ТЕПЛОТА 1 страница

 

Как мы видели, существуют две формы, в которых исчезает механическое движение, живая сила. Первая это – ее превращение в механическую, потенциальную энергию путём например поднимания какого-нибудь груза. Эта форма отличается той особенностью, что она не только может превратиться обратно в механическое движение – и притом механическое движение, обладающее той же самой живой силой, что и первоначальное движение, – но также и той, что она способна лишь на эту единственную перемену формы. Механическая, потенциальная энергия никогда не может произвести теплоты или электричества, если только она предварительно не перешла в действительное механическое движение. Это, пользуясь термином Клаузиуса, «обратимый процесс».

Вторая форма исчезновения механического движения происходит в случае трения и удара, отличающихся друг от друга только по степени. Трение можно рассматривать как ряд маленьких ударов, происходящих друг за другом и друг подле друга, удар можно рассматривать как концентрированное в одном месте и на один момент трение. Трение – это хронический удар, удар – острое трение. Исчезающее здесь механическое движение исчезает как таковое. Его нельзя восстановить обратно из него самого: процесс не обратим непосредственным образом. Движение превратилось в качественно отличные формы движения, в теплоту, в электричество – в формы молекулярного движения.

Таким образом трение и удар приводят от молярных движений, предмета механики, к молекулярному движению, предмету физики.

Назвав физику механикой молекулярного движения, мы тем не менее не забываем, что это выражение вовсе не охватывает всей области современной физики. Наоборот, эфирные колебания, обусловливающие явления света и лучистой теплоты, наверное не являются молекулярными движениями в современном смысле слова. Но их земные действия затрагивают прежде всего молекулы. Преломление света, поляризации света и т. д. обусловлены молекулярным составом соответственных тел. Точно так же почти все крупнейшие исследователи рассматривают теперь электричество как движение эфирных частиц, а о теплоте Клаузиус говорит даже, что в «движении весомых атомов (лучше было бы сказать молекул) может принимать участие и находящийся в теле эфир» (Mechan, Warmetheorie, I, стр. 22) [162]. Но в случае электрических и тепловых явлений снова приходится прежде всего рассматривать молекулярные движения: это и не может быть иначе, пока наше знание эфира столь недостаточно. Но когда мы сумеем дать механику эфира, то в нее разумеется войдет к многое такое, что теперь по необходимости включается вфизику.

 

 

Ниже мы поговорим о физических процессах, при которых изме-няется или дажа совсем уничтожается структура молекулы. Они образуют переход от физики к химии.

Только с молекулярным движением изменение формы движения приобретает полную свободу. В то время как на границе механики молярное движение может принимать другие формы только по-рознь -— теплоту или электричество, – здесь перед нами совершенно другое разнообразие изменения формы; теплота переходит в электричество в термоэлементе, становится тожественной со светом, на известной ступени излучения производит со своей стороны снова механическое движение; электричество и магнетизм, образующие такую же пару близнецов, как теплота и свет, не только переходят друг в друга, но переходят и в теплоту, и в свет, а также в механическое движение. И это происходит согласно столь определенным отношениям, что мы можем выразить данное количество одного из этих видов энергии в любом другом -— в килограммо-метрах, в единицах теплоты, в вольтах – и можем переводить любую меру в любую другую.

Практическое открытие превращения механического движения в теплоту так старо, что от него можно считать начало человеческой истории. Как бы ни были велики предшествовавшие этому открытия, – в виде изобретения орудий и приручения животных, -— но только научившись добывать огонь с помощью трения, люди впервые подчинили себе неорганическую силу пркроды. Какое впечатление произвело на мысль человечества это гигантское открытие, еще показывают современные народные суеверия. Еще долго спустя после введения в употребление бронзы и железа праздновалось открытие каменного ножа, этого первого орудия: все религиозные жертвоприношения совершались с помощью каменного ножа. По еврейскому преданию, Иисус Навин приказал совершить обрезание над родившимися в пустыне мужчинами при помощи каменных ножей; кельты и германцы пользовались в своих человеческих жертвоприношениях только каменными ножами. Но все это давно забыто, чего нельзя сказать об огне, получаемом при помощи трения. Долго спустя после того, как люди ознакомились с другими способами получения огня, всякий священный огонь должен был у большинства народов добываться путем трения. Еще и поныне, согласно народному поверью большинства европейских стран, чудотворный огонь (например у нас огонь для заклинаний против поветрия на животных) может быть зажжен лишь при помощи трения. Таким: образом еще и в наше время благодарная память о первой победе человека над природой продолжает полубес-сознательно жить в народном суеверии, в остатках язычески-мифологических воспоминаний у образованнейших народов на земле.

