Техника - молодёжи 1937-06, страница 57

Инж. Б. ЧЕРНОМОРДИК

В гуманное февральское утро 1840 г. из Роттердамского порта вышло в далекое плавание небольшое коммерческое судно «Ява». Путь корабля лежал от берегов холодной Голландии к знойной тропической Батавии. Впереди было много незнакомых стран, и поэтому волнение молодого корабельного врача Роберта Майера, впервые совершавшего такое путешествие, было вполне понятно.

Роберт Майер лишь недавно окончил Тюбингенский университет, защитив диссертацию о сантанине. Это был спокойный и рассудительный молодой человек, проведший большую часть своей жизни в маленьком немецком городке Гейльбронне. Решение поехать в Батавию возникло у Роберта внезапно, как только он прочел объявление о вакансии врача на корабле. Его не остановила даже необходимость сдать специальный экзамен при поступлении на службу. Полгода, проведенные в клйниках Парижа, отшлифовали его знания, полученные в университете, и дополнили их необходимым практическим опытом.

Во время путешествия Роберт Майер решил вести дневник, где отмечал все, что останавливало его внимание за день. Это был пестрый дневник: здесь были замечания о погоде, критика однообразных корабельных меню, беглая характеристика новых сослуживцев, заметки о работе и т. д.

Однажды, беседуя со старым штурманом, Майер услыхал от него, что температура морской воды после бури резко повышается. Это было непонятно. Майер всегда интересовался физикой и хорошо знал ее, но это новое явление не укладывалось в рамки господствовавших тогда представлений о природе тепла. Все тепловые явления происходили, по мнению ученых того времени, благодаря тому, что к телу присоединялось или от него уходило особое вещество -— теплород, представлявшее собой невесомую жидкость. Но каким образом движение воды могло вызвать изменение количества теплорода, было неясно.

Беседа со штурманом также, была отмечена в дневнике.

Корабль приближался к тропикам. В начале мая «Ява» вошла в Батавский рейд, где началась разгрузка. Первая половина путешествия была закончена.

Но. здесь планы Майера были нарушены внезапно вспыхнувшей эпидемией воспаления легких. Почти весь экипаж корабля слег. Молодой доктор лечил своих больных кровопусканием — универсальным средством того времени. При этом Майер натолкнулся на одно странное явление. Вот как он писал об этом в своем дневнике: «При кровопускании, которое я делал, оказалось, что кровь, вытекавшая из вен на руке, была яркокрасная. Если судить по цвету этой крови, можно было думать, что эта кровь не из вен, а из артерий...»

Мысль, получив неожиданный толчок, интенсивно заработала. Неожиданно наметилась логическая связь между странным цветом венозной крови и рассказами старого штурмана. В самом деле, цвет венозной крови зависит от количества в ней продуктов дыхания. Майеру было известно о работах Лавуазье, доказывающих, что между процессами сгорания и дыхания не существует принципиальной разницы.

«Для поддержания равномерной температуры человеческого тела образование теплоты в нем должно находиться в некотором количественном отношении к потере им теплоты, а, значит, также к температуре окружающей среды. Поэтому как образование теплоты, так и разность окраски обоих видов крови должны быть в общем а жарком поясе слабее, чем в более холодных странах. В соответствии с этой теорией приходится рассматривать кровь как жидкость, главная цель которой -- поддержание процесса горения — достигается тем, что составные части крови не покидают сосудов и не вступают в материальные взаимоотношения с организмом. Иными словами, большая часть пищи, усвоенной организмом, сгорает в самих сосудах для получения физического эффекта и лумь сравнительно ничтожная часть служит для перехода в субстанцию органов, для содействии росту и т. д.» — так писал Мейер о своих наблюдениях.

Отсюда следовало, что вообще в организме должен существовать баланс между приходом и расходом, между

количественном

Затраченной пищей и расходом образовавшейся теплоты. Следовательно, химическая энергия пищи переходит в тепло, которое тратится организмом на поддержание постоянной температуры и совершение внешней работы. Но отсюда следовало также, что порожденная живым телом теплота находится отношении к затраченной работе. Теперь ) иым, отчего нагревается море после бури: механическая энергии движении волн переходила благодаря трению в тепло, которое и повышало температуру воды. Следовательно, теплота есть один иЭ видов движения.

Весь обратный путь от тропиков до берегов Голландии Майер был задумчив и сосредоточен. Он понял всю важность сделанного им открытия. В феврале 1841 г. он приехал, наконец, в родной Гейльбронн, но вместо того, чтобы целиком посвятить себя практике, сел за работу, в которой хотел подвести итоги мыслям, возникшим во время путешествия.

В июне работа была готова и послана профессору Пог-гендорфу, редактору научного журнала «Анналы». Статья называлась «О количественном и качественном определении сил» Статья эта не были напечатана, а письмо Майера к Поггепдорфу осталось без ответа.

Факт перехода механической энергии в тепло был известен человеку десятки тысяч лет. Наши предки, не задумываясь над происходящим явлением, прекрасно знали способы добывания огня трением кусков сухого дерева. Однако интерес к природе тепла возник лишь тогда, когда появились тепловые машины, в которых переход тепловой энергии в механическую совершался в огромных количествах и был очевиден.

В начале XVIII в. в технике широко применялись паровые насосы Сэвери и Ньюкомена. Насосы устанавливались в шахтах и служили для откачки воды. Этим машинам, которые проделывали большую механическую работу, двигательную силу давала теплота. Хозяева шахт предъявляли ряд экономических требований к этим машинам, и поэтому естественно, что,-старпния техников того вре-напранлены на то, чтобы возможно полнее

1СПО.

атрачс

те пл

Но

УСИЛ1

мало результатов, так как отсутствовало знание природы тепла и физической сущности явлений, происходящих в насосах.

Еще в 1730 г. Парижская академия наук установила премию за лучшую работу по исследованию природы тепла. Многочисленные доклады, посвященные этому вопросу, в основном сводились к тому, что тепло является особой невесомой жидкостью — теплородом, — способной переходить из одних предметов в другие. Это учение оставалось ведущим в продолжение многих десятков лет. Однако в 1789 г. произошло событие, сильно поколебавшее уверенность в существовании теплорода.

Молодой военный инженер Бенджамен Румфорд, состоявший инспектором одного из немецких арсеналов, был поражен тем огромным количеством теплоты, которое выделялось при сверлении пушек. Стальная стружка накаливалась докрасна, а вода, попалившая на ствол орудия, мгновенно превращалась в пар.

Приверженцы теории теплорода объясняли это явление тем, что -в стружках помещается меньше теплорода, чем в целом металле, и излишек теплорода нагревает стружки, сверло и воду.

Однако такое же нагревание происходило и от тупого сверла, когда никаких стружек не образовывалось. Вот этого факта теплородная теория совершенно не могла объяснить.

Сообщение о своих опытах с пушками Румфорд сделал

бб