//////

Archive for Czerwiec, 2012

Wchłanianie jednego przedmiotu przez drugi nie jest niczym nowym. Przykładu, który pokazuje, że dwie nauki o rozłącznych na pozór charakterysty­kach mogą się zlać w jedno, dostarcza sprowadzenie termodynamiki do mechaniki statystycznej. Matka, która posługuje się własnym łokciem, aby sprawdzić ciepłotę kąpieli niemowlaka, lub pielęgniarka używa­jąca termometru rtęciowego do pomiaru temperatury pacjenta, nie dostrzegają — być może — związku tych poczynań z kinetyczną teorią gazów. Z pewno­ścią ktoś, komu pomiar temperatury kojarzy się tyl­ko z termometrem lekarskim, nie może pojąć, co wła­ściwie robią fizycy, specjaliści od plazmy, kiedy sta­rają się kontrolować reakcje termojądrowe w tempe­raturze 150 000 000°C, dziesięciokrotnie wyższej niż we wnętrzu Słońca.

Dociekliwy laik dowie się jednak z kursu fizyki elementarnej, że naukowcy w labora­toriach myślą o temperaturze w innych terminach niż proporcjonalne zmiany objętości rtęci. Mają na myśli zmiany oporności elektrycznej ciał bądź po­wstawanie prądów elektrycznych w określonych wa­runkach. Potrafią mierzyć temperaturę skalami ter- mopary, nie zaś tylko termometru. Jeżeli dociekliwy laik nauczy się też trochę kinetycznej teorii gazów, dowie się, że „ciepło” jest określeniem ruchu cząste­czek, że wrzenie jest wzburzeniem tych cząsteczek, zamarzanie natomiast ich uspokojeniem, oraz że z e r o absolutne (—273,1°C) oznacza ich całkowity bez­ruch.

Badania zjawisk cieplnych rozpoczął Galileusz i jego współpracownicy. W ciągu następnych 300 lat usta­lono wiele praw dotyczących poszczególnych faz w cieplnym zachowaniu ciał. Z tych praw wyłonił się układ relacji, który nazwano potem „nauką termo­dynamiczną”. Dyscyplina ta posługiwała się pojęcia­mi, rozróżnieniami i prawami ogólnymi mającymi zastosowanie również w mechanice; używała — dla przykładu — bez ograniczeń pojęć objętości, wagi i ciśnienia oraz uogólnień, takich jak Hooke’a prawo sprężystości oraz prawo dźwigni. Ponadto wszakże obejmowała swoiste pojęcia temperatury, energii cie­plnej i entropii (bezładnej energii cieplnej) oraz od­rębne założenia ogólne nie występujące w ówczesnej nauce mechaniki. Wobec tego uważano termodyna­mikę za. dyscyplinę osobną.