गर्मजोशी के साथ पकड़ना

2024 लेखक: Seth Attwood | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-16 16:05

"आज बच्चे सातवीं कक्षा में पहले से ही गर्मी के बारे में सही विचार सीखते हैं।"

(संग्रह "महान वैज्ञानिकों के चुटकुले" से)

… कजाख स्टेपी सूरज से झुलस गया। एक छोटे से अभियान दल के वैज्ञानिक, पसीना पोंछते हुए, साइगों का निरीक्षण करते हैं। ये वैज्ञानिक जिम्मेदार वैज्ञानिक अनुसंधान करते हैं। वे शिक्षाविद तिमिरयाज़ेव के शब्दों की प्रयोगात्मक रूप से पुष्टि करना चाहते हैं: ""।

हमारे वैज्ञानिकों की कार्यप्रणाली कहीं भी सरल नहीं है। वे ट्रैक करते हैं कि जानवर अपने प्राकृतिक वातावरण में कितनी घास खाते हैं। इस फ़ीड की कैलोरी सामग्री - अर्थात। एक कैलोरीमीटर में जलाने पर निकलने वाली ऊष्मा की मात्रा वैज्ञानिकों को पहले से ही ज्ञात है। यह केवल साइगा के भोजन में निहित इस "संभावित ऊर्जा" की मात्रा की तुलना उस कार्य के साथ करने के लिए है जो इसकी मांसपेशियां अपने जीवन के दौरान उत्पन्न करती हैं।

लेकिन … वैज्ञानिकों ने जितनी देर तक अवलोकन किया, वे उतने ही उदास होते गए। आप देखिए, ये साइगा किसी तरह गलत थे। उन्होंने थोड़ा खाया - उनके राशन में कैलोरी की संख्या उनकी मांसपेशियों की ऊर्जा खपत से कई गुना कम निकली। वसा भंडार का इससे कोई लेना-देना नहीं था - गर्मियों में आपके वसा भंडार क्या हैं? सबसे आपत्तिजनक बात यह थी कि साइगों ने सभी "वैज्ञानिक रूप से आधारित मानदंडों" को उलट दिया: उनके भोजन की कैलोरी सामग्री स्पष्ट रूप से जीवन के लिए पर्याप्त नहीं थी, और वे काफी हंसमुख लग रहे थे … अपनी पूंछ उठाकर मल का एक और जत्था बाहर निकालता है। "क्या आपने देखा है कि वह क्या कर रहा है? - एक पर्यवेक्षक विरोध नहीं कर सका। - हमारा मजाक उड़ाता है, जुगाली करने वाला प्राणी! - "शांत हो जाओ, सहकर्मी! - दूसरा जवाब दिया। - इसके विपरीत, वह हमें बताती है: हम प्रयोग को अंत तक नहीं लाए हैं! यह … गाय के पास से निकली घास - यह सूखती भी है, जलती भी है! स्थानीय लोग इसे ईंधन के रूप में इस्तेमाल करते हैं!" - "क्या आप कहना चाहते हैं, सहकर्मी, कि यह … यह बहुत … में कैलोरी की मात्रा भी है?" - "बिल्कुल! और हम इसे मापेंगे!"

कहते ही काम नहीं हो जाता। कैलोरीमीटर में कोई मज़ा नहीं था जब उन्होंने इसमें पूप जला दिया - लेकिन विज्ञान के लिए मुझे सहना पड़ा। हालांकि, शोधकर्ताओं को तब और भी कम मज़ा आया जब उन्हें यकीन हो गया कि मल की कैलोरी सामग्री मूल फ़ीड की कैलोरी सामग्री के समान है। यह पता चला है कि तिमिरयाज़ेव की "कार्बनिक पदार्थों में निहित संभावित ऊर्जा" के स्तर पर, जानवर न केवल अपनी मांसपेशियों के काम के लिए आवश्यक से बहुत कम खपत करता है, बल्कि उतना ही छोड़ता है जितना वह खपत करता है। यानी मांसपेशियों के काम करने के लिए बिल्कुल कुछ नहीं बचा है। हमारे वैज्ञानिक इस बात से अच्छी तरह वाकिफ थे कि इस तरह के जिज्ञासु निष्कर्ष उनकी रिपोर्ट के लिए नहीं थे। इसलिए, उन्होंने अपने बालों पर राख छिड़क दी - वही जला हुआ मल - और वह इसका अंत था।

