Mengejar kehangatan

2024 Pengarang: Seth Attwood | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-16 16:12

"Hari ini kanak-kanak belajar idea yang betul tentang kemesraan yang sudah berada di gred ketujuh."

(Dari koleksi "Jokes of Great Scientists")

… Padang rumput Kazakhstan hangus oleh Matahari. Para saintis dari kumpulan ekspedisi kecil, mengelap peluh, memerhatikan saiga. Para saintis ini menjalankan penyelidikan saintifik yang bertanggungjawab. Mereka mahu secara eksperimen mengesahkan kata-kata Ahli Akademik Timiryazev: "".

Metodologi saintis kita tidak lebih mudah. Mereka menjejaki berapa banyak rumput yang dimakan haiwan dalam persekitaran semula jadi mereka. Kandungan kalori suapan ini - i.e. jumlah haba yang dibebaskan apabila ia dibakar dalam kalorimeter sudah diketahui oleh saintis. Ia kekal hanya untuk membandingkan jumlah "tenaga berpotensi" yang terkandung dalam makanan saiga dengan kerja yang dihasilkan oleh ototnya semasa hayatnya.

Tetapi … semakin lama para saintis memerhati, semakin sayu mereka. Anda lihat, saiga ini entah bagaimana salah. Mereka makan sedikit - jumlah kalori dalam catuan mereka ternyata beberapa kali lebih rendah daripada penggunaan tenaga otot mereka. Rizab lemak tidak ada kaitan dengannya - apakah rizab lemak anda pada musim panas? Perkara yang paling menyinggung adalah bahawa saigas membatalkan semua "norma berasaskan saintifik": kandungan kalori makanan mereka jelas tidak mencukupi untuk hidup, dan mereka kelihatan agak ceria … Ini adalah saiga yang menawan, mengenyit mata kepada saintis, dengan anggun. mengangkat ekornya dan mengeluarkan sekumpulan tahi lagi. “Awak nampak apa yang dia buat? - seorang pemerhati tidak dapat menahannya. - Mengejek kami, makhluk ruminan! - “Bertenang, rakan sekerja! - menjawab yang kedua. - Sebaliknya, dia memberitahu kami: kami tidak membawa percubaan ke penghujung! Ini … jerami melewati lembu - ia, kering, juga terbakar! Penduduk tempatan menggunakannya sebagai bahan bakar!" - "Adakah anda ingin mengatakan, rakan sekerja, bahawa ini … ini … juga mempunyai kandungan kalori?" - "Betul sekali! Dan kami akan mengukurnya!"

Tidak lama berkata daripada selesai. Kalorimeter tidak berasa seronok apabila mereka membakar najis di dalamnya - tetapi demi sains saya terpaksa bertahan. Walau bagaimanapun, para penyelidik berasa kurang seronok apabila mereka yakin bahawa kandungan kalori najis adalah sama dengan kandungan kalori makanan asal. Ternyata pada tahap "tenaga potensi yang terkandung dalam bahan organik" Timiryazev, haiwan itu bukan sahaja menggunakan lebih sedikit daripada yang diperlukan untuk kerja ototnya, tetapi juga mengeluarkan sebanyak yang digunakan. Iaitu, tidak ada apa-apa lagi untuk otot bekerja. Para saintis kami sangat menyedari bahawa kesimpulan aneh itu bukan untuk laporan mereka. Oleh itu, mereka menaburkan abu pada rambut mereka - najis terbakar yang sama - dan itu adalah penghujungnya.