Однако процесс, совершающийся при добывании огня трением, еще носит односторонний характер. Здесь механическое движение превращается в теплоту. Чтобы завершить этот процесс, надо до- биться обратного превращения этой теплоты в механическое движение, ибо только в этом случае удовлетворяется диалектика процесса и процесс замыкается – по крайней мере на первых порах – в круге. Но у истории свой собственный темп движения, и какой бы диалекти-

 

 

ческий вид ни имел ход ее, по диалектике приходится часто довольно долго дожидаться истории. Вероятно прошли десятки тысяч лет со времени открытия добывания огня трением, до того как Герон Александрийский (около 120 г.) изобрел машину, которая приводилась во вращательное движение выходящим из нее водяным паром. И прошло еще снова почти две тысячи лет, пока не была построена первая паровая машина, первый прибор для превращанпя теплоты в действительно полезное механическое движение.

Паровая машина была первым действительно интернациональным открытием, и факт этот в свою очередь свидетельствует об огромном историческом прогрессе. Паровую машину изобрел француз Папин, но в Германии. Немец Лейбниц, рассыпая вокруг себя, как всегда, гениальные идеи без заботы о том, припишут ли заслугу этого ему или другим, – Лейбниц, как мы знаем теперь из переписки Папина (изданной Герляндтом) [163], подсказал ему основную идею этой машины – применение цилиндра и поршня. Вскоре после этого англичане Сэвери и Ньюкомен придумали подобные же машины; наконец их земляк Уатт, введя отдельный конденсатор, придал паровой машине в принципе ее современный вид. Круговорот открытий в этой области закончился: удалось достигнуть превращения теплоты в механическое движение. Все дальнейшее было только улучшением деталей.

Итак практика по-своему решила вопрос об отношениях между механическим движением и теплотой. Она сперва превратила первое во вторую, а затем вторую в первое. Но какова была при этом роль теории? Довольно печальная. Хотя именно в XVII и XVIII столетиях бесчисленные описания путешествий кишели рассказами одиких народах, не знавших другого способа произведения теплоты, кроме трения, но физики этим почти совершенно не интересовались; с таким же равнодушием откосились они в течение всего XVIII в. и первых десятилетий XIX в. к паровой машине. В большинстве случаев они ограничивались простым регистрированием фактов.

Наконец в двадцатых годах Сади Карно заинтересовался этим вопросом и разработал его очень искусным образом, так что вычисления его, которым Клапейрон придал геометрическую форму, сохранили свое значение и до нынешнего дня и были использованы в работах Клаузиуса и Клерк-Максвелла. Он добрался почти до сути дела;

окончательно решить вопрос ему помешало не отсутствие фактического материала, а предвзятая ложная теория, и притом ложная теория, которая была навязана физикам не какой-нибудь злокозненной философией, а придумана ими самими при помощи их собственного натуралистического метода мышления, столь превосходящего метафизически-философствующий метод.

В XVII столетии теплота считалась – по крайней мере в Англии – свойством тел, «движением особого рода, природа которого никогда не была объяснена удовлетворительным образом». Так называет ее Т. Томсон за два года до открытия механической теория теплоты (Outline of the Sciences of Heat and Electricity, 2-nd edition, London 1840)[164]. Но в XVIII столетии все более и более завоевывал себе господство взгляд, что теплота, как и свет, электричество, магнетизм, – это особое вещество, и все эти своеобразные вещества отличаются от обычной материн тем, что они не обладают весом, что они невесомы.

