Физике становится тепло. Лорд Кельвин. Классическая термодинамика - [22]
Казалось, все указывает на то, что позиция Томсона начала меняться, но потребовалось еще некоторое время, чтобы ученый принял новую картину. И перед ним сразу предстала новая трудность, решение которой он не желал или не мог принять, хотя оно было относительно очевидным. Пользуясь результатами Реньо о зависимости температуры от способности пара поглощать тепло, Томсон вычислил то, что назвал коэффициентами Карно, которые позволяли найти механический эффект, производимый взаимообменом единицы тепла с двумя полюсами машины Карно. К своему удивлению, ученый выяснил, что эти значения зависят от температуры: они тем больше, чем меньше температура. Это противоречило его гипотезе (выдвинутой для предложения своей абсолютной шкалы) о том, что производительность цикла Карно зависит только от разницы температур между полюсами. Сам Джоуль, которому Томсон послал результаты, жалуясь на их несостоятельность, понял: эти числа просто показывают, что производительность цикла обратно пропорциональна температуре.
Через год Рудольф Клаузиус (1822-1888), немецкий физик и математик, проанализировав проблему, объявил очевидное решение: в цикле Карно не все тепло от теплого полюса передается холодному полюсу - часть его превращается в работу. И эта часть, превращающаяся в работу, соответствует наблюдениям Джоуля о зависимости производительности цикла от температуры.
Те же выводы были сделаны Ранкином, в 1850 году опубликовавшим работу «0 механическом действии тепла», в которой он придерживался идеи об атомной структуре материи. Для него материя была всего лишь скоплением молекул, которые он представлял как крошечные вихри, способные совершать вращательные или колебательные движения. С помощью значительного математического аппарата Ранкии разработал уравнения, связывавшие термодинамические переменные (объем, давление, температуру), для воздуха и водяного пара, приняв с некоторыми оговорками эксперименты Джоуля и не отменяя принципа Карно. По мнению Ранкина, тепло было связано с большим или меньшим движением составляющих вихрей. И, что самое главное, поскольку тепло и механическая работа, будучи двумя разными формами движения, стояли для него на одном и том же уровне, переход одного в другое не создавал никакой проблемы, как это было у Томсона.
Сегодня неуступчивость Томсона относительно теории Карно кажется удивительной. В других проблемах, таких как электромагнетизм, он был гораздо более открыт к согласованию различных точек зрения. И это удивительно, если учесть, что решение Клаузиуса не исключало общих выводов Карно. Как сказал сам Клаузиус, «абсолютно необязательно полностью отвергать теорию Карно». Да и сам Карно не держался так сильно за собственные идеи. В его записках, обнаруженных через некоторое время после его смерти, читаем:
«Всегда, когда разрушается движущая сила, существует одновременное производство некоторого количества тепла, точно пропорциональное разрушенной движущей силе. И наоборот, всегда, когда происходит разрушение тепла, образуется движущая сила».
Это то же самое, что говорил Джоуль десять лет спустя.
В начале 1851 года Томсон был избран фото Лондонского королевского общества. В то время он только что открыл явление, известное сегодня как эффект Томсона. Ученый изучал образование тепла в проводнике, по которому шел ток, при этом концы проводника были нагреты до разной температуры, и заметил, что, помимо образования тепла в соответствии с эффектом Джоуля, некоторое его количество могло производиться или поглощаться в зависимости от направления тока. Анализ этого эффекта позволил Томсону объяснить два других известных термоэлектрических эффекта — Зеебека и Пельтье.
В 1852 году Томсон вместе с Джоулем начал работать над рядом экспериментов по тепловым эффектам. Результатом этих исследований было открытие эффекта Джоуля — Томсона, в котором описано изменение температуры газа при прохождении через сужение или пористую пробку, без обмена теплом с окружающей средой. Почти все газы, за исключением таких, как водород, гелий и неон, при этом процессе охлаждаются, что и используется в холодильных системах.
Под названием термоэлектрических эффектов известно три физических явления: эффект Зеебека, открытый в 1821 году немецким физиком Томасом Иоганном Зеебеком, эффект Пельтье, открытый в 1834 году французским физиком Жаном Шарлем Атаназом Пельтье, и эффект Томсона, открытый в 1851 году Уильямом Томсоном.
Он состоит в появлении электрического тока (который можно зафиксировать с помощью амперметра) в цепи, образованной двумя биметаллическими соединениями, когда между этими соединениями устанавливается разница температур (см. рисунок 1). Зеебек открыл это явление, когда заметил, что компас вблизи этой цепи смещается. Самое прямое применение эффекта — термопара, то есть прибор, позволяющий определить на основе произведенного тока разницу температур между горячей и теплой узловыми точками.
Также этот эффект используют термоэлектрические генераторы, превращая остаточное тепло (например, на заводе по производству электричества) в дополнительное электричество.
Второй том новой, полной – четырехтомной версии воспоминаний барона Андрея Ивановича Дельвига (1813–1887), крупнейшего русского инженера и руководителя в исключительно важной для государства сфере строительства и эксплуатации гидротехнических сооружений, искусственных сухопутных коммуникаций (в том числе с 1842 г. железных дорог), портов, а также публичных зданий в городах, начинается с рассказа о событиях 1842 г. В это время в ведомство путей сообщения и публичных зданий входили три департамента: 1-й (по устроению шоссе и водяных сообщений) под руководством А.
В 1940 году в Гааге проживало около восемнадцати тысяч евреев. Среди них – шестилетняя Лин и ее родители, и многочисленные дядюшки, тетушки, кузены и кузины. Когда в 1942 году стало очевидным, чем грозит евреям нацистская оккупация, родители попытались спасти дочь. Так Лин оказалась в приемной семье, первой из череды семей, домов, тайных убежищ, которые ей пришлось сменить за три года. Благодаря самым обычным людям, подпольно помогавшим еврейским детям в Нидерландах во время Второй мировой войны, Лин выжила в Холокосте.
«Весна и осень здесь короткие» – это фраза из воспоминаний участника польского освободительного восстания 1863 года, сосланного в сибирскую деревню Тунка (Тункинская долина, ныне Бурятия). Книга повествует о трагической истории католических священников, которые за участие в восстании были сосланы царским режимом в Восточную Сибирь, а после 1866 года собраны в этом селе, где жили под надзором казачьего полка. Всего их оказалось там 156 человек: некоторые умерли в Тунке и в Иркутске, около 50 вернулись в Польшу, остальные осели в европейской части России.
В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.
Дневники Максимилиана Маркса, названные им «Записки старика» – уникальный по своей многогранности и широте материал. В своих воспоминаниях Маркс охватывает исторические, политические пласты второй половины XIX века, а также включает результаты этнографических, географических и научных наблюдений. «Записки старика» представляют интерес для исследования польско-российских отношений. Показательно, что, несмотря на польское происхождение и драматичную судьбу ссыльного, Максимилиан Маркс сумел реализовать свой личный, научный и творческий потенциал в Российской империи. Текст мемуаров прошел серьезную редакцию и снабжен научным комментарием, расширяющим представления об упомянутых М.
Виктор Гюго — имя одновременно знакомое и незнакомое для русского читателя. Автор бестселлеров, известных во всём мире, по которым ставятся популярные мюзиклы и снимаются кинофильмы, и стихов, которые знают только во Франции. Классик мировой литературы, один из самых ярких деятелей XIX столетия, Гюго прожил долгую жизнь, насыщенную невероятными превращениями. Из любимца королевского двора он становился политическим преступником и изгнанником. Из завзятого парижанина — жителем маленького островка. Его биография сама по себе — сюжет для увлекательного романа.