История химии с древнейших времен до конца XX века. В 2 т. Т. 2

Согласно этому уравнению, сумма статического давления Р, давления, обусловленного весом столба жидкости или газа ρgh, и динамического давления ρv²/2 остается постоянной вдоль линии потока.

Еще одним сторонником кинетической теории теплоты в те времена был великий русский ученый М.В. Ломоносов (см. т. 2, глава 1, пп. 1.4.4–1.4.6). Он применил молекулярно-кинетические представления, составляющие важную часть его «корпускулярной философии», для объяснения различных тепловых процессов.

Следует подчеркнуть, что гипотеза Бернулли практически полностью совпадает с современными представлениями о теплоте. При этом уместно напомнить, что в то время весьма популярными были и другие теории. В частности, считали, что теплота — это локализованные колебания эфира или вихревые движения в нем, т. е. тоже движение, но не самих частиц, а среды, в которую они погружены. Согласно другой версии, которую разделял, например, Дж. Дальтон (см. т. 1, глава 8, п. 8.4), каждая частица вещества окружена «тепловым экраном или облаком», благодаря чему частицы отталкиваются друг от друга, что и объясняет наличие давления. Великий французский химик А.Л. Лавуазье рассматривал «теплород» как один из безусловных химических элементов (см. т. 1, глава 6, п. 6.7.3).

Помимо того, что в XVIII столетии среди естествоиспытателей не существовало единого мнения о природе теплоты, — далеко не все ученые понимали и различие между количеством теплоты и степенью нагрева тел, т. е. температурой. Большинство из них склонялось к мнению, что

температура определяется количеством теплоты в теле: чем больше теплоты — тем выше температура. 

3.2.2. Рождение терминов

C латыни слово «temperature» переводится как: а) надлежащее смешение, правильное соотношение, соразмерность или б) правильное устройство, нормальное состояние. Первоначально этот термин использовали в медицине, обозначая надлежащую композицию лекарственных препаратов для возвращения организма в нормальное состояние. Применительно к тепловым явлениям его стали использовать лишь в середине XVIII в. До этой поры применяли термин «color», которым обозначали и теплоту, и температуру, тем более, что особой разницы между этими понятиями не ощущали.

Иногда показания термометра называли другим словом — «temperies» — и полагали, что этот прибор позволяет измерять количество теплоты в том или ином теле. Немецкий физик Даниель Габриель Фаренгейт

, сконструировавший самый точный в свое время термометр (см. т. 2, глава 3, п. 3.2.3), изучал процесс смешивания холодной и горячей воды. Он установил, что если смешивать их в одинаковых объемах, то температура смеси будет равна среднему арифметическому температур холодной и горячей воды. Но для обозначения температуры Фаренгейт, по-прежнему, использовал термин «color».

^{Георг Вильгельм Рихман (1711–1753)} 

В конце 40-х — начале 50-х гг. XVIII столетия слово «температура» в связи с показаниями термометра стал использовать российский физик Георг Вильгельм Рихман. Он предполагал, что должны существовать две меры теплоты. Одна из них, характеризующая «градус теплоты», должна служить мерой степени нагрева тела. Другая же предназначена для определения количества теплоты, содержащейся в теле при данной степени нагрева^{321}. Опытным путем Рихман вывел формулу для распределения теплоты в смеси однородных жидкостей:

Q_см = (am + bn +

co + dp + … )/(а + b + с + а + …), (3.2)

где m, n, о, p, … — теплоты масс a,

b, с, d, … От формулы (3.2) был всего один шаг до введения понятия теплоемкости, вносящего ясность во взаимоотношения между теплотой и температурой. 

3.2.3. История термометра

Как свидетельствуют сохранившиеся документы, первые приборы для измерения температуры — термометры (а точнее, термоскопы) стал изготавливать Г. Галилей (см. т. 1, глава 6, п. 6.1) в конце 90-х гг. XVI столетия. Эти приспособления представляли собой стеклянный шар А, наполненный воздухом, из нижней части которого отходила частично заполненная водой трубка. Эта трубка заканчивалась в сосуде D, также наполненном водой. Когда воздух в сосуде расширялся, например, от тепла руки, уровень воды в сосуде поднимался. При помощи термоскопа можно было судить только об изменении степени нагретости тела: числовых значений температуры он не показывал, так как не имел шкалы. Кроме того, высота водяного столбика зависела не только от температуры, но и от атмосферного давления. Поэтому в действительности термометр Галилея измерял нечто неопределенное и позволял лишь сравнивать температуру разных тел в одно и то же время и в одном и том же месте.

^{Схема термоскопического опыта Г. Галилея}