और अब तक, "भोजन की कैलोरी सामग्री" के बारे में स्थिति किसी प्रकार का हैंगओवर है। यदि आप पोषण विशेषज्ञों से पूछते हैं कि "दो सप्ताह में वजन कम करने की गारंटी" के लिए भोजन के साथ एक दिन में कितनी कैलोरी का सेवन करना चाहिए, तो वे आपको सब कुछ विस्तार से बताएंगे - इसके अलावा, वे इसे सस्ते में लेंगे और पलक नहीं झपकाएंगे. उनका काम ऐसा है… लेकिन हम शिक्षाविदों से पूछते हैं: साईगा चलने, चबाने और अपनी पूंछ उठाने के लिए जितनी कैलोरी का इस्तेमाल करते हैं, वह कहां से आती हैं? और शिक्षाविदों को यह प्रश्न बहुत पसंद नहीं है। दर्द से, वह उनके लिए असहज है। आप उनसे जो अधिकतम प्राप्त कर सकते हैं, वह इस तथ्य की अपील है कि जीवित जीव, वे कहते हैं, सबसे जटिल उच्च संगठित प्रणाली हैं, और इसलिए, वे कहते हैं, अभी तक पर्याप्त अध्ययन नहीं किया गया है। तो आप, चाचा, जीवित जीवों के अध्ययन के ढांचे में, क्या आप ऊपर वर्णित कैलोरीमीटर माप के परिणामों के बारे में चुप हैं? या क्या आप डरते हैं कि जब बच्चे आप पर हंसेंगे तो आपको शरमाना पड़ेगा? ठीक है, यहाँ आपके लिए एक सिद्ध लोक उपचार है: अपने चुकंदर के थूथन को रगड़ें - यदि आप शरमाते हैं, तो यह इतना ध्यान देने योग्य नहीं होगा।

शिक्षाविद इस जीवन में कैसे आए? ठीक है, भले ही चेतन जीव उनके लिए बहुत कठिन हों। लेकिन एक निर्जीव पदार्थ में, जो केवल भौतिक और रासायनिक नियमों की कार्रवाई के अधीन है - तो क्या कैलोरी वाले प्रश्न पूरी तरह से पारदर्शी होने चाहिए? हम उन परिघटनाओं की बात नहीं कर रहे हैं जो त्वरक और कोलाइडर में पाई जाती हैं।ये ऐसी घटनाएं हैं जिन्हें कोई भी अपनी रसोई में पुन: उत्पन्न कर सकता है। ऐसा लगता है कि विशाल व्यावहारिक अनुभव को गर्मजोशी के बारे में पूरी तरह से स्पष्ट विचारों में ढाला जाना चाहिए था। लेकिन हम आपको बताएंगे कि इस अनुभव ने वास्तव में कैसे आकार लिया।

गर्मी की प्रकृति के प्रश्न में प्राचीन दार्शनिक भी दो खेमों में बंटे हुए थे। कुछ का मानना था कि गर्मी एक स्वतंत्र पदार्थ है; यह शरीर में जितना अधिक होता है, उतना ही गर्म होता है। दूसरों का मानना था कि गर्मी पदार्थ में निहित कुछ संपत्ति की अभिव्यक्ति है: पदार्थ की एक निश्चित अवस्था में, शरीर ठंडा या गर्म होता है। मध्य युग में, इन अवधारणाओं में से पहला हावी था, जिसे समझाना आसान है। परमाणु और आणविक स्तरों पर पदार्थ की संरचना की अवधारणाएं तब पूरी तरह से अविकसित थीं - और इसलिए यह एक रहस्य था कि पदार्थ की संपत्ति गर्मी के लिए जिम्मेदार हो सकती है। दार्शनिकों ने भारी बहुमत में, इस रहस्यमय संपत्ति को खोजने की कोशिश करने की जहमत नहीं उठाई - लेकिन, झुंड की वृत्ति के नेतृत्व में, गर्मी की सुविधाजनक अवधारणा को "ऊष्मीय पदार्थ" के रूप में पालन किया।

