Сүрткіштен пайда болатын жылудың көзі туралы тәжірибелік зерттеу
An Experimental Enquiry Concerning the Source of the Heat which is Excited by Friction
Бенджамин Рамфордтың 1798 жылғы жұмысы, ысудың себебін зерттейді. Калория теориясына қарсы тұрып, термодинамика революциясын бастады. Жылу туралы жаңа көзқарас.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
"Үкеліс арқылы пайда болатын жылудың бастау көзі туралы тәжірибелік сауал" – Бенджамин Томпсон, Рамфорд графының 1798 жылы Корольдік қоғамның философиялық еңбектерінде жарияланған ғылыми мақаласы. Бұл мақала жылу туралы қалыптасқан теорияларға күдік тудырып, термодинамикадағы 19 ғасырлық төңкерістің бастауын берді.
"An Experimental Enquiry Concerning the Source of the Heat which is Excited by Friction" is a scientific paper by Benjamin Thompson, Count Rumford, which was published in the Philosophical Transactions of the Royal Society in 1798. The paper provided a substantial challenge to established theories of heat, and began the 19th century revolution in thermodynamics.
Өмірбаян
Рамфорд жылудың калориялық теориясына қарсы болды, бұл теория бойынша жылу – құрылуы да, жойылуы да мүмкін емес сұйықтық. Ол барлық газдар мен сұйықтықтардың жылуды мүлдем өткізбейтін екенін одан әрі дамытты. Оның пікірлері сол кездегі қабылданған ғылыммен келіспеді, ал кейінгі теорияға Джон Далтон мен Джон Лесли сын сынады. Рамфорд мақсаттық аргументке зор ықпал етті және ол суға адам өмірін реттеуде ерекше және құдайға жақын мәртебе беруді қалаған болуы мүмкін. Рамфорд жылуды қозғалыспен байланыстырса да, оның кинетикалық теорияға немесе вис вива принципіне берілгендігін көрсететін ешқандай дәлел жоқ. 1798 жылғы мақаласында Рамфорд жылудың қозғалыстың бір түрі деген ойға ие болған алдыңғыларының бар екенін мойындады. Олардың қатарында Фрэнсис Бэкон, Роберт Бойл, Роберт Хук, Джон Локк және Генри Кавендиш болды.
Rumford was an opponent of the caloric theory of heat which held that heat is a fluid that could be neither created nor destroyed. He had further developed the view that all gases and liquids are absolute non conductors of heat. His views were out of step with the accepted science of the time and the latter theory had particularly been attacked by John Dalton and John Leslie. Rumford was heavily influenced by the argument from design and it is likely that he wished to grant water a privileged and providential status in the regulation of human life. Though Rumford was to come to associate heat with motion, there is no evidence that he was committed to the kinetic theory or the principle of vis viva. In his 1798 paper, Rumford acknowledged that he had predecessors in the notion that heat was a form of motion. Those predecessors included Francis Bacon, Robert Boyle, Robert Hooke, John Locke, and Henry Cavendish.
Тәжірибелер
Румфорд Мюнхендегі арсеналда зеңбіректердің ішіндегі тесікті кеңейту кезінде пайда болатын ысуды байқады. Сол кезде зеңбіректер құю зауытында, болашақта зеңбірек аузы болатын жерден алға қарай қосымша металл бөлігімен құйылды, және бұл бөлік кейін өндіріс процесінде алынып тасталды. Румфорд аяқталмаған зеңбіректі алып, осы бөлігін су өткізбейтін қораппен орауға мүмкіндік беру үшін өзгертті, содан кейін дөңгелектеу құралын қолданды. Ол осы қораптағы суды шамамен екі жарым сағат ішінде қайнатуға болатынын және ысудың көзі шексіздей көрінетінін көрсетті. Румфорд, кесілген материалдың және қалған бөліктің нақты жылуларын салыстырып, зеңбірек материалында ешқандай физикалық өзгеріс болмағанын растады. Сондай-ақ Румфорд, ысудың үздіріксіз пайда болуы калория теориясымен қарама-қайшы екенін дәлелдеді. Ол зеңбірекке тек қозғалыс берілгенін айтты. Румфорд ысудың механикалық эквивалентін өлшеуге немесе ысуды одан әрі сандық тұрғыдан бағалауға тырыспады.
Rumford had observed the frictional heat generated by boring out cannon barrels at the arsenal in Munich. At that time, cannons were cast at the foundry with an extra section of metal forward of what would become the muzzle, and this section was removed and discarded later in the manufacturing process. Rumford took an unfinished cannon and modified this section to allow it to be enclosed by a watertight box while a blunted boring tool was used on it. He showed that water in this box could be boiled within roughly two and a half hours, and that the supply of frictional heat was seemingly inexhaustible. Rumford confirmed that no physical change had taken place in the material of the cannon by comparing the specific heats of the material machined away and that remaining were the same. Rumford also argued that the seemingly indefinite generation of heat was incompatible with the caloric theory. He contended that the only thing communicated to the barrel was motion. Rumford made no attempt to further quantify the heat generated or to measure the mechanical equivalent of heat.
Қабылдау
Көптеген белгілі ғалымдар, мысалы Уильям Генри және Томас Томсон, калория теориясында жаңа нәтижелерді ескеруге мүмкіндік беретін жеткілікті белгісіздік бар деп сенді. Ол осы уақытқа дейін сенімді және бейімделгіш болды. Сонымен қатар, Томсон, Йонс Якоб Берзелиус және Антуан Сезар Бекерел үйкеліс арқылы электр энергиясы шексіз мөлшерде өндіріле алатынын анықтады. Сол кездегі білімді ғалымдардың ешқайсысы электр тогы сұйықтық емес деп есептемеді. Нәтижесінде, Рамфордтың жылудың "шексіз" көзі туралы талабы зерттеу нәтижелерінен жасалған асыра бағалау болды. Чарльз Халдат Рамфордтың нәтижелерін қайталау мүмкіндігіне қатысты маңызды сын-тексерулер жасады және эксперименттің өзі біршама бағытталған болуы мүмкін. Дегенмен, бұл тәжірибе 1840 жылдары Джеймс Прескотт Джоульдің жұмысына түрткіс берді. Джоульдің дәл өлшемдері калория теориясының орнына кинетикалық теорияны орнатуда шешуші роль атқарды.
Most established scientists, such as William Henry, as well as Thomas Thomson, believed that there was enough uncertainty in the caloric theory to allow its adaptation to account for the new results. It had certainly proved robust and adaptable up to that time. Furthermore, Thomson, Jöns Jakob Berzelius, and Antoine César Becquerel observed that electricity could be indefinitely generated by friction. No educated scientist of the time was willing to hold that electricity was not a fluid. Ultimately, Rumford's claim of the "inexhaustible" supply of heat was a reckless extrapolation from the study. Charles Haldat made some penetrating criticisms of the reproducibility of Rumford's results and it is possible to see the whole experiment as somewhat tendentious. However, the experiment inspired the work of James Prescott Joule in the 1840s. Joule's more exact measurements were pivotal in establishing the kinetic theory at the expense of caloric.