Dan setakat ini, keadaan mengenai "kandungan kalori makanan" adalah sejenis mabuk. Jika anda bertanya kepada pakar pemakanan tentang berapa banyak kalori sehari yang perlu dimakan dengan makanan untuk "dijamin menurunkan berat badan dalam dua minggu," mereka akan menerangkan segala-galanya kepada anda secara terperinci - lebih-lebih lagi, mereka akan mengambilnya dengan murah dan tidak akan berkelip mata.. Kerja mereka begini … Tetapi kami bertanya kepada ahli akademik: dari mana datangnya kalori yang digunakan oleh saigas untuk berjalan, mengunyah, dan mengangkat ekor mereka? Dan ahli akademik tidak begitu menyukai soalan ini. Yang menyakitkan, dia tidak selesa untuk mereka. Maksimum yang boleh anda capai daripada mereka adalah rayuan kepada fakta bahawa organisma hidup, kata mereka, adalah sistem tersusun yang paling kompleks, dan oleh itu mereka, kata mereka, belum dipelajari dengan secukupnya. Jadi anda, pakcik-pakcik, dalam rangka kajian organisma hidup, adakah anda membisu tentang keputusan pengukuran kalorimetrik seperti yang diterangkan di atas? Atau adakah anda takut bahawa anda akan menjadi merah padam apabila kanak-kanak mentertawakan anda? Nah, inilah ubat rakyat yang terbukti untuk anda: gosok muncung ubi bit anda - jika anda memerah, ia tidak akan begitu ketara.

Bagaimana ahli akademik datang ke kehidupan ini? Okay, walaupun organisma bernyawa terlalu sukar untuk mereka. Tetapi dalam bahan tidak bernyawa, yang tertakluk kepada tindakan hanya undang-undang fizikal dan kimia - adakah soalan mengenai kalori harus benar-benar telus? Kami tidak bercakap tentang fenomena yang terdapat dalam pemecut dan pelanggar. Ini adalah fenomena yang sesiapa sahaja boleh menghasilkan semula di dapur mereka sendiri. Nampaknya pengalaman praktikal yang besar sepatutnya telah dibentuk menjadi idea yang jelas tentang kemesraan. Tetapi kami akan memberitahu anda bagaimana pengalaman ini benar-benar terbentuk.

Malah ahli falsafah kuno dalam persoalan sifat haba dibahagikan kepada dua kem. Ada yang percaya bahawa haba adalah bahan bebas; semakin banyak dalam badan, semakin panas. Yang lain percaya bahawa haba adalah manifestasi beberapa sifat yang wujud dalam jirim: dalam keadaan jirim tertentu, badan lebih sejuk atau lebih panas. Pada Zaman Pertengahan, konsep pertama ini didominasi, yang mudah dijelaskan. Konsep struktur jirim pada peringkat atom dan molekul kemudiannya belum dibangunkan sepenuhnya - dan oleh itu adalah misteri bahawa sifat jirim yang boleh bertanggungjawab untuk haba. Ahli falsafah, dalam majoriti besar, tidak bersusah payah mencari harta misteri ini - tetapi, diketuai oleh naluri kumpulan, mematuhi konsep haba yang mudah sebagai "bahan kalori".

Oh, betapa gigihnya mereka mematuhinya - kekejangan pada otot yang menggenggam. Fahami: bahan kalori, seolah-olah, dipindahkan dari badan panas ke sejuk apabila ia bersentuhan. Semakin banyak bahan kalori dalam badan, semakin tinggi suhu badan. Apakah suhu? Dan ini hanyalah ukuran kandungan bahan kalori. Jika bahan kalori dipindahkan dari kanan ke kiri, maka suhu lebih tinggi di sebelah kanan. Dan begitu juga sebaliknya. Jika bahan kalori tidak dipindahkan sama ada ke kanan atau ke kiri, maka suhu di sebelah kanan dan kiri adalah sama. Biarkan konsep "bahan kalori" dan "suhu" ternyata disambungkan oleh lingkaran ganas yang logik, tetapi sebaliknya semuanya menakjubkan. Malah mungkin untuk membuat kesimpulan praktikal: untuk memanaskan badan, perlu menambah bahan kalori kepadanya - berbanding dengan apa yang sudah ada. Dan untuk penambahan sedemikian, badan yang lebih panas diperlukan, jika tidak, bahan kalori tidak akan dipindahkan. Bersinarlah! Berdasarkan idea-idea ini, enjin haba yang berfungsi telah dibuat! Prinsip ketidakmusnahan bahan kalori telah pun dirumuskan, iaitu, sebenarnya, undang-undang pemuliharaan haba!