ओह, उन्होंने कितनी दृढ़ता से इसका पालन किया - लोभी की मांसपेशियों में ऐंठन के लिए। समझें: कैलोरीफ पदार्थ, जैसा कि था, संपर्क में आने पर गर्म से ठंडे निकायों में स्थानांतरित हो जाता है। शरीर में जितनी अधिक कैलोरी होती है, शरीर का तापमान उतना ही अधिक होता है। तापमान क्या है? और यह केवल ऊष्मीय पदार्थ की मात्रा का एक माप है। यदि ऊष्मीय पदार्थ को दाएँ से बाएँ स्थानांतरित किया जाता है, तो तापमान दाएँ तरफ अधिक होता है। और इसके विपरीत। यदि ऊष्मीय पदार्थ को न तो दाएँ या बाएँ स्थानांतरित किया जाता है, तो दाएँ और बाएँ तापमान समान होते हैं। चलो "ऊष्मीय पदार्थ" और "तापमान" की अवधारणाओं को एक तार्किक दुष्चक्र से जोड़ा जाता है, लेकिन अन्यथा सब कुछ अद्भुत था। व्यावहारिक निष्कर्ष निकालना और भी संभव था: शरीर को गर्म करने के लिए, इसमें कैलोरी सामग्री जोड़ना आवश्यक है - इसकी तुलना में जो पहले से ही है। और इस तरह के जोड़ के लिए, अधिक गर्म शरीर की आवश्यकता होती है, अन्यथा ऊष्मीय पदार्थ स्थानांतरित नहीं होगा। चमक! इन्हीं विचारों के आधार पर कार्यशील ताप इंजन बनाए गए! ऊष्मीय पदार्थ की अविनाशीता का सिद्धांत भी सूत्रबद्ध किया गया था, अर्थात, वास्तव में, ऊष्मा के संरक्षण का नियम!

बेशक, आज हमारे लिए इन मध्ययुगीन विचित्रताओं के भोलेपन के बारे में बात करना आसान है। आज हम जानते हैं कि ऊष्मा ऊर्जा के रूपों में से एक है, और ऊर्जा के संरक्षण का नियम इसके किसी एक रूप के लिए काम नहीं करता है। यह नियम ऊर्जा के लिए समग्र रूप से काम करता है - इस तथ्य को ध्यान में रखते हुए कि ऊर्जा के कुछ रूपों को दूसरों में परिवर्तित किया जा सकता है। लेकिन उस युग में जब ऊष्मीय पदार्थ को ब्रह्मांड का एक अभिन्न अंग माना जाता था, इसकी अविनाशीता के सिद्धांत ने, सार्वभौमिक दायरे के दावों के कारण, दार्शनिकों को विस्मय में डाल दिया। इस सिद्धांत की प्रायोगिक पुष्टि के लिए - सच है, सार्वभौमिक पर नहीं, बल्कि स्थानीय स्तर पर - दोहरे तल वाले इन बक्सों, जिन्हें कैलोरीमीटर कहा जाता है, का आविष्कार किया गया और उन्हें उपयोग में लाया गया।

यह आश्चर्यजनक है: वैज्ञानिक और तकनीकी प्रगति के क्रम में, यांत्रिक स्टॉपवॉच से, उन्होंने पहले क्वार्ट्ज पर स्विच किया, और फिर परमाणु घड़ियों में, पृथ्वी-मापने वाले टेप से वे लेजर रेंजफाइंडर पर स्विच किए, और फिर जीपीएस रिसीवर के लिए - और केवल कैलोरीमीटर बदल गए प्रत्यक्ष निर्धारण तापीय प्रभावों के मामले में बिल्कुल अपूरणीय होना। अब तक, कैलोरीमीटर अपने उपयोगकर्ताओं की ईमानदारी से सेवा करते हैं: उपयोगकर्ता उन पर विश्वास करते हैं और सोचते हैं कि उनकी मदद से वे सच्चाई जानते हैं। और मध्य युग में उनके लिए प्रार्थना की गई, बुरी नजर से बचाया गया, और यहां तक कि धूप से भी धूमिल किया गया - हालांकि, इससे ज्यादा मदद नहीं मिली। यहां देखें: अध्ययन के तहत प्रक्रिया गर्मी-संचालन वाली दीवारों के साथ एक गिलास में आगे बढ़ी, जो एक बफर पदार्थ से भरे बड़े गिलास के अंदर थी। यदि, अध्ययन की प्रक्रिया के दौरान, उष्मीय पदार्थ को छोड़ा या अवशोषित किया गया, तो बफर पदार्थ का तापमान क्रमशः बढ़ा या घटा।दोनों मामलों में मापा गया मान अध्ययन के तहत प्रक्रिया से पहले और बाद में बफर पदार्थ का तापमान अंतर था - यह अंतर थर्मामीटर का उपयोग करके निर्धारित किया गया था। वोइला! सच है, थोड़ी सी कठिनाई का शीघ्र पता चल गया। माप को एक ही परीक्षण प्रक्रिया के साथ दोहराया गया था, लेकिन विभिन्न बफर पदार्थों के साथ। और यह पता चला कि विभिन्न बफर पदार्थों के समान वजन, समान मात्रा में कैलोरी पदार्थ प्राप्त करते हुए, विभिन्न मात्रा में डिग्री से गर्म होते हैं। दो बार सोचने के बिना, थर्मल मामलों के स्वामी ने विज्ञान में पदार्थों की एक और विशेषता पेश की - गर्मी क्षमता। यह काफी सरल है: उस पदार्थ के लिए ऊष्मा क्षमता अधिक होती है जिसमें अधिक ऊष्मीय पदार्थ होता है ताकि समान संख्या में डिग्री तक गर्म किया जा सके, अन्य सभी चीजें समान हों। रूको रूको! फिर, कैलोरीमीटर विधि द्वारा थर्मल प्रभाव को निर्धारित करने के लिए, बफर पदार्थ की गर्मी क्षमता को पहले से जानना आवश्यक है! आपको कैसे मालूम? गर्मी के उस्तादों ने बिना तनाव के इस सवाल का जवाब भी दिया। उन्होंने जल्दी से महसूस किया कि उनके बक्से दोहरे उद्देश्य वाले उपकरण हैं जो न केवल थर्मल प्रभावों को मापने के लिए उपयुक्त हैं, बल्कि गर्मी क्षमता भी हैं। आखिरकार, यदि आप बफर पदार्थ के तापमान के अंतर को मापते हैं और इसके द्वारा अवशोषित गर्मी पैदा करने वाले पदार्थ की मात्रा को जानते हैं, तो वांछित गर्मी क्षमता आपकी चांदी की थाली पर है! और ऐसा हुआ: थर्मल प्रभावों को गर्मी क्षमताओं के ज्ञान के आधार पर मापा जाता था, और थर्मल प्रभावों के माप के आधार पर गर्मी क्षमताओं को पहचाना जाता था। और अगर किसी ने, द्वेष से नहीं, बल्कि विशुद्ध रूप से जिज्ञासा से पूछा: "आपने पहले क्या मापा - गर्मी या गर्मी क्षमता?" - तब उसे इस भावना से उत्तर दिया गया: "सुनो, होशियार आदमी, पहले क्या आया - मुर्गी या अंडा?" - और बुद्धिमान व्यक्ति समझ गया कि उसे मूर्खतापूर्ण प्रश्न नहीं पूछने चाहिए।

