іка raquo ;. Таке розташування матеріалу, з одного боку, відповідає методичному принципу розгляду фізичних явищ в порядку ускладнення форм руху матерії, а з іншого - дозволяє вивчати мікроявленій на кількісному рівні і використовувати відомі з курсу механіки величини: маса, швидкість, сила, імпульс, енергія і т.буд.
З історії першого початку термодинаміки
Становлення першого початку термодинаміки як наукового принципу пов'язано з розвитком поняття про енергію та ідеї збереження руху. Над цим питанням працювало багато вчених. Зупинимося коротко на роботах деяких з них.
У 1644 р Французький учений Рене Декарт (1596-1650) висловив думку, що механічний рух зберігається: матерія має кількість руху, ніколи не зростаюче і не зменшуване, незважаючи на те, що в деяких частинах матерії його може бути то більше, то менше raquo ;. Мірою руху Декарт вважав добуток маси на швидкість.
Однак добуток маси на швидкість, як з'ясувалося, не завжди може служити мірою руху. Тому німецький вчений Вільгельм Лейбніц (1646 - 1716) запропонував вважати мірою руху твір маси на квадрат швидкості, тобто величину.
Англійський вчений Томас Юнг (1773-1829) ввів для цієї величини назва енергія.
Великий внесок у розвиток навчання про енергії вніс швейцарський вчений Йоганн Бернуллі (1667-1748). У 1735 р він писав, що енергія має певну величину, з якої нічого не може пропасти raquo ;. М.В. Ломоносов (1748) висловив думку, що за рахунок механічного руху може бути отримано теплове. При цьому він керувався принципом: Всі зміни, що відбуваються в природі, відбуваються таким чином, що скільки до чого додалося, стільки ж віднімається у іншого raquo ;. Однак у науці принцип еквівалентності теплоти і роботи утвердився лише майже сто років після робіт М.В. Ломоносова. Роботами Р. Майера і Д. Джоуля цим принципом була додана сучасна форма.
Майер, встановивши, що теплота і рух перетворюються один в одного raquo ;, задався метою дізнатися, скільки потрібно роботи для отримання певної кількості теплоти. Він знайшов, що для отримання 1 ккал теплоти потрібно близько 4200 Дж роботи. Ретельні досліди Д. Джоуля довели сталість цього співвідношення і підтвердили еквівалентність теплоти і роботи.
Майер Юліус Роберт (1814 - 1878) - німецький учений, лікар. Присвятив ряд робіт обґрунтуванню закону збереження і перетворення енергії - Теплоту, магнетизм і електрику розглядав не як деякі невагомі рідини, як було прийнято в його час, а вважав їх якісно різними формами сил (енергії), які перетворюються один в одного при незмінних кількісних відносинах.
Кдаузіус назвав еквівалентність теплоти і роботи перших початком (принципом) термодинаміки.
Таким чином, хоча ще й доісторичній людині було відомо, що шляхом тертя можна отримати вогонь, лише в XIX ст. пізнання цього явища отримало кількісне вираження і набуло значення наукового принципу - принципу еквівалентності теплоти і роботи.
У 1850 р Клаузіус показав, що з принципу еквівалентності випливає існування функції стану, зміна якої при переході системи з одного стану в інший завжди одно. Ця функція стану системи була названа внутрішньою енергією.
Еквівалентність теплоти і роботи експериментально доведено для обмеженого кола явищ. Очевидно, це доказ здійснено в рамках похибок вимірювань, а час, протягом якого здійснюється досвідчена перевірка обмежена (принципом еквівалентності лише близько 130 років). Незважаючи на це, фізика, узагальнюючи дані досвіду, приймає перше початок термодинаміки як універсальний і непорушного принципу, що виконується з абсолютною точністю. Підставою для такого екстраполірованія служить виробничий і науковий досвід, численні експериментальні підтвердження пророкувань, зроблених на, підставі цього принципу.
Перший принцип термодинаміки в подальшому був узагальнений в універсальний закон збереження і перетворення енергії, який став надбанням наукового мислення і служить знаряддям дослідження природи.
Закон збереження і перетворення енергії лежить не тільки в основі фізики. Все сучасне природознавство спирається на цей закон. Однак термодинаміка використовує цей закон у спеціальній, притаманною тільки термодинаміці формі - у формі рівняння першого початку термодинаміки. Це дає можливість встановити зв'язки між величинами, що характеризують ті чи інші процеси.
Перший закон термодинаміки
Внутрішня енергія ідеального газу
Одним з найважливіших понять молекулярно-кінетичної теорії та термодинаміки є поняття внутрішня енергія...