 

 

ЭЛЕКТРИЧЕСТВО *

 

Электричество, подобно теплоте, только в другом виде <хотя и в более высокой степени>, в своем роде вездесуще. На земле не происходит почти ни одной перемены, не сопровождаемой каким-нибудь электрическим явлением. При испарении воды, при горении пламени, при соприкосновении двух различных или разно нагре-тых металлов, при соприкосновении железа и раствора медного ку-пороса и т. д. происходят, наряду с видимыми для глаза физиче-скими и химическими явлениями, одновременно и электрические процессы. Чем тщательнее мы изучаем различные процессы в при-роде, тем чаще наталкиваемся при этом на следы электричества. Но несмотря на эту вездесущность электричества, несмотря на то, что за последние полвека оно все больше и больше становится на службу человеческой промышленности, оно является именно той формой движения, насчет существа которой царит еще величайшая неясность. Открытие гальванического тока произошло почти за 25 лет до открытия кислорода <несколько лет спустя после открытия атомных весов> и имело для учения об электричестве по меньшей мере такое же значение, как открытие кислорода <и атомных весов> для химии. Однако какое огромное различие наблюдается еще и в наше время между обеими этими областями! В химии, благо-даря в особенности дальтоновскому открытию атомных весов, мы находим порядок, относительную устойчивость раз полученных результатов и систематический, почти планомерный натиск на не-изведанные еще области, похожий на правильную осаду какой-нибудь крепости. В учении же об электричестве мы имеем перед собой хаотическую массу старых, ненадежных, ни подтвержденных окончательно, ни опровергнутых окончательно экспериментов, ка-кое-то неуверенное топтание во мраке, плохо связанные друг с дру-гом исследования и опыты многих отдельных ученых, атакующих неизвестную область врассыпную, подобно кочевьм племенам. В самом деле, в области электричества еще предстоит только сделать открытие, подобное открытию Дальтона, которое даст всей науке средоточие, а исследованию – прочную <количественную> основу. Благодаря этому рыхлому, разлезлому состоянию учения об элек-тричестве, делающему пока невозможным установление какой-нибудь всеобъемлющей теории, и возможно то, что в этой области царит одно-

* В фактической стороне изложения мы опираемся в этой главе преиму-щественно на Видемана, Lehre vom Galvanismus und Elektromagnetismus, 2 Bd in 3 Abt., 2 Aufl., Braunschweig 1874.

В Nature [165] от 15 июня 1882 г. отмечен этот «замечательный трактат, кото-рый в выходящсм теперь издании, с приложением об электричестве, предста- вляет собой самый значительный из существующих экспериментальных трак-татов по электричеству». [Псрчый абзац этого примечания Энгельс зачеркнул, но впоследствии изменил решенис и добавил второй абзац.]

 

 

сторонний эмпиризм, тот эмпиризм, который запрещает даже себе, самому мышление, который именно поэтому не только мыслит ошибочно, но и оказывается не и состоянии верно следовать за фактами или хотя бы только верно излагать их, и который следовательно превращается в нечто противоположное действительной эмпирии.