संक्षेप में: यदि आप मूर्खतापूर्ण प्रश्न नहीं पूछते हैं, तो कैलोरीमीटर पद्धति में सब कुछ ठीक था, एक अति सूक्ष्म अंतर को छोड़कर। प्रारंभ से ही, यह विधि इस मुख्य अभिधारणा पर आधारित थी कि ऊष्मीय पदार्थ केवल अधिक गर्म पिंडों से कम गर्म पिंडों में प्रवाहित होने में सक्षम है। तब किसी ने एक साधारण बात के बारे में नहीं सोचा था: यदि यह मुख्य पद सही है, तो समय के साथ सभी पिंडों का तापमान बराबर हो जाएगा - और, जैसा कि वे कहते हैं, आमीन। हालांकि, अगर किसी ने इसके बारे में सोचा होता, तो वे उस पर उचित रूप से आपत्ति जताते कि भगवान की योजना में ऐसी मूर्खता नहीं हो सकती - और इस पर सभी शांत हो जाते।

एक शब्द में, विज्ञान में ऊष्मीय पदार्थ की अवधारणा को आराम से गर्म किया जाता है। इसलिए, हमारे लोमोनोसोव, अपनी देहाती सादगी के साथ, इस आदर्श में फिट नहीं हुए। आखिरकार, उन्होंने कुछ अवधारणाओं का पालन नहीं किया, उन्होंने उन पर शोध किया - और बदले में अधिक पर्याप्त लोगों की पेशकश की। "गर्मी और ठंड के कारण पर प्रतिबिंब" (1744) में लोमोनोसोव ने स्पष्ट रूप से गर्मी का कारण तैयार किया - जो शरीर के कणों का "" है। वैसे, उन्होंने तुरंत एक अभूतपूर्व निष्कर्ष निकाला: ""। आज, एक अधिक उच्च वैज्ञानिक शब्द का उपयोग किया जाता है - "पूर्ण शून्य तापमान", लेकिन लोमोनोसोव के नाम का उल्लेख नहीं किया गया है। आखिर उनमें ऊष्मीय पदार्थ की अवधारणा को नष्ट करने की नासमझी थी! तो उन्होंने लिखा कि दार्शनिकों ने नहीं दिखाया - ""। "" यदि दार्शनिकों ने क्वांटम यांत्रिकी के तरीकों का इस्तेमाल किया होता, तो वे किसी तरह के "थर्मल फ़ंक्शन में कमी" के साथ आते। हालाँकि, सभी "मध्ययुगीन अश्लीलता" के लिए, इसे इतना स्पष्ट रूप से मूर्खतापूर्ण माना जाता था - यह बीसवीं शताब्दी में ही आम हो गया था। अभी भी एक लंबा इंतजार था … और लोमोनोसोव ने निम्नलिखित भ्रम को सुलझाया - "कैलोरीफिक मैटर" के वजन के बारे में। ""। काश, जाने-माने रॉबर्ट बॉयल ने कुछ गलत किया है: जब धातु को भुना जाता है, तो उस पर स्केल बन जाता है, और नमूने का वजन बढ़ जाता है - लेकिन ऑक्सीडेटिव प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप जोड़े गए पदार्थ के कारण। "", इसके अलावा, ""। लेकिन लोमोनोसोव ने भी "" को नियंत्रित किया।

