ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Термохимия из "Понятия и основы термодинамики" а вслед за ним и другие исследователи, использовали открытие скрытой теплоты плавления льда для разработки способа измерения количества теплоты. Если тело отдает теплоту льду, находящемуся при температуре его плавления, то количество отданной теплоты прямо пропорционально массе растаявшего льда. Еще в первой половине XIX в. за единицу количества теплоты принимали то ее количество, которое расплавляет единицу массы льда. Исходный лед и образовавшаяся из него вода должны, понятно, находиться при температуре плавления льда. [c.58] Лавуазье и Лаплас, усовершенствовав ледяной калориметр, измерили (1782—1784 гг.) количество теплоты, выделявшейся при многочисленных химических реакциях [12]. Им же принадлежит и дальнейшее обобщение положения о сохранении количества теплоты при обратном течении химической реакции поглощается то же количество теплоты, которое выделяется при ее прямом течении. [c.58] Лавуазье и Лаплас выяснили также причину выделения теплоты животными. Они измерили в ледяном калориметре количество теплоты, выделившейся при окислении кислородом пищи животного, и количество теплоты, выделенной морской свинкой при ее дыхании [26]. Количества теплоты, отнесенные к единице массы двуокиси углерода, образовавшейся при окислении пищи, —в одном случае, и выдохнутой морской свинкой—в другом случае, были одного и того же порядка. Лучшему совпадению значений препятствовало уже то обстоятельство, что Лавуазье и Лаплас не учитывали теплоты, выделяемой при окислении водорода. Тем не менее даже примерное совпадение значений свидетельствовало о том, что выделение теплоты животным вызвано окислением пищи в организме животного кислородом. [c.58] Открытие Лавуазье и Лапласа позволило объяснить различие в цвете артериальной и венозной крови. В сороковых годах XIX в. размышление над этим различием явилось исходным пунктом, приведшим Р. Майера к открытию принципа эквивалентности (глава VI). [c.58] Вершиной калориметрических исследований в XIX в. было открытие Г. Гессом (1840 г.) закона постоянства тепловых сумм. Если образуется соединение, то количество выделившейся теплоты является постоянным, независимо от того, образуется ли соединение непосредственно или через промежуточные соединения [28]. [c.58] Планк писал Мысль, что количество теплоты, образующееся в результате ряда последующих химических реакций, не зависит от того, по какому пути или в какой последовательности происходят отдельные реакции, если только начальное и конечное состояние системы одно и то же,—эта мысль постепенно и без шума внедрилась в теоретическую химию ([29], стр. 30). [c.59] Гесс поясняет открытый им закон на примере количества теплоты, выделяемой при окислении углеводорода Сумма тепла, которая соответствует определенному количеству воды и углекислоты, образующихся при горении угля, постоянна, а потому очевидно, что, если водород был ранее связан с углеродом, то это соединение не могло произойти без выделения тепла это количество теплоты уже исключается и не может содержаться в той теплоте, которая выделяется при окончательном сгорании угля. Отсюда следует весьма простое практическое правило горючее, сложное по своему составу, всегда выделяет меньше тепла, чем его составные части, отдельно взятые ([28], стр. 127). [c.59] Не трудно, конечно, изменить последнюю формулировку и на тот случай, когда соединение водорода с углеродом происходит с поглощением теплоты. [c.59] Закон Гесса является дальнейшим обобщением и завершением положения о сохранении количества теплоты. Если бы это положение было справедливо всегда, а не только при определенных условиях проведения процесса, то теплота была бы свойством системы. Количество теплоты, выделяемой при любом процессе, зависело бы тогда от начального и конечного состояний системы, но не от ее промежуточных состояний другими словами, количество выделяемой теплоты не зависело бы от пути перехода. [c.59] В ХУП в. и в начале XIX в. никто, конечно, не мог прийти к заключению, что проведение калориметрических измерений при постоянном (атмосферном) давлении является тем необходимым условием, при котором теплоту можно рассматривать так, как будто бы она является свойством системы. [c.59] Первоначальное представление о теплоте, как о чем-то, пере-ходяи ем от более горячего тела к более холодному, сменилось еще при зарождении термодинамики двумя гипотезами о теплоте, как о чем-то, содержащемся в теле. [c.59] Опаснее всего для развития термодинамики оказался тот факт, что никто не видел отличия одного представления от другого. Считалось само собой очевидным, что переходящее от первого тела ко второму является тождественным содержавшемуся в первом теле до перехода и содержащемуся во втором теле после перехода. [c.60] Расхождение между двумя гипотезами состояло, в сущности, в том, что именно содержится по одной гипотезе—вещество, по другой гипотезе—движение. [c.60] Измерения количества теплоты привели к установлению формулы Тейлора—Рихмана, к открытиям теплоемкости, скрытой теплоты и закона Гесса. [c.60] Калориметрические измерения показали, что при смешении одинаковых жидкостей, различных жидкостей, льда и воды, при химических реакциях всегда соблюдается положение о сохранении количества теплоты. [c.60] В условиях, при которых проводятся указанные процессы (постоянство давления), теплоту можно рассматривать так, как будто бы она есть свойство системы. [c.60] Обе гипотезы о природе теплоты, несмотря на коренное различие между ними, приводят к выводу, что теплота является во всех случаях свойством системы. [c.60] Дальнейшие исследования опровергнут такой вывод, поэтому обе гипотезы окажутся неправильными. Первая гипотеза отпадет полностью, вторая гипотеза окажется применимой не к теплоте, а к другой величине—термической энергии тела. [c.60] Потребовалось почти 250 лет, чтобы понять, что теплота, пере-ходящая от одного тела к другому, не содержится в этих телах как теплота. [c.60] О взаимоотношениях обеих теорий теплоты см. [31, 32]. [c.60] Вернуться к основной статье