| Термодинамика | |||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 | |||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||
Книга
КатегорияЭкспериментальное Исследование о Источнике тепла , который возбуждается трением является научной работой по Бенджамину Томпсону, граф Румфорд , который был опубликован в сделках Философских Королевского общества в 1798 году [1] В документе приводится существенный вызов созданы теории тепла и положили начало революции в термодинамике XIX века.
Фон [ править ]
Рамфорд был противником калорийной теории тепла, согласно которой тепло - это жидкость, которую нельзя ни создать, ни разрушить. Он усовершенствовал мнение , что все газы и жидкости являются абсолютными не- проводниками тепла. Его взгляды расходились с общепринятой наукой того времени, и последняя теория особенно подвергалась нападкам со стороны Джона Далтона [2] и Джона Лесли . [3]
На Рамфорда сильно повлияли аргументы, исходящие из дизайна [4], и вполне вероятно, что он хотел предоставить воде привилегированный и провиденциальный статус в регулировании человеческой жизни. [5]
Хотя Рамфорд должен был связать тепло с движением , нет никаких доказательств того, что он был привержен кинетической теории или принципу vis viva .
В своей статье 1798 года Рамфорд признал, что у него были предшественники в представлении о тепле как о форме движения. [6] Эти предшественники включены Фрэнсис Бэкон , [7] Роберт Бойл , [8] Роберт Гук , [9] Джон Лок , [10] и Генри Кавендиш . [11]
Эксперименты [ править ]
Рамфорд наблюдал за фрикционное тепло , вырабатываемое расточной из пушки баррелей в арсенале в Мюнхене . В то время пушки отливали в литейном цехе с дополнительной частью металла перед тем, что должно было стать дульной частью, и эта часть была удалена и выброшена позже в процессе производства. [12] Рамфорд взял незавершенную пушку и изменил этот раздел, чтобы он мог быть заключен в водонепроницаемую коробку, в то время как на нем использовался затупленный буровой инструмент. Он показал, что воду в этом ящике можно кипятитьв течение примерно двух с половиной часов, и что тепло от трения казалось неисчерпаемым. Рамфорд подтвердил, что никаких физических изменений в материале пушки не произошло, сравнив удельную температуру обработанного материала и оставшегося материала.
Рамфорд также утверждал, что кажущееся неопределенным генерирование тепла несовместимо с теорией теплоты. Он утверждал, что единственное, что сообщалось стволу, - это движение.
Рамфорд не предпринял попыток дополнительно количественно оценить выделяемое тепло или измерить механический эквивалент тепла .
Прием [ править ]
Большинство созданных ученые, такие как Уильям Генри , [13] , а также Томас Томсон , считает , что существует достаточно неопределенности в теории теплорода , чтобы его адаптацию для учета новых результатов. К тому времени он определенно оказался надежным и гибким. Кроме того, Томсон, [14] Йенс Якоб Берцелиус и Антуан Сезар Беккерель заметили, что электричество может бесконечно генерироваться трением. Ни один образованный ученый того времени не хотел утверждать, что электричество не является жидкостью.
В конце концов, заявление Рамфорда о «неисчерпаемом» запасе тепла было безрассудной экстраполяцией исследования. Чарльз Халдат резко критиковал воспроизводимость результатов Рамфорда [15], и можно рассматривать весь эксперимент как несколько тенденциозный. [16]
Однако эксперимент вдохновил Джеймса Прескотта Джоуля на работу в 1840-х годах. Более точные измерения Джоуля сыграли решающую роль в установлении кинетической теории за счет калорийности.
Ссылки [ править ]
- ↑ Бенджамин Граф Рамфорд (1798)«Исследование источника тепла, возбуждаемого трением», « Философские труды Лондонского королевского общества»,88 : 80–102. DOI:10.1098 / rstl.1798.0006
- ^ Cardwell (1971)стр. 99
- ^ Лесли, Дж. (1804). Экспериментальное исследование природы и распространения тепла . Лондон.
- ^ Rumford (1804) «Исследование о природе тепла и способах его передачи»Philosophical Transactions of the Royal Society p. 77
- ^ Cardwell (1971)С.99-100
- ^ Из стр. 100 статьи Рамфорда 1798 года: «Прежде чем я закончу эту статью, я прошу разрешения заметить, что, хотя, рассматривая предмет, который я пытался исследовать, я не упомянул имена тех, кто прошел через то же самое. передо мной, ни об успехе их трудов; это упущение было не из-за недостатка уважения к моим предшественникам, а просто для того, чтобы избежать многословия и получить больше свободы для продолжения, без перерыва, естественного пути мои собственные идеи ".
