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.

рода, от тела будет отнят весь теплород, а по механической теории — когда тело потеряет все содержащееся в нем движение.

Теория теплорода почти два века господст­вовала в науке. Она проста и наглядна. Но она ошибочна. Точное взвешивание тел при разных температурах показало, что теплота невесома. Невесомость теплоты хорошо согласовывалась с механической теорией тепла. Тогда думали, что движение никоим образом не может по­влиять на вес тела. Правда, теперь мы знаем, что это не точно. Энергия, согласно закону Эйнштейна, должна обладать массой и, сле­довательно, тоже «весит»; только соответствую­щая прибавка в весе лежит далеко за пределами даже современной точности взвешивания.

Не следует смешивать теплоту с тепловой энергией тела. Тепловая энергия тела опреде­ляется кинетической энергией движения его молекул. Но теплота (это очень важно) дале­ко не равна тепловой энергии. И еще более важно, что теплота вообще не содержится в теле. Теплоты от дров, горящих в печи, в дровах вообще не было. Теплота только поступает в тело или уходит из него.

Совсем не трудно подсчитать количество энер­гии хаотического теплового движения в систе­ме, состоящей из молекул перегретого водя­ного пара,— это и будет его тепловая энергия. Но количество теплоты, которое может выде­литься из этой системы при ее охлаждении, совсем не равно тепловой энергии: сначала охладится пар, потом он начнет конденсиро­ваться в жидкую воду, затем охладится вода и, наконец, вода замерзнет. Теплота же испа­рения воды и теплота плавления льда очень велики. От перегретого пара, таким образом, можно получить гораздо больше теплоты, чем в нем содержится тепловой энергии.

Поэтому, строго говоря, обе гипотезы не верны — ни представление о теплоте как о теп­ловом веществе, ни механическая теория тепла. Вторая из них подтверждена опытом, но она не имеет никакого отношения к теплоте и касается только тепловой энергии, а это не одно и то же.

Работа

Совершать механическую работу — это зна­чит преодолевать или уничтожать сопротив­ления: молекулярные силы, силу пружины, силу тяжести, инерцию материи и т. д. Исти­рать, шлифовать тело, разделять его на части, поднимать грузы, тянуть по дороге повозку,

по рельсам — поезд, сжимать пружину — все это значит совершать работу; это значит преодолевать в течение некоторого времени сопротивление. Совершать работу — это значит преодолевать сопротивление газа, жидкости, твердого тела, кристалла. Сжимать газ, жид­кость, кристалл — это значит совершать работу.

Одним и тем же именем «работа» названы несходные явления, но за внешними различия­ми надо видеть общие основные черты. Работа связана с движением: груз поднимается, по­возка перемещается, поршень скользит в ци­линдре двигателя. Без движения нет работы.

Работа связана с упорядоченным движени­ем. Весь груз перемещается вверх. Вся повозка движется по дороге в одном направлении. Весь поршень в одном направлении движется в ци­линдре. Работа невозможна без двух участ­ников. Для поднятия одного груза должен опуститься другой груз, должна распрямиться пружина, должен расшириться газ. Оба участ­ника движутся упорядочение. Работа — это передача упорядоченного движения от одной системы к другой.

Не следует думать, что работа может быть связана только с механическим движением. Работа может совершаться и при изменении электрического или магнитного поля.

Способность системы совершать работу, конечно, очень важна для термодинамики. Но какую именно работу может совершить систе­ма — это для термодинамики несущественно. Как именно данную работу можно рассчитать и как ее измерить, должна сказать другая наука.

Определение механической работы дает механика. Это определение знает каждый школьник: работа (А) равна произведению силы (F) на путь (l).

Если же сила непостоянна, то приходится подсчитывать величину работы на каждом до­статочно малом участке пути (математики гово­рят — на бесконечно малом), на котором силу можно считать постоянной

dA=Fdl,

и затем просуммировать бесконечно малые значения работы по всему пройденному пути:

Тем, кто еще не отучился пугаться математи­ческих формул, полезно запомнить, что знак интеграла ?— это просто вытянутая буква S — начальная в слове «сумма».

146