Это — идеальный газ. По его расширению при постоянном давлении или по росту давления при постоянном объеме могут быть проведены наиболее целесообразно измерения температуры. При таком способе измерения бесчисленные выражения для любых закономерностей в при­роде становятся наиболее простыми.

Но у идеального газа есть один существен­ный недостаток: такого газа нет в природе.

Давление

Насколько сложно и трудно понятие о тем­пературе, настолько просто и ясно понятие «давление». Его хорошо знает любой школьник из самого начального учебника физики. Да­вление — это сила, действующая на единицу площади поверхности. Направлено давление в случае газов и жидкостей всегда перпендику­лярно к поверхности. Понятие «давление» мож­но приложить к твердым телам, но следует ном-нить, что свойства твердых тел могут зависеть от направления, в котором действует давление (например, пьезоэффект).

В термодинамике давление и температура — два основных, главнейших параметра, опре­деляющих состояние термодинамической систе­мы. Это определение означает, что одно и то же количество вещества при одних и тех же зна­чениях температуры и давления занимает всегда один и тот же объем. Правда, необходимо до­бавить: это определение справедливо, когда в системе достигнуто равновесное состоя­ние.

Химику очень полезно знать, что один грамм-моль любого газа при 0° Ц и при дав­лении в 1 атм занимает объем, равный при­близительно 22,4 литра. Это стоит запомнить.

Теплота

Наверное, не одна сотня тысяч лет про­текла с тех пор, как наши далекие предки впервые познакомились с огнем и научились сами получать теплоту. Каждый из нас грелся у горячей печки и мерз в стужу. Казалось бы, что может быть теперь привычнее и понят­ней, чем так хорошо знакомая всем теплота.

Но вопрос — что такое теплота — далеко не так прост. Правильный ответ на него был найден наукой совсем недавно. Долгое время ученые даже не замечали всю сложность этой проблемы.

Первое истолкование природы теплоты было основано на бесспорном и очевидном как буд­то бы факте: при нагревании тела его темпера­тура повышается — следовательно, тело полу­чает теплоту. При остывании, охлаждаясь, тело ее теряет. Поэтому всякое нагретое тело представляет собой смесь того вещества, из которого оно состоит, и тепла. Чем выше температура тела, тем больше в нем приме­шано теплоты. Теперь уже мало кто помнит, что слово «температура» в переводе с латинского и означает «смесь». Когда-то, например, о бронзе говорили, что она — «температура олова и меди».

Два совершенно различных объяснения, две гипотезы о природе теплоты спорили между собой в науке почти два столетия.

Первую из этих гипотез высказал в 1613 г. великий Галилей. Теплота — это вещество. Оно необычно. Оно способно проникать в любые тела и выходить из них. Тепловое вещество, иначе теплород, или флогистон, не порождается и не уничтожается, а только перераспределяется между телами. Чем его больше в теле, тем тем­пература тела выше. Еще не так давно говори­ли — «градус теплоты» (а не температуры), считая, что термометр измеряет крепость смеси из ма­терии и теплорода. (До сих пор еще сохранился обычай мерить в градусах крепость вина — смесь воды и спирта.)

Вторую гипотезу, совершенно, казалось бы, отличную от представления Галилея, выска­зал в 1620 г. знаменитый философ Бэкон. Он обратил внимание на то, что было издавна известно любому кузнецу: под сильными уда­рами молота становится горячим холодный кусок железа. Известен способ получения огня трением. Значит, ударами и трением можно произвести теплоту, не получая ее от уже нагретого тела. Бэкон из этого заключил, что теплота есть внутреннее движение мельчайших частиц тела и температура тела определяется скоростью движения частиц в нем. Эта теория получила в науке название механической тео­рии теплоты. Для ее обоснования и развития очень много сделал гениальный Ломоносов.

При коренном расхождении обе гипотезы имеют немало сходства: из теории теплорода следовало, что термометр измеряет количество теплорода, содержащегося в теле, согласно же механической теории тепла, термометр пока­зывает количество движения, содержащегося в теле. Согласно обеим теориям, должен суще­ствовать абсолютный нуль температуры. Он будет достигнут тогда, когда, по теории тепло-

145