Можно было бы вообще порекомендовать господам естествоис-пытателям, не перестающим злословить по поводу нелепых априор-ных спекуляций немецкой натурфилософии, чтение произведений физиков эмпирической школы, современных работам натурфилософов или даже более поздних. Но в особенности это относится к учению об электричестве. Возьмем относящуюся к 1840 г. работу: An Outline of the Sciences of Heat and Electricity by Thomas Thomson [166]. Автор ее был в свое время авторитетом; кроме того в его распоряжении была уже значительная часть трудов величайшего до настоящего времени исследователя в области электричества Фарадея. И однако в его книге содержится по меньшей мере столько же нелепостей, сколько и в соответствующем отделе гораздо более ранней по вре-мени гегелевской натурфилософии. Так например описание электри-ческой искры можно было бы принять просто за перевод соответст-вующего места у Гегеля [167]. И у Томсона и у Гегеля рассказываются те удивительные вещи, которые находили в электрической искре до познания действительной природы и многообразия форм ее и в которых теперь видят по большей части частные случаи или же за-блуждения. Мало того, Томсон приводит на стр. 446 самым серьезным образом сказки Дессеня, будто в случае поднимания барометра и опускания тepмометра стекло, смола, шелк и т. д. заряжаются при погружении в ртуть отрицательным образом, в случае же опускания барометра и поднимания термометра – положительным образом; будто золото и некоторые другие металлы становятся летом, при согревании, электроположительными, а при охлаждении – электро-отрицательными, зимою же наоборот; будто при высоком давлении и северном ветре они сильно электризуются – положительным образом при повышении температуры, отрицательным при падении ее и т. д. Таковы факты, приводимые в книге Томсона. Что же ка-сается априорной спекуляции, то Томсон преподносит нам следую-щую теорию электрической искры, автором которой является не кто иной, как Фарадей: «Искра это – разряд, или ослабление поляри-зованного индукционного состояния многих диэлектрических час-тиц, благодаря своеобразному действию некоторых из этих час-тиц, занимающих крайне небольшое и ограниченное пространство. Фарадей допускает, что те немногие частицы, в которых происходит разряд, не только сдвигаются друг относительно друга, но и при-нимают временно некоторое особенное, весьма активное (highly exalted) состояние, т. е. что все окружающие их силы одна за другой набрасываются на них, и благодаря этому они приходят в состояние, интенсивность которого может быть равновелика интенсивности химически соединяющихся атомов; что затем они разряжают эти силы, подобно тому как те атомы разряжают свои силы,-не-известным нам до сих пор способом, – и это конец всего (and so the end of the whole). Заключительное действие в точности таково, как если бы на место разрядившейся частицы появилась некоторая металлическая частица, и не невозможно, что способ действия в

 

 

обоих случаях окажется когда-нибудь тожественным[168] «Я здесь передал, – прибавляет Томсон, – это объяснение Фарадея его соб-ственными словами, ибо я его не совсем понимаю. Это смогут не-сомненно сказать и другие лица, точно так, как когда они читают у Гегеля, что в электрической искре «особая материализация (Ма-teriatur) напряженного тела еще не входит в процесс, а только опре-делена в нем элементарным и душевным образом» и что электри-чество – это «собственный гнев, собственное бушевание тела», его «гневное я», которое «проявляется в каждом теле, когда его раз-дражают» (Naturphil. § 324, Zusatz). Основная мысль у Гегеля и Фарадея тожественна. Оба восстают против того представления, будто электричество есть не состояние материи, а некоторая осо-бенная, отдельная материя; а так как в искре электричество высту-пает повидимому самостоятельным, свободным образом, отделен- ное от всякого чуждого материального субстрата и однако в чувст-венно воспринимаемом виде, то при тогдашнем состоянии науки они неизбежно должны были притти к мысли о том, что искра есть мимо-летная форма проявления некоторой «силы», освобождающейся на мгновение от всякой материи. Для нас загадка конечно решена с тех пор, как мы знаем, что при искровом разряде между металли-ческими электродами действительно перескакивают «металлические частицы» и что следовательно «особая материализация напряженного тела» действительно «входит в процесс».

Как известно, электричество и магнетизм принимались первона-чально, подобно теплоте и свету, за особые невесомые материи. В случае электричества можно, как известно, представлять себе две противоположные материи, две «жидкости» – положительную и отрицательную, – которые нейтрализуют друг друга в нормальном состоянии до тех пор, пока они отделены друг от друга так называе-мой «электрической разъединительной силой». Благодаря этому мож-но из двух тел одно зарядить положительным электричеством, дру-гое-отрицательным. Если соединить оба эти тела при помощи треть-его, проводящего тела, то происходит выравнивание напряжений, со-вершающееся в зависимости от обстоятельств или внезапно, или же через посредство длительного тока. Явление внезапного выравни-вания казалось очень простым и понятным, но зато объяснение тока представляло ряд трудностей. В противоположность наипростей-шей гипотезе, что в токе движется каждый раз либо чисто положи-тельное, либо чисто отрицательное электричество, Фехнер и, более подробно, Вебер выдвинули тот взгляд, что в сомкнутой цепи всегда дви-жутся рядом друг с другом два равных, текущих в противоположном направлении, тока положительного и отрицательного электричества по каналам, которые лежат между молекулами весомых тел. При более подробной математической разработке этой теории Вебер при-ходит под конец к тому, чтобы помножить некоторую – здесь не важно, какую-функцию на величину 1/r, где это 1/r означает от-