Sudah tentu, hari ini mudah bagi kita untuk bercakap tentang kenaifan ciri-ciri zaman pertengahan ini. Hari ini kita tahu bahawa haba adalah salah satu bentuk tenaga, dan undang-undang pengekalan tenaga tidak berfungsi untuk mana-mana bentuknya. Undang-undang ini berfungsi untuk tenaga secara keseluruhan - dengan mengambil kira hakikat bahawa beberapa bentuk tenaga boleh ditukar kepada yang lain. Tetapi pada era ketika bahan kalori dianggap sebagai sebahagian daripada Alam Semesta, prinsip ketidakmusnahannya, disebabkan tuntutan skop universal, menyebabkan ahli falsafah berasa kagum. Untuk pengesahan percubaan prinsip ini - benar, bukan pada sejagat, tetapi pada skala tempatan - kotak ini dengan bahagian bawah dua kali, dipanggil kalorimeter, telah dicipta dan digunakan.

Sungguh menakjubkan: dalam perjalanan kemajuan saintifik dan teknologi, daripada jam randik mekanikal, mereka mula-mula bertukar kepada kuarza, dan kemudian kepada jam atom, daripada pita pengukur bumi mereka beralih kepada pengintai laser, dan kemudian kepada penerima GPS - dan hanya kalorimeter yang bertukar. tidak boleh diganti sama sekali dalam hal penentuan langsung kesan terma. Sehingga kini, kalorimeter melayani penggunanya dengan setia: pengguna mempercayainya dan berfikir bahawa dengan bantuan mereka mereka mengetahui kebenaran. Dan pada Zaman Pertengahan mereka didoakan, dilindungi dari mata jahat, dan juga difumigated dengan kemenyan - yang, bagaimanapun, tidak banyak membantu. Di sini, lihat: proses yang dikaji diteruskan dalam gelas dengan dinding penghantar haba, yang berada di dalam gelas besar yang dipenuhi dengan bahan penampan. Jika, semasa proses yang dikaji, bahan kalori dilepaskan atau diserap, maka suhu bahan penampan, masing-masing, meningkat atau menurun. Nilai yang diukur dalam kedua-dua kes ialah perbezaan suhu bahan penimbal sebelum dan selepas proses yang dikaji - perbezaan ini ditentukan menggunakan termometer. Voila! Benar, sedikit kesukaran ditemui dengan cepat. Pengukuran diulang dengan proses ujian yang sama, tetapi dengan bahan penimbal yang berbeza. Dan ternyata bahawa berat yang sama bahan penimbal yang berbeza, memperoleh jumlah bahan kalori yang sama, memanaskan dengan jumlah darjah yang berbeza. Tanpa berfikir dua kali, tuan dalam hal ehwal haba memperkenalkan satu lagi ciri bahan ke dalam sains - kapasiti haba. Ini agak mudah: kapasiti haba adalah lebih besar untuk bahan yang mengandungi lebih banyak bahan kalori untuk memanaskan dengan bilangan darjah yang sama, semua perkara lain adalah sama. Tunggu tunggu! Kemudian, untuk menentukan kesan haba dengan kaedah kalorimetrik, perlu mengetahui terlebih dahulu kapasiti haba bahan penimbal! macam mana awak tahu? Pakar haba, tanpa meneran, memberikan jawapan kepada soalan ini juga. Mereka dengan cepat menyedari bahawa kotak mereka adalah peranti dwiguna yang sesuai untuk mengukur bukan sahaja kesan haba, tetapi juga kapasiti haba. Lagipun, jika anda mengukur perbezaan suhu bahan penimbal dan mengetahui jumlah bahan penjana haba yang diserap olehnya, maka kapasiti haba yang diingini adalah pada pinggan perak anda! Jadi ia berlaku: kesan haba diukur berdasarkan pengetahuan kapasiti haba, dan kapasiti haba diiktiraf berdasarkan pengukuran kesan haba. Dan jika seseorang, bukan kerana niat jahat, tetapi semata-mata kerana ingin tahu, bertanya: "Apa yang anda ukur pertama - haba atau kapasiti haba?" - maka dia dijawab dengan semangat ini: "Dengar, lelaki pintar, apa yang datang dahulu - ayam atau telur?" - dan lelaki yang bijak itu memahami bahawa dia tidak sepatutnya bertanya soalan bodoh.