इन विनाशकारी तर्कों की तुलना में, ऊष्मीय पदार्थ का पूरा सिद्धांत बचकाना प्रलाप था - यहाँ तक कि रासायनिक प्रयोगशालाओं के प्रशिक्षु भी इसे समझते थे।लेकिन अकादमिक आकाओं ने लोमोनोसोव की सच्चाई को नहीं पहचाना - उन्होंने बुद्धिमानी से एक घातक चुप्पी रखी। "मामले पर, हमारे पास बहस करने के लिए कुछ भी नहीं है," उन्होंने सोचा। "लेकिन ऐसा नहीं हो सकता कि हम सब मूर्ख हैं, और वह अकेला एक प्रतिभाशाली है।" इसके अलावा, यह विचार जुनूनी रूप से सभी अकादमिक प्रमुखों के मन में आया। यद्यपि शिक्षाविद एक समझौते पर नहीं आए, बाहरी रूप से यह एक सौ डॉलर की विश्व साजिश के रूप में प्रकट हुआ। और वे सभी सबसे ईमानदार और महान लोग थे। चयन के लिए - एक दूसरे अधिक ईमानदार और महान हैं। एक ईमानदार ने एक ईमानदार को चलाया और एक नेक को।

यूलर को ही लें, जिसे लोमोनोसोव का मित्र माना जाता था। जब पेरिस एकेडमी ऑफ साइंसेज ने गर्मी की प्रकृति पर सर्वश्रेष्ठ काम के लिए एक प्रतियोगिता की घोषणा की, तो उसने प्रतियोगिता जीती और यूलर पुरस्कार प्राप्त किया, जिन्होंने प्रस्तुत कार्य में लिखा: "" (1752)। लेकिन यह यूलर मामला एक अपवाद था। बाकी "ईमानदार और महान" चुप रहे और धैर्यपूर्वक लोमोनोसोव (1765) की मृत्यु का इंतजार कर रहे थे। और उसके बाद ही, वफादार होने के लिए और सात साल इंतजार करने के बाद, उन्होंने फिर से कैलोरी सामग्री के बारे में अपनी हड़बड़ी शुरू कर दी। आप देखिए, यह स्वीकार करना असंभव था कि लोमोनोसोव सही था। अब, अगर उसने कोई छोटा काम किया होता - उदाहरण के लिए, उसी बॉयल के भ्रम को उजागर किया, और बस इतना ही - तो लोमोनोसोव का नियम अब पाठ्यपुस्तकों में होगा, जैसा कि बॉयल-मैरियोट कानून है। और लोमोनोसोव दूर हो गया और उस समय के सभी विज्ञानों को उखाड़ फेंका। सहमत हूँ, पाठ्यपुस्तकों में "लोमोनोसोव का पहला नियम", "लोमोनोसोव का दूसरा नियम", आदि न लिखें। - जब स्कोर कई दहाई में चला जाता है! भ्रमित हो जाएंगे छात्र! यही कारण है कि ताजा प्रायोगिक तथ्य, जिनकी व्याख्या कैलोरीफिक पदार्थ की भावना से की जा सकती है, एक धमाके के साथ पारित हुए।

