Учение о теплоте. Поведение тел при нагревании
Статья - История
Другие статьи по предмету История
принимая, что это расширение происходит равномерно, рассчитал коэффициент расширения для всех газов. Позже Гей-Люссак заметил, что предположение о равномерности расширения необоснованно, и для его доказательства провел еще одну серию опытов. Об этих опытах и применявшейся для них аппаратуре стало известно лишь после выхода в 1816 г. курса физики Био. Сейчас они описаны во всех учебниках по физике.
Международный конгресс физиков, созванный в Комо в сентябре 1927 г. по случаю столетия со дня смерти Вольты, выпустил обращение, призывающее в разделе о расширении газов давать в учебниках физики формулировки двух законов: закона Вольты о постоянстве коэффициента расширения воздуха и закона Гей-Люссака о том, что коэффициент расширения всех газов одинаков. Однако это предложение, имевшее целью напомнить о заслуге Вольты в этом вопросе, оказалось, по-видимому, не очень жизненным.
Данное Гей-Люссаком значение коэффициента расширения 1/266,66 = 0,00375 было подтверждено Био, принято Лапласом и в течение 35 лет рассматривалось как одна из наиболее точно известных физических констант. Но в 1837 г. Фридрих Рудберг (18001839) предпринял новое определение этой постоянной и нашел для нее меньшее значение. В связи с этим Магнус, приписав расхождение различию примененных экспериментальных методов, повторил опыты Гей-Люссака и получил значение постоянной, совпадающее с данными Рудберга. Ошибку Гей-Люссака он приписал тому, что тот (в отличие от Вольты) применял для ограничения исследуемой массы воздуха ртуть, которая значительно менеепригодна для газоизоляции чем масло.
Но в том же, 1841 г., когда Магнус произвел свои измерения, появилась классическая работа Реньо, которая дала для коэффициента расширения значение 0,0036706, оставшееся почти неизменным до наших дней. Достаточно сопоставить со значением коэффициента Реньо значения, найденные Вольтой и Гей-Люссаком, чтобы заметить большую точность значения Вольты, несмотря на скромные экспериментальные средства, которыми он располагал.
В соответствии с уже ранее полученными Магнусом результатами Реньо установил (1842 г.), что коэффициенты расширения газов не в точности постоянны. Те газы, которые легко сжижаются, имеют больший коэффициент расширения, причем, как заметил Дэви, он даже увеличивается с ростом плотности газа. В 1847 г., вводя поправку в утверждение Дюлонга и Араго, считавших закон Бойля точным, Реньо, на основании проведенных опытов с давлением до 30 атм, показал, что при обычных температурах все газы (кроме водорода) сжимаются сильнее, а водород сжимается слабее, чем того требует закон Бойля. Эти выводы, к которым пришел также Л. Баччелли в 1812 г., впоследствии были подтверждены и дополнены другими физиками (Шаппюи, Рэлеем, Сачердоте и др.).
Пары
Начиная с 1789 г. Вольта, как это видно из его многочисленных неизданных рукописей, свыше пятнадцати лет интенсивно занимался исследованием поведения паров, не опубликовав, однако, ни одной законченной работы. О своих исследованиях он сообщал друзьям (Вассали, Ландриани, Маскерони), говорил о них в своих университетских лекциях, и порой эти лекции вызывали академические дискуссии. Вольта принадлежит опыт, и сейчас повторяемый в курсах физики, с четырьмя барометрическими трубками, в которых производится испарение воды, спирта и эфира и наблюдается различное давление в них. Он же установил, что давление пара при 0 С не равно нулю, т. е. что лед испаряется. Вольта полагал, что по данным измерений при различных температурах давления пара в барометрической трубке, погруженной в ванну с изменяемой температурой, можно сформулировать три закона поведения паров. Но очень скоро обнаружилось, что первые два закона (при увеличении температуры в арифметической прогрессии давление пара растет в геометрической прогрессии; давление паров всех жидкостей одинаково при одинаковом расстоянии от точки кипения) неверны; третий закон гласил, что давление пара одинаково независимо от того, какое пространство он занимает пустое или же заполненное воздухом любой плотности.
К этим же выводам пришел независимо Джон Дальтон (17661844) в своей работе, опубликованной в 1802 г. Из упомянутого выше третьего закона, ныне называемого законом Дальтона, он, повторяя ранее приведенные рассуждения Вольты, пришел к заключению, что никакая теория (в то время они были очень в моде) не может объяснить испарение как химическое явление, т. е. как соединение воды с воздухом.
В 1816 г. Гей-Люссак распространил закон Дальтона на случай смеси паров. Однако в 1836 г. Магнус показал, что закон Дальтона верен лишь для паров несмешивающихся жидкостей (например, вода и масло). Если же жидкости смешиваются (например, эфир и спирт), то для таких паров полное давление смеси паров меньше суммы давлений компонент. Этот результат был затем подтвержден и развит Реньо.
Все большее распространение паровой машины вызвало особый интерес к исследованиям давления водяного пара при больших температурах. Уже в 1813 г. Иоганн Арцбергер (17781835) произвел довольно грубые измерения для давлений до 8 атм. В 1829 г. Дюлонг и Араго по поручению Парижской Академии наук приступили к систематическому измерению давления водяного пара и достигли 24 атм. Их данные, как и данные их предшественников, не были абсолютно точными, поскольку в опыте недостаточно гарантировалась одинаковость температуры всей массы газа, так что измеренное давление оказывалось соответствующим давлению в самой холодной области согласно "принципу холодной стенки", приписываемому часто Уа?/p>