Е.А. Царева 

 Раздел 3. Мир теплоты.

� 3.1. Что такое теплота.

Вероятно, не одна сотня лет прошла с тех пор, как люди познакомились с огнем и научились сами получать его. Каждый из нас грелся у горячей печки или батареи и мерз в стужу. Казалось бы, что может быть привычнее и понятнее, чем знакомая всем теплота. Но сказать, что такое теплота, не просто. Правильный ответ на этот вопрос наука нашла совсем недавно.

Природу теплоты объясняли бесспорным и очевидным как будто бы фактом: при нагревании температура системы повышается, - значит, система получает �что � то�. При остывании, охлаждаясь, система отдает �что � то�. Это �что � то� было названо теплотой.

О природе ее было высказано две гипотезы. Первой гипотезы придерживался выдающийся итальянский физик и астроном, один из основателей точного естествознания Галилео Галилей. Теплота � это вещество.

Является ли теплота веществом? Многие ученые прошлого думали, что теплота � это вещество. Они считали ее жидкостью, которая может перетекать от  одного тела к другому. Эта жидкость получила название теплорода. Теплород не порождается и не уничтожается, а только перераспределяется между телами. Когда тело нагревалось, то считалось, что теплород вливается в это тело, а при охлаждении выливался из него. При полном отсутствии теплорода в теле достигается наименьшая возможная температура � абсолютный ноль температуры.

Тот факт, что тела при нагревании расширяются, казалось, подтверждал эту теорию, так как теплород, вливаясь в тело, занимает некоторый объем. Смущало только то обстоятельство, что имеется несколько веществ, которые при нагревании сжимаются, а при охлаждении расширяются. Кроме того, если теплота это вещество, то в горячем виде тело должно весить больше, чем в холодном. Опыты, однако, показывают, что этого не происходит. А раз логические следствия из теории теплорода не согласуются с опытом, то физики должны были отказаться от этой теории  и попытаться найти лучшую.

Решительным противником теории теплорода был великий русский ученый М.В. Ломоносов. Он считал, что природа теплоты состоит в движении молекул тела, которые он называл корпускулами. На основе своих представлений он объяснял такие тепловые понятия, как теплопроводность, плавление и т.д. Однако голос Ломоносова тонул в хоре голосов, восхвалявших теорию теплорода. Необходимо было убедительное экспериментальное доказательство.

Американский ученый Бенджамин Томсон первый подверг серьезному испытанию теорию теплорода. Наблюдая за сверлением пушечных стволов, он заметил сильное нагревание больших масс металла, особенно если сверла были тупыми. Это заставило его задуматься. Что было источником теплоты? Согласно теории теплорода теплота могла появиться или из металла, или из окружающего его пространства. Но ни то ни другое, по мнению Томсона, в данном случае не являлось источником теплоты. А так как других источников не было, он пришел к выводу, что теплота получалась как результат работы сверления. Другими словами, он пришел  к выводу, что теплота � это энергия. Согласившись, что теплота это энергия, естественно задать вопрос: на что идет эта энергия?

Следующая станица>>