რამდენიმე საუკუნის განმავლობაში, ფიზიკოსები ვარაუდობდნენ, რომ ტემპერატურა განისაზღვრება აირებში უხილავი და გაუგებარი კალორიული ნივთიერების არსებობით. მრავალი თეორია წამოაყენეს, რათა აეხსნათ მისი მოძრაობა მატერიაში და სხვადასხვა ობიექტებს შორის. მხოლოდ მ.ვ. ლომონოსოვმა შეძლო აეხსნა მატერიის რეალური ბუნება აირების მოლეკულურ-კინეტიკური თეორიის შექმნით. მსჯელობითა და გამოთვლებით მან შეძლო დაემტკიცებინა, რომ ბუნებაში კალორიულობა არ არსებობს. ტემპერატურა დამოკიდებულია მოლეკულების ქაოტური მოძრაობის სიჩქარეზე. მან გააცნო შინაგანი ენერგიის კონცეფცია და ასევე განმარტა, თუ როგორ იცვლება ის რეალურ პროცესში.
რა არგუმენტები მოჰყვა მ.ვ. ლომონოსოვი დაამტკიცოს აირების მოლეკულურ-კინეტიკური თეორია
პირველად გამოთქვა ვარაუდი, რომ ბუნებაში კალორიულობა არ არსებობს, მან შეხვდა იმ პერიოდის პატივცემული მეცნიერების ძლიერ წინააღმდეგობას. ყველამ აღიარა კალორიის არსებობა, მაგრამ ახალბედა მკვლევარმა არა. მერეგერმანელ და ინგლისელ ფიზიკოსებთან ერთ-ერთ შეხვედრაზე ითქვა შემდეგი: „ძვირფასო მასწავლებლებო. საიდან გაჩნდა ძროხის ორგანიზმში კალორიულობა? მან შეჭამა ცივი ბალახი, შემდეგ კი მისი სხეული გახურდა, რადგან შინაგანი ენერგიის ცვლილება იყო მის შიგნით. საიდან გაჩნდა? ხოლო სხეულში სითბოს წარმოშობა აიხსნება იმით, რომ ბალახს აქვს ქიმიური ენერგია, რომელიც ცხოველის სხეულმა გადააქცია ამ სითბოში. ეს ნიშნავს, რომ ჩვენ ვაკვირდებით ენერგიის გადასვლის ფენომენს ერთი მდგომარეობიდან მეორეში. მას მოუსმინეს და ათეულობით კითხვა დაუსვეს. დისკუსიის შედეგად ჩამოყალიბდა ენერგეტიკის ცვლილების კანონიც (მას ასევე ეძახიან ენერგიის შენარჩუნების კანონს), რომელიც ყველა დამსწრემ აღიარა. მოგვიანებით გამოქვეყნდა ჰიპოთეზების მცირე კრებული, რომელიც იყო პირველი გამოცემა, სადაც აღიარებული იქნა აირების მოლეკულურ-კინეტიკური თეორია.
რას ამტკიცებდა მ.ვ.-ის თეორია. ლომონოსოვი
დღეს, როგორც ჩანს, თერმოდინამიკაში ყველაფერი ლოგიკურია. მაგრამ უნდა გვახსოვდეს, რომ პირველი ვარაუდებიდან დღემდე 250 წელზე მეტი გავიდა. ფრანგმა მკვლევარმა ჯ. ჩარლზმა აღმოაჩინა წნევის ზრდის პროპორციულობის კანონი გაზის ტემპერატურის მატებასთან ერთად. შემდეგ მან ახსნა გაზის შიდა ენერგიის ცვლილება გაცხელებისას. მე მოვიგონე ჩემი ფორმულა. მისი კვლევა 20 წლის შემდეგ გააგრძელა გეი-ლუსაკმა, რომელმაც გამოიკვლია გაზის გათბობა მუდმივი წნევით. მან დააკვირდა, თუ როგორ იცვლის თავის პოზიციას მინის ცილინდრის შიგნით მოთავსებული დგუში გაცხელების და გაგრილებისას. აქ ის მიუახლოვდა გაზის კონცეფციის აღმოჩენასმუდმივი. მან არ ისარგებლა იმ გამოკვლევით, რომელიც რობერტ ბოილმა ჩაატარა 140 წლის წინ. მხოლოდ მარიოტის ნაშრომმა, რომელიც მოგვიანებით განხორციელდა და ჩამოყალიბდა ბოილ-მარიოტის კანონში, დაეხმარა ბენუა პოლ ემილ კლეპეირონს, ჩამოეყალიბებინა მდგომარეობის იდეალური აირის განტოლების პირველი კონცეფცია.
40 წლის შემდეგ დ.ი. მენდელეევმა შეავსო მდგომარეობის განტოლება თავისი კვლევის შედეგებით. ახლა კლაიპერონ-მენდელეევის კანონი არის საფუძველი თერმოდინამიკოსებისთვის მთელს მსოფლიოში. ის მათემატიკურად განსაზღვრავს შიდა ენერგიის ცვლილებას გაზის ტემპერატურისგან. ძირითადი კანონების აღმოჩენები პრაქტიკამაც დაადასტურა. შეიქმნა სითბოს ძრავები, რომლებიც მუშაობენ ოტოს, დიზელის, ტრინკლერის და სხვა მეცნიერების თერმოდინამიკურ ციკლებზე.
რამდენიმე სიტყვა იდეალური აირის მდგომარეობის კანონის შესახებ
pV=mRT
დღეს, ნებისმიერი დამოკიდებულების გამოყვანისას, გამოიყენება მდგომარეობის იდეალური გაზის განტოლება. არავის აბნევს მასში შემავალი პარამეტრები, რომლებსაც კარგად განსაზღვრული ცნებები აქვს. გაზის ძირითადი კანონის დასკვნები იძლევა სხვა მნიშვნელოვან ფორმულას, რომელიც ახასიათებს შიდა ენერგიის ცვლილებას:
dU=cvDT,
აქ dU არის შიდა ენერგიის დიფერენციალური ცვლილება, ხოლო cv არის გაზის სითბოს სიმძლავრე მუდმივი მოცულობით. გაზის მუდმივის R ბუნების შესახებ მსჯელობის შედეგად დადგინდა, რომ იგი ახასიათებს სამუშაოსგაზი მუდმივი წნევის დროს.
