Если вы заставите расшириться газ, помещенный в термос, ему придется расширяться адиабатическим путем. При этом газ охладится. Один французский рабочий-оружейник придумал в 1803 г., когда еще не были изобретены спички, «воздушное огниво» — закрытую с одного конца трубку с поршнем. Очень быстрое и сильное сжатие воздуха в «воздушном огниве» приводит газ в раскаленное состояние, и трут, прикрепленный к поршню, воспламеняется. Это тоже адиабатический процесс.
Конечно, и при изотермических и при адиабатических процессах система взаимодействует с окружающей средой.
При изотермических процессах система, совершая работу или изменяя состояние, поглощает из окружающей среды теплоту — ровно столько теплоты, что температура внутри системы остается постоянной. При адиабатических процессах система взаимодействует с окружающим миром, только совершая работу.
Температура
Ощущения тепла и прохлады, жары и холода присущи человеку. Лишенный термических ощущений, он не выжил бы в земной обстановке. Однако понятие температура — трудное и тонкое понятие.
Историю термодинамики, собственно говоря, можно начать с изобретения Галилеем в 1592 г. простого устройства — термоскопа. Человечество должно быть глубоко благодарно Галилею за его гениальную идею — судить об изменениях температуры по изменениям других свойств тела, Сам Галилей предложил измерять температуру по расширению воздуха. В его первом термоскопе показания искажались изменением барометрического давления.
Рис. 5. Термоскоп Галилея.
Вскоре был изобретен газовый термоскоп постоянного объема, он оказался значительно более чувствительным и точным.
Вместо воздуха трубку стали заполнять жидкостью: сначала водой, потом спиртом и, наконец, ртутью. Ртуть оказалась настолько удобной, что один физик XVIII столетия заявил в порыве восторга: «Определенно, природа создала ртуть для изготовления термометров...»
Триста лет назад флорентийские академики открыли, что в смеси воды и льда температура
Тайна вихря
Страшен смерч в океане. Вихрем до самого неба поднимает воду из морской пучины. Беда, если неосторожный капитан не успеет увести свой корабль с его пути. Еще страшнее смерч в пустыне. Гигантские воздушные вихри несут горы горячего песка, вырывают с корнями деревья, разрушают дома, могут унести из каравана путника вместе с верблюдом. По древней легенде, храбрец, повстречавший в пустыне
смерч на своем пути, должен смело к нему подскакать и, не дрогнув, метнуть в него кинжал: смерч исчезнет, а на стальном лезвии останутся капли холодной росы — это «кровь шайтана», пораженного смелым воином. Удивительно, как часто скрывается истина в старых поэтических легендах. Может быть, сотни лет знали жители пустынь о сильном холоде в середине вихревого столба смерча. Но ученые-физики сумели подметить это заме-
чательное явление совсем недавно. Оказывается, во всяком воздушном вихревом движении температура наружных слоев вихря выше, чем в окружающем воздухе, а в центре значительно ниже. И хотя до сих пор теоретики еще не смогли до конца понять и объяснить причину этого эффекта и его механизм далеко не ясен, инженеры заставили «шайтана смерчей пустыни» послушно работать в холодильных установках.
142