Принципы термодинамики — страница 3

  • Просмотров 421
  • Скачиваний 5
  • Размер файла 33
    Кб

горючего? За исследование этой практической проблемы взялся молодой инженер Сади Карно (1792—1832), сын Лазара Карно. Результаты своих исследований он подытожил в работе, вышедшей в 1824 г. под названием "Reflexions sur la puissance motrice du feu et sur les machines propres a developper cette puissance" ("Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу"). Появление этой небольшой работы являет собой начало нового этапа в истории физики не

только благодаря полученным в ней результатам, но и благодаря примененному методу, который впоследствии использовался бесчисленное множество раз. В основу своего рассмотрения Карно положил невозможность осуществления вечного двигателя. Хотя этот принцип уже использовался Стевином, он еще не стал научным принципом и отражал лишь настроения ученых. Можно, пожалуй, сказать, что применение паровой машины в известном смысле

усилило и подтвердило такие настроения, показав, что для достижения полезного эффекта необходимо чем-то поступиться. Для доказательства этого принципа Карно даже не прибег к примеру паровой машины. Он обосновал его лишь кратким замечанием об электрических батареях, которые вначале давали основание для несколько поспешного заключения о возможности вечного двигателя. Свое исследование Карно начинает с восхваления паровых

машин. Он констатирует, что теория этих машин развита очень слабо, и замечает, что, для того чтобы продвинуть ее, нужно несколько оторваться от чисто прикладного аспекта и рассмотреть движущую силу огня в общем виде. С помощью мысленного эксперимента Карно доказал, что если исходить из невозможности вечного двигателя, то для получения работы необходимо иметь в машине два тела с различными температурами, причем теплород должен

переходить от тела с более высокой температурой к телу с более низкой. Уподобляя теплород воде, а разность температур — разности уровней воды, Карно заключает, что как при падении воды работа измеряется произведением веса воды на разность уровней, так и в паровой машине работа независимо от природы рабочего вещества (вода, спирт и т. д.) измеряется произведением количества теплорода на разность температур. Иными словами, отдача

тепловой машины ограничена значениями температур нагревателя и холодильника. Как подчеркивает Карно, холодильник — столь же необходимый элемент, как и котел, причем если в машине не предусмотрен специальный охлаждающий элемент, то его роль играет окружающая среда. Все это и представляет собой суть "принципа Карно", или второго начала термодинамики, как он стал называться позже, после того как этому разделу физики было