ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Энергия термической системы из "Макроскопическая необратимость и энтропия Введение в термодинамику " Эти и многие другие подобные опыты сделали отчетливым представление о неуничтожимости движения и его сохранении при превращении из видимого (механического) в скрытое . Однако такие опыты нельзя считать доказательством существования энергии термических систем и закона сохранения движения. Во-первых, никто никогда непосредственно не проверял постоянство изменения механической энергии системы в случаях, когда начальное и конечное состояния термической системы очень бурные. Тождество состояний системы, в которой идут бурные изменения, почти невозможно установить и еще труднее воспроизвести такие состояния. [c.16] Во-вторых, кроме сохранения энергии при передаче движения от термических систем механическим, нужно было бы проверить сохранение энергии термических систем при всевозможных других превращениях. Сделать это практически невозможно. [c.16] Закон сохранения движения — даже не физический, а надфизи-ческий, всеобщий закон природы. Поэтому в термодинамике он должен быть принят без доказательства как один из основных постулатов. Весь человеческий опыт подтверждает, что любая система в любом состоянии — спокойном или сколь угодно бурном — имеет определенную энергию. Если система состоит из механической и термической частей, общая их энергия должна сохраняться и, следовательно, изменение энергии механической системы должно быть одним и тем же, когда термическая система переходит из состояния (1) в состояние (2). Поэтому можно судить об изменении энергии термической системы, природа которой нам плохо известна, по изменению энергии связанной с ней механической системы, свойства которой мы знаем. [c.17] Эту разность обычно и называют энергией системы (I]) в состоянии (1). На самом деле нужно было бы добавить по отношению к состоянию (0). Уже много раз говорилось, что эту разность можно измерить различными способами, соединяя (I]) с разными (М) или задавая разные начальные состояния (М). [c.18] Выбор нулевого состояния ничем не ограничен. Здесь мы не ставим вопроса о том, существуют ли такие состояния термических систем. [c.18] С этой точки зрения нельзя сравнивать энергии разных систем, так как их невозможно превратить одну в другую. Вопрос о том, что больше энергия моля воды или моля натрия (при определенных условиях) не имеет смысла. Но конечно, имеет смысл вопрос, больше ли разность энергий твердой и жидкой воды или твердого и жидкого натрия. [c.19] В термодинамике равенству (3.1) обычно придается совершенно исключительное значение. Его рассматривают как определение понятия энергии. С этим никак нельзя согласиться. [c.19] Во-первых, ниоткуда не следует, что действительно возможен процесс, переводящий адиабатическим способом любое состояние системы в нулевое. Можно даже привести множество примеров, когда такой переход невозможно осуществить. Например, никаким адиабатическим процессом нельзя перевести горячий газ в неизменном объеме в холодный. Правда, в таких случаях оказывается возможным адиабатический переход из нулевого состояния в данное — очень легко сделать холодный газ горячим (в том же объеме), достаточно перемешивать его мешалкой, пока он не нагреется. Но ниоткуда не следует, что так будет всегда. Если бы нашлось состояние, не превратимое адиабатически в нулевое, пришлось бы признать, что в одном из этих состояний понятие энергии не имеет смысла. [c.19] Во-вторых, что еще важнее, физические понятия вообще не могут быть определены формально-логически. [c.19] В нашем случае из определения (3.1) не следует, что работа будет одна и та же в разных процессах или в случае различных систем (М). Тем более, не следует, что определенная по (3.1) энергия будет сохраняться при передаче движения другим телам. Значит, дефиниция (3.1) должна быть дополнена бесчисленными подобными же дефинициями, каждая из которых настолько же односторонняя и случайная, как и (3.1). Чтобы установить справедливость (3.1), нужно иметь понятие энергии, из которого уже вытекают и эта дефиниция, и множество других следствий. [c.20] Наконец, (3.1) и исторически не является первой осознанной дефиницией понятия энергии. Исторически понятие о сохраняющейся мере движения ( силе Р. Майера) возникло раньше, чем было осознано частное термодинамическое следствие из существования энергии, и раньше, чем были поставлены опыты Джоуля. [c.20] Конечно, никакое понятие никогда сразу не раскрывается полностью. Никакое понятие вообще никогда не раскрывается полностью. Уже раскрытые стороны понятия могут быть столь бедны содержанием, что исчерпываются немногими дефинициями. Но эти дефиниции всегда следует рассматривать как временные и ограниченные с течением времени они должны уступать место более богатым по содержанию определениям, которые нельзя сформулировать в одной или даже нескольких фразах. Так и в нашем случае. Утверждение о независимости изменения энергии механической системы при адиабатическом процессе от способа перехода из начального состояния термической системы в конечное можно использовать для вычисления энергии термической системы. Однако это будет, в лучшем случае, одной из многих дефиниций энергии, но не определением ее понятия. [c.20] Вернуться к основной статье