और कुछ तथ्य हैं। उन दिनों, प्रकृतिवादियों का एक फैशन था: ठंडे पानी की इतनी और इतनी मात्रा को गर्म पानी के साथ मिलाना - और मिश्रण का परिणामी तापमान निर्धारित करना। अनुभव ने रिचमैन के सूत्र की पुष्टि की: तापमान का मान एक भारित औसत था - विशेष मामले में, समान मात्रा में ठंडे और गर्म पानी के साथ, यह अंकगणितीय औसत था। और इसलिए: केमिस्ट ब्लैक, और फिर केमिस्ट विल्के ने भी गर्म पानी को ठंडे पानी के साथ नहीं, बल्कि बर्फ के साथ मिलाने के मामले के लिए रिचमैन फॉर्मूला की जाँच करना शुरू किया - यह तय करते हुए कि, गलनांक पर, "वह बर्फ, वह पानी एक बकवास है"। नतीजा सामने आया- आज पक्के तौर पर कहा जा सकता है-बिल्कुल मन को झकझोर देने वाला। 0. पर प्रारंभिक बराबर बर्फ भार के मामले में अंतिम पानी का तापमान^हेसी और पानी 70. पर^हेC अंकगणित माध्य से बहुत दूर निकला - यह 0. के बराबर निकला^हेएस मन-उड़ाने वाले? और तब! दिमाग इतने काले थे कि उन्होंने उत्साह से खुद को "पिघलने वाली बर्फ की गुप्त गर्मी" की अवधारणा को दे दिया। इस अवधारणा के अनुसार, बर्फ को पिघलाने के लिए, इसे पिघलने वाले तापमान तक गर्म करना पर्याप्त नहीं है, जिसके लिए इसकी ऊष्मा क्षमता के अनुसार एक निश्चित मात्रा में ऊष्मीय पदार्थ को संप्रेषित करने की आवश्यकता होगी - यह भी होगा बर्फ में एक अतिरिक्त भारी मात्रा में कैलोरीफ पदार्थ को फैलाने के लिए आवश्यक है, जो पिघलने के लिए ही जाएगा। सच है, पिघलने के दौरान, बर्फ का तापमान नहीं बदलता है, और थर्मामीटर इस अतिरिक्त कैलोरीफ पदार्थ पर प्रतिक्रिया नहीं करते हैं - यही कारण है कि पिघलने की गर्मी को "अव्यक्त" कहा जाता है। सब कुछ सोचा हुआ है! और, सबसे महत्वपूर्ण बात, अनुभव पुष्टि करता है: जहां, वे कहते हैं, पानी की गर्मी की आपूर्ति 70. पर जाती है^हेसी, अगर बर्फ नहीं पिघल रही है?! इस प्रकार हमने संलयन की गुप्त ऊष्मा का संख्यात्मक मान ज्ञात किया। शिक्षाविद खुशी से रो पड़े - इस तथ्य पर अपनी आँखें बंद कर लेते हैं कि ब्लैक एंड विल्के का तर्क अपरिहार्य प्रारंभिक धारणा के तहत काम करता है: प्रकृति में गर्मी की मात्रा संरक्षित है। इस भ्रमपूर्ण धारणा के साथ, ब्लैक एंड विल्के के परिणामों ने वास्तव में कैलोरीफिक पदार्थ की उपस्थिति की पुष्टि की। सब कुछ फिर से शुरू हो गया। हालांकि, लोमोनोसोव के प्रयास व्यर्थ नहीं थे: वर्तमान कैलोरीफ पदार्थ को वजन की अनुपस्थिति के रूप में ऐसी विशिष्ट संपत्ति के लिए जिम्मेदार ठहराया गया था - अन्यथा, वास्तव में, यह मजाकिया निकला। और उन्होंने कैलोरीफिक पदार्थ के बजाय, एक भारहीन कैलोरीफ द्रव जारी किया, जिसके लिए उन्होंने एक उपयुक्त नाम चुना: कैलोरी। और वे पहले से ज्यादा खूबसूरत होती गईं।

हम इस बारे में इतने विस्तार से क्यों बात कर रहे हैं? क्योंकि यह जानना उपयोगी है कि भौतिकी में समग्र परिवर्तनों की गुप्त गर्मी के बारे में यह खेल कैसे दिखाई दिया - जिसे अभी भी एक वैज्ञानिक सत्य माना जाता है। हमें इस "सत्य" की "वैज्ञानिक प्रकृति" के बारे में कुछ शब्द कहना होगा।

कल्पना कीजिए: कैलोरीमीटर के आंतरिक गिलास में पानी और बर्फ होते हैं - एक दूसरे के साथ और एक बफर पदार्थ के साथ थर्मल संतुलन में। तापमान में एक नगण्य वृद्धि, तथाकथित तक। लिक्विडस पॉइंट - और बर्फ और पानी के बीच चरण संतुलन का उल्लंघन होगा: बर्फ पिघलना शुरू हो जाएगी। इस पिघलने के लिए गर्मी कहाँ से आएगी? एक बफर पदार्थ से, या क्या? लेकिन तब इसका तापमान गिर जाएगा, और गर्मी का प्रवाह "पिघलने के लिए" बंद हो जाएगा। वास्तव में, सारी बर्फ पिघल जाएगी और तापमान तरल बिंदु पर बना रहेगा। कांड!