- ↑ В своейкниге «Novum Organum»(1620) Фрэнсис Бэкон заключает, что тепло - это движение частиц, составляющих материю. У Фрэнсиса Бэкона,Novum Organum(Лондон, Англия: Уильям Пикеринг, 1850 г.), состраницы 164: «… Тепло кажется движением». С п. 165: «… самая сущность Тепла, илиСубстанциальное ЯТепла, - это движение и ничего больше…» Из стр. 168: «… Тепло - это не равномерное Расширяющее Движение всего, а мелких частиц тела…»
- ^ «О механическом происхождении тепла и холода» в: Роберт Бойль,Эксперименты, Примечания и т. Д. О механическом происхождении или производстве различных особых качеств:… (Лондон, Англия: Э. Флешер (печатник), 1675). В заключение эксперимента VI Бойль отмечает, что если гвоздь полностью вбивается в кусок дерева, то дальнейшие удары молотком заставляют его нагреваться, поскольку сила молотка преобразуется в беспорядочное движение атомов гвоздя. Со стр. 61-62: «… Импульс, данный ударом, будучи неспособным ни забить гвоздь дальше, ни разрушить его внутреннюю часть [то есть целостность, целостность], должен быть израсходован на создание различных неистовых и кишечных волнений частей между собой и в таком то, что мы ранее наблюдали за природой тепла ".
- ^ "Лекции света" (май 1681) в: Роберт Гук с Р. Уоллером, изд.,Посмертные произведения Роберта Гука… (Лондон, Англия: Сэмюэл Смит и Бенджамин Уолфорд, 1705). Со страницы 116: «Тепло, как я позже докажу, есть не что иное, как внутреннее движение частиц тела; и чем горячее тело, тем сильнее движутся частицы…»
- ↑ Где-то в периодс 1698 по 1704 годДжон Локк написал свою книгу «Элементы естественной философии», которая была впервые опубликована в 1720 году: Джон Локк с Пьером Де Мезо, изд.«Сборник нескольких произведений мистера Джона Локка, никогда ранее не печатавшийся». , Или не сохранившееся в его произведениях(Лондон, Англия: Р. Франклин, 1720). С п. 224: «Тепло- это очень резкое возбуждение нечувствительных частей объекта, которое вызывает в нас то ощущение, из-за которого мы называем объектгорячим.: Итак, что в нашем ощущении является теплом, в объекте нет ничего, кроме движения. Это, кстати, проявляется в результате образования тепла: поскольку мы видим, что трение медным гвоздем о доску делает ее очень горячей; и оси телег и экипажей часто горячие, а иногда до такой степени, что они поджигаются от трения о них ступицей колеса ".
- ↑ Генри Кавендиш (1783) «Наблюдения за экспериментами мистера Хатчинса по определению степени холода, при которой замерзает ртуть»,Philosophical Transactions of the Royal Society of London, 73 : 303-328. Продолжение сноски на стр. 313: «… я думаю, что мнение сэра Исаака Ньютона, что тепло состоит во внутреннем движении частиц тел, что гораздо более вероятно…»
- ^ Из сносок на стр. 84 статьи Рамфорда 1798 года: «Из опасения, что меня заподозрят в расточительности при преследовании моих философских исследований, я считаю необходимым сообщить Обществу, что пушка, которую я использовал в этом эксперименте, не была принесена в жертву ему. короткий полый цилиндр, который был образован на его конце, был вывернут из металлической массы цилиндрической формы, длиной около 2 футов, выступающей за дульную часть ружья, называемой на немецком языке verlorner kopf (голова пистолета). пушку, которую нужно выбросить,) и которая изображена на рис. 1. "
- ^ Генри, Уильям (1802). «Обзор некоторых экспериментов, которые должны были опровергнуть материальность тепла». Манчестерские мемуары (V): 603.
- ^ Томсон, Т.«Калорийность», Дополнение по химии, Британская энциклопедия , 3-е изд.
- ^ Haldat, CNA (1810) «Запросы относительно тепла, производимого трением»,Journal de Physiquelxv,p. 213
- ^ Cardwell (1971)стр. 102
Библиография [ править ]
- Кардуэлл, DSL (1971). От Ватта до Клаузиуса: подъем термодинамики в раннюю индустриальную эпоху . Хайнеманн: Лондон. ISBN 0-435-54150-1.