ношение единицы электричества к миллиграмму (Wiedemann, Lehre vom Galvanismus etc., 2. Aufl., III, стр. 569) * [169]. Но отношение к весомой массе может, разумеется, быть только весовым отношением.

* [Подчеркнуто Энгельсом.]

 

 

Односторонний эмпиризм, yвлекшись своими выкладками <потерял всякий смысл>, настолько отучился от мышления, что невесомое электричество становится у него здесь уже весомым и вес его вхо-дит в математические выкладки.

Выведенные Вебером формулы имели значение только в изве-стных границах; и вот несколько лет назад Гельмгольц пришел на основании их к результатам, которые противоречат закону со-хранения энергии. Веберовской гипотезе о двояком токе, направлен-ном в противоположные стороны, К. Науман противопоставил в 1871 г. другую гипотезу, а именно: что в токе движется только одно из электричеств, – например положительное, – а другое, отри-цательное, неразрывно связано с массой тела. В связи с этим мы встречаем у Видемана следующее замечание: «Эту гипотезу можно было бы соединить с гипотезой Вебера, если к предполагаемому

им двойному току текущих в противоположных направлениях масс ± 1/2e присоединить еще не действующий наружу ток нейтраль-ного электричества, увлекающего с собой в направлении положи-тельного тока количество электричества ± 1/2e» (III, стр. 577).

Это утверждение опять-таки характерно для так <называемого> одностороннего эмпиризма <который кроме наблюдения знает только вычисление и из-за вычисления разучился думать>. Для того чтобы электричество могло вообще течь, его разлагают на по-ложительное и отрицательное. Но все попытки объяснить ток, ис-ходя из обеих этих материй, натыкаются на трудности. И это от-носится одинаково как к гипотезе, что в токе имеется лишь.один из этих видов материи, так и к гипотезе, что оба вида ее текут одно-временно друг с другом и наконец <вообще довольно вероятно также и к той гипотезе, что один вид материи течет, а другой остается в покое. Если мы станем придерживаться этой последней гипотезы, то как мы объясним себе тот факт, что отрицательное электричество, которое достаточно подвижно в электрической машине и в лейден-ской банке, оказывается в токе неизменно связанным с массой тела? Очень просто. Наряду с положительным током + е, который течет в цепи направо, и отрицательным током – е, который течет налево, мы принимаем еще третий ток нейтрального электричества ± 1/2e, который течет направо. Таким образом мы сперва допускаем, что оба электричества могут вообще течь лишь в том случае, если они отделены друг от друга, а для объяснения получающихся при течении раздельных электрических явлений мы допускаем, что они могут течь и не отделенными друг от друга. Сперва мы делаем из-вестное допущение, чтобы объяснить определенное явление, а при первой трудности, на которую мы натыкаемся, делаем другое пред-положение, прямо противоположное первому. Какова должна быть та философия, на которую имели бы право жаловаться эти господа?