हो सकता है कि आज के शिक्षाविद इस परिणाम को किसी प्रकार का कष्टप्रद अपवाद मानते हैं, क्योंकि अन्य मामलों में, वे कहते हैं, अंत पूरी तरह से मिलते हैं - उदाहरण के लिए, ताऊ-सेटी स्टार के थर्मल संतुलन की गणना करते समय। नहीं, प्रियों, आप यहां "अपवाद" के साथ नहीं उतरेंगे। आपकी राय में, खुले जल निकायों में बर्फ का निर्माण भी एक थर्मल प्रभाव के साथ होना चाहिए - केवल अब वही "संलयन की गर्मी" जारी की जानी चाहिए। आप, मेरे प्रियजनों, ने यह पता लगाने में कठिनाई की - इसका क्या परिणाम होना चाहिए? बर्फ नीचे से बढ़ती है, और बर्फ की तापीय चालकता पानी से भी बदतर परिमाण के दो क्रम हैं। इसलिए, व्यावहारिक रूप से सभी "संलयन की गर्मी" को बर्फ के नीचे पानी में छोड़ा जाना चाहिए। यदि हम संदर्भ मूल्यों को विचाराधीन मामले के लिए सरलतम ताप संतुलन समीकरण में प्रतिस्थापित करते हैं, तो यह पता चलता है कि बर्फ की 1 मिमी परत के गठन से आसन्न 1 मिमी पानी की परत 70 डिग्री (और ए 0.5 मिमी पानी की परत - जितना 140 डिग्री; हालाँकि, पहले से ही 100. पर^हेउबालना शुरू हो जाएगा)। आपको यह परिणाम कैसा लगा, प्रियों? शायद आप कहेंगे कि हमने पानी के ऊष्मीय मिश्रण को व्यर्थ नहीं माना है? दरअसल, 0. की सीमा में^हे चार तक^हेसी, गर्म पानी डूबता है, और ठंडा पानी ऊपर उठता है। क्या एक! लेकिन, इस तरह के मिश्रण की स्थितियों में भी, अगर पानी की सतह पर गर्मी का स्रोत होता है, तो ऊपर का पानी नीचे की तुलना में गर्म होगा। वास्तव में, बर्फ के नीचे पानी में ठेठ आर्कटिक तापमान प्रोफ़ाइल इस प्रकार है: बर्फ के संपर्क में पानी का तापमान हिमांक के करीब होता है, और जैसे-जैसे गहराई बढ़ती है (एक निश्चित परत के भीतर), तापमान बढ़ता है। यह स्पष्ट प्रमाण है: बर्फ से पानी में गर्मी का प्रवाह नहीं होता है, यहाँ तक कि बढ़ती बर्फ से भी। समुद्र विज्ञानियों ने इसे बहुत पहले महसूस किया था, इसलिए उन्होंने ऐसे मूर्ख का आविष्कार किया: ""। यह गर्माहट आगे क्या करती है, जिसकी गणना क्षेत्रीय पैमाने पर खरबों किलोकैलोरी में की जाती है - समुद्र विज्ञानी अब इसकी परवाह नहीं करते हैं; वायुमंडलीय इंजीनियरों को इस गर्मी से और निपटने दें। कोई यह सोच सकता है कि समुद्र विज्ञानी यह नहीं जानते हैं कि बर्फ की तापीय चालकता पानी से भी बदतर परिमाण के दो क्रम हैं। जहां, कोई आश्चर्य करता है, आर्कटिक अभियान बार-बार बढ़ रहे हैं, और जलविज्ञानी वहां मौसम विज्ञानियों के साथ क्या कर रहे हैं - क्या वे बर्फ की मूर्तियों को काट रहे हैं, या क्या?

और यह सुनिश्चित करने के लिए आर्कटिक में जाने की कोई आवश्यकता नहीं है कि पानी के जमने पर कोई गर्मी न निकले। टीवी पर, मिथबस्टर्स ने अत्यधिक प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य अनुभव दिखाया। सुपरकूल्ड लिक्विड बियर की एक बोतल रेफ्रिजरेटर से बड़े करीने से ली गई है। आप इस बोतल पर प्रहार करें - और इसमें मौजूद बीयर कुछ ही सेकंड में बर्फ के टुकड़ों में जम जाती है। और बोतल ठंडी रहती है … इस अनुभव में जबरदस्त लोकप्रिय शक्ति है। मुख्य शब्द: "गर्म, ठंडा, बोतल, बीयर" - सब कुछ बहुत समझदार है। आज के शिक्षाविदों के लिए भी।

