физическое состояние и строение всех ее ча­стей, движение всех ее молекул — все верну­лось к исходному положению и с нашей систе­мой ничего не произошло.

Но ведь в процессе цикла была совершена работа либо самой системой (при расширении пара), либо над системой (при сжатии газа). Сумма всех работ на всех этапах цикла — это и есть полученная работа. Кроме того, погло­щалась теплота (при испарении воды) или она выделялась (при конденсации пара). Сумма всей теплоты на всех этапах цикла — это поглощенная системой теплота.

Что же все-таки в итоге цикла произошло? Куда исчезла теплота? Откуда взялась работа?

ЗАКОН ТЕРМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ

Закон термического равновесия основан на опыте. Открытие его не связано с именами вы­дающихся исследователей и с определенной да­той. Он был установлен еще до того, как было завершено создание термометра.

«Применение термоскопов научило нас сле­дующему: пусть 1000 и более различных родов материи — металлы, камни, соли, дерево, проб­ка, перья, шерсть, вода и ряд других жидко­стей — имеют вначале различные температуры. Поместим все эти тела в комнату без огня, не освещенную солнцем. Более горячие из этих тел будут охлаждаться, более холодные нагре­ваться в течение дня или нескольких часов. По окончании этого периода приложим термоскоп последовательно к каждому телу: пока­зания термоскопа для всех тел будут одина­ковыми». Так наглядно сформулировал этот закон живший во второй половине XVIII в. ис­следователь Дж. Блек, которому термодинами­ка обязана многими крупными открытиями.

Нас не удивляет, когда мы теперь, глядя на термометр, говорим, что у больного повы­шенная температура. Ведь термометр показы­вает свою собственную температуру. Ей равна температура тела, с которым термометр нахо­дился в термическом равновесии.

«Два тела, находясь в термическом равно­весии с третьим телом, находятся в термиче­ском равновесии и между собою. Это вовсе не само собой понятно, но очень замечательно и важно»,— так сказал о законе термического равновесия замечательный физик нашего вре­мени Макс Планк. Таким образом, закон тер­мического равновесия — это эмпирический

(опытный) закон. Мало того, этот закон не только не очевидный, сам собою разумеющий­ся, но и всего лишь приближенный закон.

Теперь, в результате применения теории относительности к термодинамике систем, на­ходящихся в сильных полях тяготения, выясне­но, что в таких системах при термическом равновесии температура в разных частях должна быть различной. В центре гигантской звезды, даже если она находится в термическом равновесии, температура должна быть выше, чем на ее поверхности.

Химик и физик, работающие в земных усло­виях, могут спокойно руководствоваться зако­ном термического равновесия, но астрофизику, изучающему Вселенную, приходится вносить в него существенные поправки.

Детская энциклопедия. Том 3. Вещество и энергия. Страница 150.

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.

ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ

В 1807 г. физик Гей-Люссак, изучавший свойства газов, поставил простой опыт. Этому опыту было суждено сыграть особую роль в истории термодинамики. Случилось так, что при этом опыте присутствовали его друзья — два выдающихся исследователя: физик и ма­тематик Лаплас и химик Бертолле. Имена этих французских ученых знают теперь все школьники мира.

Давно было известно, что сжатый газ, рас­ширяясь, охлаждается. Правда, никто не знал почему. Гей-Люссак предположил, что это может происходить потому, что теплоемкость газа зависит от его объема. Он решил прове­рить это и заставил газ расширяться в пусто-

Рис. 11. Опыт Гей-Люссака. В стеклянном двенадцатилитро­вом баллоне А находился воздух, из такого же баллона В воз­дух выкачан. С и D— чувствительные термометры. После открытия крана Е воздух перетекает в баллон В, пока в обоих баллонах не устанавливается одинаковое давление, Темпе­ратура в баллоне А понижается ровно на столько, на сколько она повышается в баллоне В. Если массы газа, находящиеся в обоих баллонах, смешать, температура расширенного газа будет равна первоначальной температуре газа, имевшего меньший объем.

150