Но наряду с этим взглядом на материальный характер электри-чества вскоре пробила себе дорогу и другая точка зрения, согласно которой оно является простым состоянием тел, «силой», или, как мы сказали бы теперь, особой формой движения. Мы выше видели, что Гегель, а впоследствии Фарадей, разделяли эту точку зрения. С тех пор как благодаря открытию механического эквивалента теп-лоты было окончательно преодолено представление о каком-то осо-бом «теплороде», и теплота стада рассматриваться как молекулярное

 

 

движение, естественно было также подойти с новым методом к изу-

чению электричества и попытаться определить его механический эквивалент. Это удалось вполне. В особенности опыты Джоуля, Фавра и Рауля не только установили механический и термический эквиваленты так называемой «электродвижущей силы» гальвани-ческого тока, но и доказали ее полную <количественную> экви-валентность освобожденной химическими процессами в элементе или потребленной в электрической ванне энергии. Благодаря этому делалась все более шаткой гипотеза о том, будто электричество есть какая-то особая материальная жидкость.

Однако аналогия между теплотой и электричеством была непол-ной. Гальванический ток все еще отличался в очень существенных пунктах от теплопроводности. Все еще нельзя было указать, что собственно движется в электрически заряженных телах. Предполо-жение о простых молекулярных колебаниях, как в случае теплоты, оказалось недостаточным. При колоссальной скорости электриче-ства, превосходящей даже скорость света, казалось, нельзя было отказаться от представления, что между молекулами тела здесь движется нечто вещественное. Здесь-то и выступают новейшие теория Клерк-Максвелля (1864 г.), Ганкеля (1865 г.), Реньяра (1870 г.) и Эдлюнда (1872 г.) в согласии с высказанной уже впервые в 1846 г. Фарадеем гипотезой, что электричество – это движение некоей, заполняющей все пространство, а следовательно и проникающей все тела упругой среды, отдельные частицы которой отталкиваются обратно пропорционально квадрату расстояния; иными словами, что электричество-это движение эфирных частиц и что молекулы тел принимают участие в этом движении. Различные теории различно изображают характер этого движения; теории Максвелля, Ганкеля и Реньяра, примыкая к новейшим исследованиям о вихревом дви-жении, видят в нем – каждая по-своему – тоже вихревое движе-ние. И таким образом вихри старого Декарта снова находят почетное место в новых областях знания. Мы здесь не будем вдаваться в рас-смотрение подробностей этих теорий. Они сильно отличаются друг от друга и наверное испытают еще не одну перемену. Но в лежащей в основе всех их концепции заметен решительный прогресс. Представ-ление о том, что электричество есть воздействующее на материальные молекулы движение частиц проникающего всю весомую материю светового эфира, примиряет между собою обе прежние концепции. Согласно этому представлению в случае электрических явлений име-ется налицо движение чего-то вещественного, отличного от весо-мой материи, но это вещественное не есть вовсе электричество, ко-торое, наоборот, обнаруживается в виде особой формы движения, хотя и не непосредственного, прямого движения весомой материи. Эфирная теория указывает, с одной стороны, путь, как преодолеть грубое первоначальное представление о двух противоположных электрических жидкостях; с другой же стороны, она дает надежду объяснить, что такое собственно вещественный субстрат электри-ческого движения, что собственно за вещь вызывает своим движе-нием электрические явления.

У эфирной теории можно уже отметить один бесспорный успех. Как известно, существует один пункт, в котором электричество прямо влияет на движение света: оно вращает плоскость поляризации его.

 

 

Клекрк-Максвелл, опираясь на свою вышеприведенную теорию, вы-числил, что удельная диэлектрическая постоянная какого-нибудь тела равна квадрату его показателя преломления света. Больцман исследовал различные непроводники для определения их диэлектри-ческой постоянной и нашел, что для серы, канифоли и парафина квадратный корень из этой постоянной равен их показателю пре-ломления света. Наибольшее наблюдавшееся при этом отклонение – в случае серы – равнялось только 4%. Таким образом специально максвеллевская эфирная теория была подтверждена эксперимен-тальным образом. <0ставим пока эти все еще витающие в небесах гипотезы и спустимся на твердую почву фактов.>

Но потребуется еще немало времени и труда, пока с помощью новых опытов не удастся вылущить твердое ядро из этих противо-речащих друг другу гипотез. До тех же пор или же до того времени, пока эфирная теория не будет вытеснена какой-нибудь совершенно новой теорией, учение об электричестве находится в неприятном положении, ибо оно должно пользоваться терминологией, которую само называет неверной. Вся его терминология еще основывается на представлении о двух электрических жидкостях. Оно еще говорит самым спокойным образом об «электрических массах, текущих в телах», о «разделении электричеств в каждой молекуле» и т. д. Это зло, которое, как было сказано, неизбежно вытекает из современ-ного переходного состояния науки, но которое также при господст-вующем именно в этой области знания одностороннем эмпиризме немало содействует сохранению царившей до сих пор идейной пу-таницы.