Pendek kata: jika anda tidak bertanya soalan bodoh, maka semuanya baik-baik saja dalam kaedah kalorimetrik, kecuali satu nuansa. Dari awal lagi, kaedah ini berdasarkan postulat utama bahawa bahan kalori hanya mampu mengalir dari badan yang lebih panas kepada badan yang kurang panas. Kemudian tiada siapa yang memikirkan perkara yang mudah: jika postulat utama ini betul, maka dari masa ke masa suhu semua badan akan menyamai - dan, seperti yang mereka katakan, amin. Walau bagaimanapun, jika sesiapa memikirkannya, mereka akan secara munasabah membantahnya bahawa rancangan Tuhan tidak dapat menahan kebodohan sedemikian - dan dalam hal ini semua orang akan tenang.

Secara ringkasnya, konsep bahan kalori dalam sains dipanaskan dengan selesa. Oleh itu, Lomonosov kami, dengan kesederhanaan desanya, tidak sesuai dengan keindahan ini. Lagipun, dia tidak mematuhi konsep tertentu, dia menyelidiknya - dan menawarkan yang lebih memadai sebagai balasan. Dalam "Refleksi mengenai punca kehangatan dan sejuk" (1744) Lomonosov dengan jelas merumuskan punca haba - iaitu "" zarah badan. By the way, dia segera membuat kesimpulan yang luar biasa: "". Hari ini, istilah yang lebih saintifik digunakan - "suhu sifar mutlak", tetapi nama Lomonosov tidak disebut. Lagipun, dia tidak berhemat untuk memusnahkan konsep bahan kalori! Jadi, dia menulis bahawa ahli falsafah tidak menunjukkan - "". "" Jika ahli falsafah kemudian menggunakan kaedah mekanik kuantum, mereka akan menghasilkan beberapa jenis "pengurangan fungsi terma". Walaupun, untuk semua "obskurantisme zaman pertengahan", ia dianggap tidak senonoh sebagai terus terang bodoh - ia menjadi perkara biasa hanya pada abad kedua puluh. Masih menunggu lama … Dan Lomonosov menyelesaikan khayalan berikut - mengenai berat "bahan kalori". "". Malangnya, Robert Boyle yang terkenal telah melakukan sesuatu yang salah: apabila logam dipanggang, skala terbentuk di atasnya, dan berat sampel meningkat - tetapi disebabkan oleh bahan yang ditambah akibat tindak balas oksidatif. "", Selain itu, "". Tetapi Lomonosov juga mengawal "".

Berbanding dengan hujah yang memusnahkan ini, keseluruhan doktrin bahan kalori adalah celoteh kebudak-budakan - malah perantis di makmal kimia memahami perkara ini. Tetapi sarjana akademik tidak mengiktiraf kebenaran Lomonosov - mereka dengan bijak mendiamkan diri. "Mengenai kes itu, kami tidak mempunyai apa-apa untuk dipertikaikan," kata mereka. "Tetapi tidak mungkin kita semua bodoh, dan dia sahaja yang genius." Lebih-lebih lagi, pemikiran ini secara obsesif datang kepada semua ketua akademik. Walaupun ahli akademik tidak mencapai kata sepakat, secara zahirnya ia menampakkan dirinya sebagai konspirasi dunia yang bernilai seratus dolar. Dan mereka semua adalah orang yang paling jujur dan mulia. Bagi pemilihan - antara satu sama lain lebih jujur dan mulia. Seorang yang jujur memandu pada yang jujur dan memandu yang mulia.