कल्पना कीजिए कि इन शिक्षाविदों के लिए यह कितना कठिन है: चूंकि "संलयन की गुप्त गर्मी" नहीं है, इसलिए आपको न केवल सातवीं कक्षा के लिए भौतिकी को फिर से लिखना होगा, बल्कि बहाने भी बनाने होंगे - कैसे कुछ मध्ययुगीन रसायनज्ञों ब्लैक एंड विल्के ने उन्हें बरगलाया। और अगर शिक्षाविद अभी भी उस चाल के रहस्य को नहीं समझते हैं तो कोई खुद को कैसे सही ठहरा सकता है? ठीक है, चलिए आपको दिखाते हैं। रहस्य यह है कि बर्फ 0. पर^हेगर्म पानी में मिलाने के बाद, यह अपना तापमान नहीं बढ़ाता है: यह स्थिर तापमान पर पिघलता है। और जब तक यह पूरी तरह से पिघल नहीं जाता, यह शीतलन का एक स्रोत है: इसके संपर्क में पानी, जो पहले गर्म था, गर्म हो जाता है, फिर ठंडा हो जाता है, फिर बर्फ … बर्फ के बराबर शुरुआती भार के साथ 0^हेसी और पानी 70. पर^हे, सभी परिणामी पानी 0. पर होगा^हेसी. मामला, जैसा कि आप देख सकते हैं, सरल है। लेकिन नहीं, वे हमसे स्पष्टीकरण मांग रहे हैं - लेकिन वे कहते हैं कि गर्म पानी की गर्मी कहां थी? मित्रों, यह प्रश्न प्रासंगिक होगा कि क्या प्रकृति में ऊष्मा संरक्षण का नियम कार्य करता है। लेकिन तापीय ऊर्जा संरक्षित नहीं है: यह स्वतंत्र रूप से ऊर्जा के अन्य रूपों में परिवर्तित हो जाती है। नीचे हम बताएंगे कि एक बंद प्रणाली अपने तापमान को बदलने में काफी सक्षम है - और यहां तक कि विभिन्न तरीकों से भी।

और जहां तक पदार्थ के पिघलने के रूप में इस तरह के एक समग्र परिवर्तन के लिए, यह स्पष्ट है कि इसे किसी "गुप्त गर्मी" की आवश्यकता नहीं है। नमूने को उसके गलनांक तक गर्म करें - और यदि आवश्यक हो तो इसे बनाए रखें - और नमूना बिना सहायता के पिघल जाएगा। फिल्म महाकाव्य "द लॉर्ड ऑफ द रिंग्स" देखने वालों को शायद रिंग ऑफ ओम्निपोटेंस के अंतिम सेकंड याद हैं। यह "अग्नि-श्वास पर्वत" के मुहाने में गिर गया - और अब यह वहीं पड़ा है, झूठ है … गर्म होता है, गर्म होता है … और अंत में - एक चॉम्प! और एक अंगूठी के बजाय - पहले से ही बूंदों को फैला रहा है। यह सीन फिल्म निर्माताओं के लिए काफी सफल रहा था। हकीकत का पूरा एहसास!

(अंगूठी के साथ एक अंश लिंक पर देखा जा सकता है:

सोने में अच्छी तापीय चालकता होती है, और अंगूठी छोटी थी, इसलिए यह एक ही बार में पूरी तरह से गर्म हो गया। और, तुरंत पूरी मात्रा में इसे गलनांक तक गर्म किया गया - तुरंत और पिघल गया, बिना अनावश्यक गर्मी की मांग के। वैसे, स्क्रैप धातु के हीटिंग के प्रत्यक्षदर्शी, उदाहरण के लिए, प्रेरण भट्टियों में एल्यूमीनियम, गवाही देते हैं: यह धीरे-धीरे पिघलता नहीं है, बूंद से गिरता है - इसके विपरीत, उभरे हुए टुकड़े अपने पूरे वॉल्यूम में तुरंत तैरने और बहने लगते हैं। बर्फ के मामले में, पिघलने के लिए अनावश्यक गर्मी की मांग का अभाव केवल इसलिए स्पष्ट नहीं है क्योंकि बर्फ की तापीय चालकता धातुओं की तुलना में बहुत खराब है। इसलिए बर्फ धीरे-धीरे पिघलती है, बूंद-बूंद करके। लेकिन सिद्धांत वही है: क्या पिघलने बिंदु तक गरम किया जाता है - फिर तुरंत पिघल जाता है।

ओ.ख. डेरेवेन्स्की

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