Что касается противоположности между так называемым стати-ческим электричеством (или электричеством от трения) и динами-ческим электричеством (или гальванизмом), то ее можно считать устраненной, с тех пор как научились получать при помощи электри-ческой машины длительные токи и, наоборот, производить при по-мощи гальванического тока так называемое статическое электри-чество, заряжать лейденские банки и т. д. Мы оставим здесь в сто-роне статическое электричество, и точно так же магнетизм, рассмат-риваемый теперь тоже как некоторая разновидность электричества. Теоретического объяснения относящихся сюда явлений придется во всяком случае искать в теории гальванического тока, поэтому мы остановимся преимущественно на последней.

Длительный ток можно получить различными способами. Меха-ническое, молярное движение производит прямо, путем трения, сперва лишь статическое электричество; для получения таким пу-тем длительного тока нужна огромная затрата энергии; чтобы дви-жение это превратилось в большей своей части в электрическое дви-жение, оно нуждается в посредстве магнетизма, как в известных электромагнитных машинах Грамма, Сименса и т. д. Теплота может превращаться прямо в электрический ток, в частности – в месте спайки двух различных металлов. Освобожденная химическим дей-ствием энергия, проявляющаяся при обычных обстоятельствах в форме теплоты, превращается при определенных условиях в электри-ческое движение. Наоборот, последнее превращается при наличии соответственных условий во всякую другую форму движения: в молярное движение, в незначительной мере непосредственно в элект-

 

 

родинамическом притяжении и отталкивании; в крупных же раз-мерах, опять-таки посредством магнетизма, в электромагнитных двигательных машинах; в теплоту повсюду в цепи тока, если только не происходит других превращений; в химическую энергию во вклю-ченных в цепь электролитических ваннах и вольтаметрах, где ток разлагает соединения, с которыми иным путем ничего нельзя по-делать.

Во всех этих превращениях имеет силу основной закон о коли-чественной эквивалентности движения при всех его переменах или, как выражается Видеман, «согласно закону сохранения силы, ра-бота, употребленная каким-нибудь образом для получения тока, должна быть эквивалентна работе, употребленной для произведе-ния всех действий тока» [170]. При переходе молярного движения или теплоты в электричество * здесь не представляется никаких труд-ностей: доказано, что так называемая «электродвижущая сила» равна в первом случае потраченной для движения работе, а во вто-ром случае «в каждом месте спайки термоцепи прямо пропорцио-нальна ее абсолютной температуре» (Wiedemann, III, стр. 482), т. е. пропорциональна опять-таки имеющемуся в каждом месте спайки измеренному в абсолютных единицах количеству теплоты. Закон этот, как доказано, применим и к электричеству, получающемуся из химической энергии. Но здесь дело не так просто, – по крайней мере с точки зрения ходячей в наше время теории. Поэтому при-смотримся несколько внимательнее к этому случаю.

Фавру принадлежит один из прекраснейших опытов насчет пре-вращений форм движения, происходящих в гальваническом столбе (1857-1858 гг.). Он ввел в калориметр батарею Сми из пяти элемен-тов; в другой калориметр он ввел маленькую электромагнитную двигательную машину, главной осью и шкивом которой можно было свободно распоряжаться. Всякий раз при получении одного грамма водорода resp. растворении 32,6 грамм цинка (выраженного в граммах прежнего химического эквивалента цинка, равного половине принятого теперь атомного веса 65,2) в батарее наблюдались сле-дующие явления.