Ambil Euler, yang dianggap sebagai kawan Lomonosov. Apabila Akademi Sains Paris mengumumkan pertandingan untuk karya terbaik mengenai sifat haba, ia memenangi pertandingan itu dan menerima Hadiah Euler, yang menulis dalam karya yang dibentangkan: "" (1752). Tetapi kes Euler ini adalah pengecualian. Selebihnya "jujur dan mulia" berdiam diri dan sabar menunggu kematian Lomonosov (1765). Dan hanya selepas itu, setelah menunggu tujuh tahun lagi untuk setia, mereka sekali lagi memulakan hurdy-gurdy mereka tentang bahan kalori. Anda lihat, adalah mustahil untuk mengakui bahawa Lomonosov betul. Sekarang, jika dia telah melakukan apa-apa perkara kecil - contohnya, mendedahkan khayalan Boyle yang sama, dan itu sahaja - maka undang-undang Lomonosov akan ada dalam buku teks sekarang, seperti undang-undang Boyle-Mariotte. Dan Lomonosov terbawa-bawa dan menyekop semua ilmu pada masa itu. Setuju, jangan tulis dalam buku teks "undang-undang pertama Lomonosov", "undang-undang kedua Lomonosov", dll. - apabila markah menjadi berpuluh-puluh! Pelajar akan keliru! Itulah sebabnya fakta eksperimen baru, yang boleh ditafsirkan dalam semangat bahan kalori, diluluskan dengan hebat.

Dan ada beberapa fakta. Pada masa itu, naturalis mempunyai fesyen: untuk mencampurkan jumlah air sejuk sekian-sekian dengan jumlah air panas sekian-sekian - dan menentukan suhu campuran yang terhasil. Pengalaman mengesahkan formula Richman: nilai suhu ialah purata wajaran - dalam kes tertentu, dengan jumlah air sejuk dan panas yang sama, ia adalah purata aritmetik. Jadi: ahli kimia Black, dan kemudian juga ahli kimia Wilke, mula memeriksa formula Richmann untuk kes mencampurkan air panas bukan dengan air sejuk, tetapi dengan ais - memutuskan bahawa, pada titik lebur, "ais itu, air itu adalah satu omong kosong”. Hasilnya keluar - hari ini boleh dikatakan pasti - benar-benar mengejutkan. Suhu air akhir untuk kes berat ais yang sama awal pada 0^OC dan air pada 70^OC ternyata jauh dari min aritmetik - ternyata sama dengan 0^OS. Menarik fikiran? Dan kemudian! Fikiran sangat gelap sehingga mereka dengan penuh semangat menyerahkan diri mereka kepada konsep "haba terpendam ais cair." Menurut konsep ini, untuk mencairkan ais, ia tidak mencukupi untuk memanaskannya ke suhu lebur, yang memerlukan sejumlah bahan kalori tertentu untuk disampaikan kepadanya, mengikut kapasiti habanya - ia juga akan menjadi diperlukan untuk mendorong sejumlah besar bahan kalori tambahan ke dalam ais, yang akan menyebabkan pencairan itu sendiri. Benar, semasa pencairan, suhu ais tidak berubah, dan termometer tidak bertindak balas terhadap bahan kalori tambahan ini - itulah sebabnya haba lebur dipanggil "terpendam". Semuanya difikirkan! Dan, yang paling penting, pengalaman mengesahkan: di mana, kata mereka, bekalan haba air mencapai 70^OC, jika tidak mencairkan ais ?! Beginilah cara kami menemui nilai berangka haba terpendam pelakurannya. Ahli akademik menangis kegembiraan - menutup mata mereka kepada fakta bahawa logik Black dan Wilke berfungsi di bawah andaian awal yang sangat diperlukan: jumlah kehangatan dalam alam semula jadi dipelihara. Dengan andaian delusi ini, keputusan Black dan Wilke sememangnya mengesahkan kehadiran bahan kalori. Semuanya bermula semula. Walau bagaimanapun, usaha Lomonosov tidak sia-sia: bahan kalori sekarang dikaitkan dengan harta tertentu seperti ketiadaan berat - jika tidak, sebenarnya, ia ternyata lucu. Dan mereka mengeluarkan, bukannya bahan kalori, cecair kalori tanpa berat, yang mana mereka memilih nama yang sesuai: kalori. Dan mereka menjadi lebih dan lebih cantik daripada sebelumnya.

