Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Тульский государственный университет
РЕФЕРАТ
По дисциплине «физика»
«Труды Георга Рихмана о распределении теплоты»
Тула 2010
Содержание
Введение
1. Георг Вильгельм Рихман
1.1 Биография
1.2 Трагическая гибель Рихмана
2. Работы: калориметрия, теплообмен, испарение жидкостей
Список использованной литературы
Введение
Труды Ломоносова и Рихмана получили широкую известность не только в России, но и в Европе. Известно, что И. И. Ползунов был хорошо знаком с высказываниями Ломоносова о природе теплоты. INoviCommentarii, просматривал Лавуазье, так как в его трудах имеются ссылки на статьи Рихмана, помещенные в том же томе. Вполне возможно, что именно из ломоносовских Размышлений о причине теплоты и холода он использовал аргументы, развитые Ломоносовым против огненной материи в химии. Опыты Ломоносова и Рихмана проводились с большим риском для жизни. В письме к Шувалову 26 июля 1753 г. Ломоносов, производивший опыты в этот день одновременно с Рихманом, писал о трагической гибели своего друга: Что я ныне к Вашему превосходительству пишу, за чудо почитайте, для того что мертвые не пишут. Я не знаю еще или по последней мере сомневаюсь, жив ли я или мертв. Для количественного изучения электричества Рихман сконструировал первый электроскоп, состоявший из металлической линейки с прикрепленной к ней тонкой питью. При электризации нить, отталкиваясь от линейки, отклонялась на некоторый угол, измерявшийся транспортиром
1. Георг Вильгельм Рихман
Георг Вильгельм Рихман (нем. Georg Wilhelm Richmann) (22 июля 1711 — 6 августа 1753) — российский физик. Основные работы по калориметрии и электричеству. Вывел носящую его имя формулу для определения температуры смеси однородных жидкостей, имеющих разные температуры. Проводил опыты по теплообмену и испарению жидкостей в различных условиях. Предложил первую работающую модель электроскопа со шкалой. Соратник и друг М. В. Ломоносова. Погиб при проведении опытов с атмосферным электричеством.
1.1 Биография
Родился 22 июля 1711 года в семье балтийских немцев в городе Пернау (сегодня Пярну, Эстония), что находилось в шведской Ливонии, но стало частью Российской империи в результате Великой Северной войны (1700—1721). Его отец умер от чумы до рождения сына, и его мать снова вышла замуж. Его обучение началось в Ревеле (ныне Таллин, Эстония), но университетские науки он изучал в Германии в Халле и Йене. Занимая должность домашнего учителя в семье графа Остермана, он прибыл вместе с ней в Петербург. Учениками его в этой семье были: Иван, ставший вице-канцлером, и Фёдор, исполнявший обязанности Московского губернатора.
23 июля 1735 года Рихман представил сочинение по предмету физики, вместе с просьбой о принятии автора под покровительство Академии и 13 октября 1735, распоряжением президента Петербургской Академии Наук барона Корфа о принят в студенты Академии Наук по классу физики. Рихман занимался этой наукой под руководством профессора Крафта и помогать ему в его исследованиях и опытах. С 15 апреля 1740 года адъюнкта, а с 2 апреля 1741 года назначен вторым профессором теоретической и практической физики. В 1744 г. Крафт ушел из академии и Рихман занял его место.
К физическим опытам Рихмана, и особенно с электричеством — проявляла интерес императрица Елизавета Петровна. В марте 1745 года во дворце была отведена даже особая комната, где Рихман должен был демонстрировать электрические эксперименты. Не раз приходилось Рихману показывать физические опыты и в самой Академии посещавшим ее, членам Святейшего Синода и послам различных европейских государств.
1.2 Трагическая гибель Рихмана
6 августа 1753 года во время грозы, когда Рихман стоял на расстоянии около 30 см от прибора, от последнего направился к его лбу бледно-синеватый огненный шар. Раздался удар, подобный пушечному выстрелу, и Рихман упал мёртвый, а находившийся тут же гравер Соколов был повален на пол и временно оглушён. Граверных дел мастер Иван Соколов оставил рисунок, запечатлевший гибель Рихмана.«…Красно-вишнёвое пятно видно на лбу, а вышла из него громовая электрическая сила из ног в доски. Ноги и пальцы синие, башмак разорван, а не прожжён…» Так описывал смерть своего соратника и друга в письме к графу Шувалову М. В. Ломоносов Там же Ломоносов, пишет: «Рихман умер прекрасной смертью, исполняя по своей профессии должность. Память его никогда не умолкнет», но в то же время беспокоится, «чтобы сей случай не был истолкован против приращений наук».Трагическая гибель Рихмана от шаровой молнии при исследовании атмосферного электричества «электрическим указателем» (прибором-прообразом электроскопа), который не был заземлён, имела большой резонанс во всем мире, в России временно запретили исследования электричества. В 1753 году российский ученый Георг Рихман, возможно, стал первым лицом, погибшим при проведении электрических экспериментов.
