестве такого третьего тела можно брать термометр, при условии, что его воздействие на измеряемую систему ничтожно мало.
Выравнивание температуры двух тел, при их непосредственном соприкосновении, привело к представлению о том, что одно тело как бы теряет нечто, а другое его приобретает. Это «нечто» стали называть теплотой.
Таким образом, возникло — представление о самопроизвольности перехода теплоты от более нагретого тела к более холодному при их непосредственном соприкосновении. Следует подчеркнуть, что измерение температуры возможно лишь благодаря такому переходу теплоты, да и само понятие температуры им обусловлено. Заметим, что во всякой изолиг рованной системе самопроизвольно протекают такие процессы, к-рые приводят её в состояние, не изменяющееся в дальнейшем
' 134
с течением времени. Такое состояние системы называют термодинамич. равновесием; оно может достигаться в системе и в том случае, если система не является изолированной, но внешние условия остаются для неё неизменными. По существу температура и давление имеют термодинамич. смысл, т. е. могут рассматриваться в качестве термодинамич. параметров системы, лишь в том случае, если последняя находится — в состоянии термодинамич. равновесия. Методы экспериментального определения численных значений температуры и давдеция и сами эти понятия базируются на установленном опытном факте наличия функциональной зависимости между ними и объёмом, к-рую для всякой однородной системы /(р, v, t)=6 называют её уравнением состояния. Как уже отмечалось, в идее понятия температуры лежит опытный закон, что два тела, порознь находящиеся в термич. равновесии с третьим телом, также находятся в равновесии между собой. При термич. равновесии двух тел выполняется взаимозависимость между их давлениями и объёмами, т. е. существует между ними функциональная связь F (pn vlt р2, v2)=0.
Таким образом, для трёх тел можно написать: рЛР1’ »i.
V2) = O; (Рр v3, р3, v3) = 0; J’s (Ра. 1>з. Рз. fs) = 0, что возможно лишь тогда, когда эти три уравнения эквивалентны соотношениям: ^1) = /2(Р2, ^2) = Л(Рз> ^з)«
Если одно из тел принять как термометрическое, а функцию /3 (р3, v3)=t определить как температуру, то для обоих других тел функции (рх, i’i)=£ и /2 (Рг, являются их функциями состояния.
Теплота и работа в Т. С точки зрения закона сохранения энергии работа является формой передачи энергии от системы, к-рая выполняет работу, к той системе, над к-рой работа выполняется. Количество работы <5Л математически может быть представлено, в; случае бесконечно-малого изменения состояния системы, в виде: дА = dx± + Х2 dx2 4-... 4 — Х„ dxw где Xi(i — l^.. n) — обобщённые силы и dx1} dx2..> — бесконечно-малые изменения обобщённых параметров. В Т. принято количество работы считать положительным, если эта работа выполняется изучаемой системой.
В Т. учитывается и другая форма передачи энергии, к-рая не может быть представлена в виде суммы произведений обобщённых сил на малые изменения соответствующих термодинамич. параметров. Этой другой формой и является теплота. С точки зрения статистич. физики теплота проявляется лишь в виде беспорядочного переноса энергии элементарными частицами от одного тела другому в результате молекулярных столкновений на границе соприкосновения тел. Под количеством теплоты 6Q понимают часть энергии, переданную от одного тела другому не в форме работы, а при помощй формы передачи, названной теплотой. Это количество теплоты может быть представлено в виде: <3Q=Cd£, где dt — изменение температуры рассматриваемой системы, а коэффициент пропорциональности С называется 5*