Mengapa kita bercakap tentang ini secara terperinci? Kerana ia berguna untuk mengetahui bagaimana permainan tentang haba pendam transformasi agregat ini muncul dalam fizik - yang masih dianggap sebagai kebenaran saintifik. Kita perlu mengatakan beberapa perkataan tentang "sifat saintifik" "kebenaran" ini.

Bayangkan: gelas dalam kalorimeter mengandungi air dan ais - dalam keseimbangan terma antara satu sama lain dan dengan bahan penampan. Kenaikan suhu yang boleh diabaikan, sehingga apa yang dipanggil. titik liquidus - dan keseimbangan fasa antara ais dan air akan dilanggar: ais akan mula mencair. Dari mana datangnya haba untuk lebur ini? Daripada bahan penimbal, atau apa? Tetapi kemudian suhunya akan turun, dan aliran haba "untuk lebur" akan berhenti. Malah, semua ais akan cair, dan suhu akan kekal pada titik liquidus. Skandal!

Mungkin ahli akademik hari ini menganggap keputusan ini sebagai pengecualian yang menjengkelkan, kerana dalam kes lain, mereka berkata, hujung bertemu dengan sempurna - contohnya, apabila mengira keseimbangan haba bintang tau-Ceti. Tidak, yang dikasihi, anda tidak akan mendapat "pengecualian" di sini. Pada pendapat anda, pembentukan ais dalam badan air terbuka juga harus disertai dengan kesan terma - hanya sekarang "haba gabungan" yang sama harus dilepaskan. Anda, yang saya sayangi, mengambil masalah untuk memikirkan - apakah hasil yang harus ditimbulkan oleh ini? Ais tumbuh dari bawah, dan kekonduksian terma ais adalah dua urutan magnitud lebih buruk daripada air. Oleh itu, boleh dikatakan semua "panas gabungan" harus dilepaskan ke dalam air di bawah ais. Jika kita menggantikan nilai rujukan ke dalam persamaan keseimbangan haba termudah untuk kes yang sedang dipertimbangkan, ternyata pembentukan lapisan ais 1 mm akan menyebabkan pemanasan lapisan air 1 mm bersebelahan sebanyak 70 darjah (dan Lapisan air 0.5 mm - sebanyak 140 darjah; bagaimanapun, sudah pada 100^OIa akan mula mendidih). Bagaimana anda menyukai keputusan ini, sayang? Mungkin anda akan mengatakan bahawa kami tidak mengambil kira pencampuran haba air dengan sia-sia? Sesungguhnya, dalam julat dari 0^O sehingga 4^OC, air suam tenggelam, dan air sejuk naik. Apa yang! Tetapi, walaupun dalam keadaan pencampuran sedemikian, jika terdapat sumber haba di permukaan air, air di atas akan menjadi lebih panas daripada di bawah. Malah, profil suhu Artik biasa dalam air di bawah ais adalah seperti berikut: air yang bersentuhan dengan ais mempunyai suhu yang hampir dengan takat beku, dan apabila kedalaman meningkat (dalam lapisan tertentu), suhu meningkat. Ini adalah bukti yang jelas: tiada aliran haba ke dalam air daripada ais, malah daripada ais yang tumbuh. Ahli oseanologi menyedari perkara ini lama dahulu, jadi mereka mencipta orang bodoh: "". Apakah kehangatan ini lakukan seterusnya, yang dikira, pada skala serantau, dalam trilion kilokalori - ahli oseanologi tidak lagi peduli; biarkan jurutera atmosfera menangani kehangatan ini dengan lebih lanjut. Seseorang mungkin berfikir bahawa ahli lautan tidak tahu bahawa kekonduksian terma ais adalah dua urutan magnitud lebih buruk daripada air. Di manakah, seseorang tertanya-tanya, adalah ekspedisi Artik menuju berulang kali, dan apakah yang dilakukan oleh pakar hidrologi di sana bersama-sama dengan ahli meteorologi - adakah mereka memotong arca ais, atau apa?

