ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Наинизшая степень холода из "От твердой воды до жидкого гелия" понятия тепло и температура были разграничены был накоплен экспериментальный материал, позволяющий в первом приближении подойти к теории тепловых явлений. Естественно, в порядок дня встал вопрос о том, как далеко может простираться температурная шкала - как вверх, так и вниз. [c.28] По части верхнего предела температур и та и другая гипотезы ничего существенного дать не могли действительно, как определить предельное содержание тепловой материи -теплорода в теле (и есть ли такой предел вообще) Точно так же не было возможности установить, какая интенсивность теплового движения молекул (корпускул) тела может быть предельной. [c.28] По этим причинам вопросом о существовании верхнего предела температур специально никто не занимался. Он вообще не был в то время актуальным (того, что давал огонь, вполне хватало и для практики, и для научных исследований). [c.28] Совсем иная ситуация сложилась в области низких температур. Здесь можно было подойти к решению задачи как с позиций вещественной, так и корпускулярной теорий теплоты. Кроме этого, и в части экспериментального исследования можно было ожидать много нового, в особенности при охлаждении различных газов и жидкостей. [c.28] Все занимавшиеся этими вопросами с редким единодушием и независимо от приверженности к той или иной гипотезе о природе тепла приходили к выводу, что нижний предел охлаждения несомненно существует. [c.28] Первым и здесь был Г. Галилей. Вот его мнение, относящееся к 1613 г. При увеличении количества теплорода температура тела повышается, а при уменьшении - понижается. При полном отсутствии теплорода в теле достигается наинизшая возможная температура . [c.28] Английский философ Д. Локк, придерживающийся противоположной - корпускулярной теории теплоты, пришел тем не менее к такому же выводу (1698 г.) ...Максимальная степень холода означает прекращение движения неосязаемых частиц . [c.28] Мимоходом Амонтон заметил Мы не знаем предела тепла и холода, но полученные результаты устанавливают соответствие между ними для тех, кто хочет поразмыслить над этим . В следующем году (1704 г.) Амонтон представил Академии еще одну статью, расширяющую пределы исследований. В ней он подчеркнул, что, поскольку степень тепла в его термометре регистрируется высотой столбика ртути, которую тепло поддерживает воздействием расширяющегося воздуха, то, следовательно, крайняя степень холода будет такой, какая сможет лишить воздух способности к расширению. Это будет куда более сильный холод, чем тот, о котором мы говорим очень холодно . [c.29] Из экспериментов Амонтона получалось, что воздух не будет сжиматься, если его охладить ниже температуры замерзания воды на число градусов в 2,5 раза превышающее интервал, разделяющий температуры кипения и замерзания. Другими словами, если разделить его между крайними точками на 100 частей, тогда абсолютный нуль воздушного термометра Амонтона будет на уровне -250°. [c.29] Это удивительно близко к истинному значению абсолютного нуля -273,15°С. [c.29] Вклад Амонтона в науку постигла судьба, которой часто отмечены слишком передовые открытия - он был попросту игнорирован, или, во всяком случае, недооценен научным миром того времени (да и позднее). Только Д. Блэк признавал приоритет Г. Амонтона в термометрии и теории теплоты. В частности, он соглашался с положением Амонтона, что воздух можно привести при достаточном холоде даже в твердое состояние. Он, ссылаясь на труды Амонтона, назвал его выдающимся членом Королевской Академии наук в Париже . [c.29] Позже немецкий ученый И. Ламберт повторил в 1750-1755 гг. опыты Амонтона и в работе Пирометрия , вышедшей в 1779 г., подтвердил его результаты, вновь обратившись к абсолютной шкале температуры. Наблюдения Ламберта были прове-дены с большой тщательностью и привели к небольшой кор. рекции значения абсолютного нуля (до -270°С). Ламберт указал, что эта температура может быть названа абсолютным холодом и при этой температуре объем воздуха практически станет неощутимым. Иными словами, частички воздуха слипнутся вместе и он будет плотным, как вода. [c.30] Ламберт справедливо отметил, что открытие Г. Амонтона нашло мало приверженцев потому, что оно было слиш-ком прекрасным и передовым для своего времени. То же самое, кстати говоря, произошло с работой самого Ламберта по теории теплоты. [c.30] Все это становится понятным, если сравнить полученные Амонтоном и Ламбертом значения с другими прогнозами, сделанными значительно позже. [c.30] Английский врач и физик А. Кроуфорд (в то время такое сочетание было вполне обычным) писал в 1799 г. Каждое тело содержит в себе известное количество тепла. Если бы оно могло отдать ее, то само охладилось бы до абсолютного нуля. По моим подсчетам эта температура лежит ниже точки замерзания воды на 1532 . Если даже учесть, что Кроуфорд пользовался шкалой Фаренгейта, полученная им цифра все же очень далека от действительного значения абсолютного нуля (-459,65 Г). Позже Д. Дальтон в своей Философии химии предложил даже цифру -3000 . Можно назвать еще несколько прогнозов положения абсолютного нуля температур, сделанных весьма известными учеными. Так, Лавуазье и Лаплас дали в своей знаменитой работе о тепле два значения 1500-3000°С ниже точки таяния льда и затем 600 С. [c.30] Того же мнения придерживался и М. В. Ломоносов. На основе своего варианта корпускулярной теории, изложенной в работе 0 причинах тепла и стужи (1744 г.), он пришел к выводу, что по необходимости должна существовать наибольшая и последняя степень холода, которая должна состоять в полном прекращении вращательного движения частиц . [c.31] Лавуазье дал уже более развернутую и образную кар. тину Если бы мы смогли поместить землю в некую весьма хо. лодную область, например в атмосферу Юпитера или Сатурна, то все наши реки и океаны превратились бы в горы. Воздух (или по крайней мере некоторые его компонентьЛ перестали бы быть невидимыми и превратились бы в жидкость . [c.32] При этом интересны два момента - не только предсказание возможности ожижения компонентов воздуха, но и пророчес. кое указание на свойства холодного космоса. [c.32] Однако далеко не все понимали возможность и реаль-ность хотя бы в будущем ожижения газов. В этом отношении характерен пример Д. Свифта - человека, который не только очень во многом опередил свое время, но и сделал некоторые научные прогнозы, которые до сих пор вызывают удивление. Достаточно вспомнить его предсказание о том, что у Марса есть два спутника. В его время их никак нельзя было разгля-деть, и комментаторы до сих пор гадают, как это получилось. [c.32] Вернуться к основной статье