Файл: Кричевский, И. Р. Термодинамика для многих.pdf

но и так решить. Я вот разде­ лил... понимаете? Теперь вот надо вычесть... понимаете? Или вот что... Решите мне эту задачу сами к завтраму... По­ думайте.

Петя ехидно улыбается. Удодов тоже улыбается. Оба они понимают замешательство учителя...

— И без алгебры решить можно, — говорит Удодов, протягивая руку к счетам и вздыхая. — Вот, извольте ви­ деть...

Он щелкает на счетах, и у него получается 75 и 63, что и нужно было».

Чехов написал «Репетитора» в 1884 г. Много лет спустя А. Эйнштейн (1879— 1955) пе­ ред второй мировой войной сказал одному физику: «Ника­ кой ученый не думает фор­ мулами. Прежде чем физик начнет вычислять, он должен иметь в своем уме ход рассу­ ждений. Они же, в большин­ стве случаев, могут быть изло­ жены в простых словах. Вычи­ сления и формулы — следу­ ющий шаг».

Беда Зиберова и Пети в том, что они не могли предвари­ тельно составить ход рассу­ ждений, а пытались вычи­ слять. Подобные попытки без­

надежны и обречены на провал.

О намерениях авторов. Же­ лание авторов — изложить основы термодинамики так, чтобы читатели не попадали в положение Зиберова и Пети. Намерение авторов — руко­ водствоваться указанием Эйнштейна. Но это хорошее намерение трудно выполнить. Как показать: «Развитие на­ уки — это драма, драма идей. Она должна захватывать и ин­ тересовать каждого, кто любит науку» (А. Эйнштейн)?

Желая сделать термодина­ мику доступной возможно бо­ лее широкому кругу читате­ лей, авторы написали книгу так. что для ее понимания надо знать только начала физики, химии и математики.

Вывод многочисленных уравнений, количественное ре­ шение термодинамических за­ дач опущены по двум причи­ нам.

Первая причина: без знания высшей математики и без прочных навыков владения ею осваивать математическое со­ держание термодинамики — мука и скука. Вторая причина, и главная: гибельно, не поняв, не освоив идей и методов тер­

модинамики, спешить вычи­ слять. Выдержки из «Репети­ тора» — воздействие на чита­ телей средствами искусства.

Еще одна причина, почему авторы мало писали о матема­ тической стороне термодина­ мики: подавляющее большин­ ство читателей никогда не бу­ дут заниматься количествен­ ным, численным решением термодинамических задач. Ка­ чественное обсуждение тер­ модинамических вопросов очень полезно для всех, и ему уделено много внимания.

Чтобы ознакомить читателей с идеями термодинамики, мож­ но ограничиться небольшим числом основных уравнений. У них богатое содержание, но простая математическая структура. Авторы отказались от математической символики и изложили уравнения в сло­ вах.

Из двух сторон науки, науказнание и наука-сила, первая исторически предшествовала второй. Всякий, кто собирается толком освоить науку, должен изучать ее в такой же последо­ вательности. Авторы не хотели преподнести читателям вели­ кие идеи термодинамики в го­ товом виде и стремились хотя бы кратко изложить зарожде­

ние, рост, а порой и .гибель идей. Авторы старались рас­ сказать о термодинамике так просто, как это было в их силах. Но В. Брюсов уже давно заме­ тил: «Говорить «просто» и го­ ворить «понятно» не синони­ мы. Чтобы написанное было просто, это должен сделать пи­ сатель; чтобы написанное бы­ ло понятно, этого должен до­ стичь читатель». Если читате­ ли решили учиться, расскажем им, что собой представляет термодинамика.

О предмете термодинамики. Три слова часто встретятся чи­ тателям в книге: работа, тепло­ та, температура. Пристрастие к этим словам не случайно: тер­ модинамика возникла как на­ ука о превращениях теплоты и работы друг в друга. На воз­ можности превращений реша­ ющим образом влияет тем­ пература. Превращения тепло­ ты и работы как таковые инте­ ресовали творцов термодина­ мики. Их задачей было создать теорию тепловых машин (огненных машин, как говори­ ли раньше), т. е. машин, где теплота превращается в рабо­ ту. Их целью было научно объ­ яснить успехи, достигнутые изобретателями тепловых (па-

ровых) машин. Науку и на­ звали двумя греческими слова­ ми: terme — теплота и dynamis.

Второе слово раньше имело два значения: сила и работа. В названии «термодинамика» слово dynamis означает работу.

Со временем вопрос о пре­ вращении теплоты в работу перестали связывать только с задачей о действии тепловой машины, с теплотехнической задачей. Термодинамика стала, например, интересоваться пре­ вращением теплоты в работу при химических реакциях. Возникла важная и увлека­ тельная химическая термоди­ намика. Термодинамика стала интересоваться превращением теплоты в работу, например при разбавлении водного рас­ твора сахара чистой водой. Термодинамику растворов уси­ ленно разрабатывают и сейчас.

Термодинамика, однако, от расширения интересов не пе­ рестала быть тем, чем она есть: наукой о превращениях тепло­ ты и работы друг в друга при ограничениях, накладываемых температурой. Законы этих превращений — основные за­ коны термодинамики.

Кому нужна термодинами­ ка? Термодинамика изучает

любую материальную систему, лишь бы процессы в ней своди­ лись к процессам в тепловой машине. У термодинамики по­ этому неисчерпаемый выбор тем для исследований. «Всеоб­ щие законы термодинамики приложимы ко всем отраслям физики и химии; к свойствам газов, жидкостей и твердых тел; к химическим реакциям; к электрическим и магнитным явлениям; к излучению; к астрофизике». Без термодина­ мики не было бы современной теплотехники, современной химической промышленности.

Синтез аммиака из водоро­ да и азота, синтез алмаза из графита — примеры мощи термодинамики. В совокупно­ сти знаний, без которых нель­ зя вывести космический ко­ рабль на орбиту, термодина­ мика занимает важное место. К термодинамике обращаются геолог, синоптик, биолог.

Термодинамика, необходима не только физикам, химикам и другим представителям науки и технологии. Всеобщие зако­ ны термодинамики — это за­ коны сохранения, развития и равновесия. Эти законы дол­ жны знать и понимать как можно большее число людей.