Dan tidak perlu bersusah payah ke Artik untuk memastikan tiada pelepasan haba apabila air membeku. Di TV, MythBusters menunjukkan pengalaman yang sangat boleh dihasilkan. Sebotol bir cecair supercooled diambil dengan kemas dari peti sejuk. Anda mencucuk botol ini - dan bir di dalamnya membeku menjadi kepingan ais dalam beberapa saat. Dan botol kekal sejuk … Pengalaman ini mempunyai kuasa mempopularkan yang luar biasa. Kata kunci: "hangat, sejuk, botol, bir" - semuanya sangat mudah difahami. Malah untuk ahli akademik masa kini.

Bayangkan betapa sukarnya untuk ahli akademik ini: kerana tiada "haba terpendam pelakuran", anda bukan sahaja perlu menulis semula fizik untuk gred ketujuh, tetapi juga membuat alasan - bagaimana beberapa ahli kimia zaman pertengahan Black dan Wilke telah menipu mereka. Dan bagaimana seseorang boleh membenarkan diri sendiri jika ahli akademik masih tidak memahami rahsia helah itu? Okay, mari tunjukkan. Rahsianya ialah ais pada 0^O, selepas mencampurkannya dengan air panas, ia tidak menaikkan suhunya: ia cair pada suhu malar. Dan sehingga ia cair sepenuhnya, ia adalah sumber penyejukan: air yang bersentuhan dengannya, yang pada mulanya panas, menjadi hangat, kemudian sejuk, kemudian ais … dengan berat permulaan ais yang sama pada 0^OC dan air pada 70^OС, semua air yang terhasil akan berada pada 0^OC. Kes itu, seperti yang anda lihat, adalah mudah. Tetapi tidak, mereka menuntut penjelasan daripada kami - tetapi di manakah, kata mereka, kepanasan air panas itu? Rakan-rakan, soalan ini akan menjadi relevan jika undang-undang pengekalan haba akan berfungsi di alam semula jadi. Tetapi tenaga haba tidak dipelihara: ia ditukar secara bebas kepada bentuk tenaga lain. Di bawah ini kita akan menggambarkan bahawa sistem tertutup cukup mampu mengubah suhunya - dan juga dengan cara yang berbeza.

Dan bagi transformasi agregat jirim seperti lebur, adalah jelas bahawa ia tidak memerlukan sebarang "haba pendam". Panaskan sampel ke takat leburnya - dan kekalkan jika perlu - dan sampel akan cair tanpa bantuan. Mereka yang menonton filem epik "The Lord of the Rings" mungkin masih ingat saat-saat terakhir Ring of Omnipotence. Ia jatuh ke dalam mulut "gunung yang bernafas api" - dan kini ia terletak di sana, terletak … memanaskan, memanaskan … dan, akhirnya - chomp! Dan bukannya cincin - sudah menyebarkan titisan. Adegan ini sangat berjaya untuk pembikin filem. Rasa realiti penuh!

(Petikan dengan cincin boleh dilihat di pautan:

Emas mempunyai kekonduksian terma yang baik, dan cincin itu kecil, jadi ia memanaskan keseluruhannya sekaligus. Dan, serta-merta dalam keseluruhan isipadu ia dipanaskan ke takat lebur - serta-merta dan cair, tanpa permintaan haba yang tidak perlu. Ngomong-ngomong, saksi mata kepada pemanasan besi buruk, sebagai contoh, aluminium dalam relau aruhan, memberi keterangan: ia tidak cair secara beransur-ansur, setitik demi setitik - sebaliknya, serpihan yang menonjol mula terapung dan mengalir serta-merta sepanjang keseluruhan isipadunya. Dalam kes ais, ketiadaan permintaan haba yang tidak diperlukan untuk pencairan tidak jelas hanya kerana kekonduksian terma ais adalah lebih teruk daripada logam. Oleh itu, ais mencair secara beransur-ansur, setitik demi setitik. Tetapi prinsipnya adalah sama: apa yang dipanaskan hingga takat lebur - kemudian segera cair.

O. Kh. Derevensky

Baca sepenuhnya