2. Работы: калориметрия, теплообмен, испарение жидкостей
К середине XVIII в. наука о теплоте прошла уже достаточно долгий путь. В трудах античных философов Демокрита, Эпикура, Лукреция высказывалась догадка о том, что тепловые явления связаны с движением специальных тепловых атомов, имеющих форму шара. По мнению Демокрита, эти атомы врезаются в тела и вызывают действие, называемое теплотой.
Из других воззрений на природу теплоты исходил Аристотель. Он считал теплоту одним из четырех (теплота, холод, сухость и влажность) «первичных качеств», или «стихий», которая в сочетании с сухостью образует огонь. А огонь всегда находится выше всех вещей, являясь общим началом всех горючих тел. Это учение, принятое церковью как догма, стало серьезным тормозом в развитии науки о теплоте.
Только в XVII в. в трудах Бэкона, Декарта, Гассенди, а также Бойля, Гука, Ньютона и других ученых получили дальнейшее развитие предположения философов античности о теплоте как о движении атомов. Считая теплоту движением мельчайших частиц тела, Бэкон в то же время не отрицал и существования особой огненной материи, которая производит движение этих частиц. По мнению Декарта, огонь представляет собой быстрое движение заостренных частиц, а теплота – движение частиц шарообразной формы. Он утверждал также, что в твердых телах частицы находятся в покое, однако это утверждение было опровергнуто исследованиями Гука, пришедшего в результате своих наблюдений к выводу о том, что во всех телах вообще частицы находятся в движении.
Против Декарта выступил и Гассенди. По его мнению, теплота и холод вызываются атомами теплоты и атомами холода, которые сами по себе не обладают теплотой или холодом, но порождают теплоту благодаря своей особой форме и движению. Эта точка зрения способствовала возникновению учения о теплоте как о невесомом веществе.
В конце XVII в. Бойль провел большое число опытов, связанных с изучением теплоты. Убедившись в том, что нагревание тел легко достигается механическим путем посредством трения или ковки металла, он тем не менее оказался непоследовательным в своих атомистических воззрениях. Например, увеличение веса металла после его прокаливания в сосуде он объяснял существованием теплового вещества, или весомой «материи огня». Выводы Бойля способствовали распространению представлений о теплороде – невесомой материи, которая, подобно весомой жидкости, может свободно перетекать из одного тела в другое.
Широкому распространению теории теплорода в XVIII в. способствовали и успехи математического метода в физике, получившего повсеместное признание после работ Ньютона, где было введено новое понятие – «количество теплоты». Его последователи стали трактовать теплоту как некую субстанцию и рассматривать тепловые явления как переходы и изменения различных количеств этой субстанции.
Различные «невесомые жидкости» (флюиды) были введены и для объяснения электрических, магнитных и световых явлений. Для объяснения химических явлений, например горения, широкое распространение получила теория флогистона, под которым ученые того времени понимали вещество, якобы являвшееся носителем горючести. Они утверждали, что при горении тело становится легче, т.к. из него выделяется флогистон – горючее весомое начало. Некоторые химики допускали даже существование флогистона с отрицательным весом.
Теория теплорода, ложная в своей основе, сыграла в истории науки и положительную роль. Она помогла физикам систематизировать накопленный материал и правильно подметить некоторые закономерности тепловых явлений. Так, при изучении явлений перераспределения теплоты или ее передачи, когда общее количество теплоты оставалось неизменным, теория теплорода давала возможность провести правильные расчеты, хорошо объясняющие тепловой баланс. Объясняла она и явление теплопроводности, исходя из того, что теплота переходит из одного тела в другое, сохраняя свое общее количество подобно тому, как это происходит с жидкостью.
Огромное значение для изучения тепловых явлений сыграла термометрия. Она, по существу, и положила начало количественному изучению этого важнейшего раздела физики. До ее возникновения на Руси, например, сведения о погоде записывали так: «1657 год, генваря, 30-го дня, пяток. День был до обеда холоден и ветрен, а после обеда оттепелен, в ночи было ветрено». Если требовалось отметить температуру воздуха в зимний день, то записывали так: «Мороз мал». Или: «Мороз лютый». Появление первых термометров связано с изобретенным Г.Галилеем термоскопом, а позже – пригодными для научных измерений термометрами Фаренгейта, Реомюра и Цельсия. С помощью термометра (хотя к началу 40-х гг. XVIII в. в употреблении находилось не менее тринадцати различных шкал) ученые сразу же приступили к количественным исследованиям тепловых явлений.