Детская энциклопедия
Том 1. Земля. Том 4. Растения и животные. Том 7. Человек. Том 10. Зарубежные страны.
Том 2. Мир небесных тел. Числа и фигуры. Том 5. Техника и производство. Том 8. Из истории человеческого общества. Том 11. Язык. Художественная литература.
Том 3. Вещество и энергия. Том 6. Сельское хозяйство. Том 9. Наша советская Родина. Том 12. Искусство.

Рис. 4. I. Воздушное «огниво», изобретенное в 1803 г. Трубка Л закрыта с одного конца и снабжена поршнем В. Когда поршень быстро вдавливается, воздух в трубке сильно нагревается. Трут С воспламеняется. II. Современное газовое «огниво». В стальной трубке А может перемещаться стальной поршень B, В трубке находится газ при атмосферном давлении. Когда затвор С открывается, сжатый воздух выходит из сосуда D и сообщает ускорение пор­шню В. Поршень приобретает скорость в несколько десятков метров в секунду и адиабатически сжимает газ в трубке А. В зависимости от давления воздуха в D газ в трубке А нагревается до 8000 —10 000°Ц, и давление его повышается до 7000 — 10 000 атмосфер.

вают дрова, согревая комнату,— это процесс химической реакции соединения с кислородом. Гигантский взрыв на выброс, за тысячные доли секунды он прокладывает десятки километров нового канала,— это тоже процесс: химическая реакция разложения взрывчатки и последую­щее расширение образовавшихся при реакции газов. Образование перегретого пара высокого давления в паровом котле, его расширение в турбине, охлаждение в конденсаторе — все это процессы, обеспечивающие работу сверх­мощной электростанции.

Окружающая среда

Системы, которые изучает термодинамика, хотя и содержат определенное и постоянное количество вещества, совсем не изолированы от окружающего мира. Чтобы в реакторе хи­мика могла успешно протекать нужная ему реакция, он должен предусмотреть, каким спо­собом будет нагреваться или, наоборот, охлаж­даться реакционный аппарат. Пар, расши­ряясь в цилиндрах паровоза, движет пор­шень, это движение передается на колеса, и тяжелый состав отправляется в путь. Воздух, нагретый у земной поверхности лучами солнца, поднявшись вверх, расширяется и раздвигает слои атмосферы на большой высоте, где дав­ление понижено: образуется облако.

Термодинамика изучает процессы, в кото­рых система не обменивается веществом с окру­жающей средой, но может обмениваться теп­лотой и работой. Такая система называется закрытой. Как предельный случай, система может быть полностью изолирована от окру­жающего мира и не обмениваться с ним ни ве­ществом, ни работой, ни теплотой.

Наиболее важные процессы

Среди множества разнообразных процессов некоторые, наиболее простые, имеют особо важ­ное значение для термодинамики. Из них здесь необходимо упомянуть два вида термодинами­ческих процессов:

1. Те, которые протекают при постоянной температуре, носят название изотерми­ческих. Таких процессов и в природе, и в технике очень много. Изотермически, на­пример, тает лед. Почти все процессы в живом организме протекают при постоянной темпера­туре. Химикам часто удобно осуществлять свои реакции при неизменной температуре.

2. Те процессы, которые протекают без обмена теплом с окружающей средой, назы­ваются адиабатическими. Часто адиабатическим путем протекают очень быст­рые процессы, когда система не успевает обме­няться теплом с окружающей средой.

141